[发明专利]一种基于BIM和GIS技术的数字孪生数据驱动系统

权利要求书

1.一种基于BIM和GIS技术的数字孪生数据驱动系统，其特征在于，至少包括：

数字孪生模型制作单元，建立BIM+GIS模型数据库、制作动作模型数据；

数据驱动单元，建立动作模型驱动数据库、数据监控驱动；

所述数字孪生模型制作单元的制作方法包括如下步骤：

S1、建立BIM和GIS模型数据库；具体为：

S101、根据实际物理实体场景，利用达索3D EXPERIENCE平台，建立实体场景的三维BIM模型，同时定义模型的属性信息；

S102、将BIM模型数据以3dxml数据格式导出，然后通过3dxml转UDB插件转换成UDB数据格式，最终以UDB数据导入SuperMap GIS数据源并加载到三维场景中；

S103、利用SuperMap GIS软件对UDB数据进行实例化、多细节层次和轻量化处理；

S2、制作动作模型数据；具体为：

S201、动作模型动画制作及描述信息添加，位移类、刚体类和纹理替换类动作模型在SuperMap GIS软件中对应的模型以DAE格式文件导出，然后导入3D max软件中制作对应的位移动作，刚体动作和纹理贴图，动画制作完成后在描述信息中添加模型ID编号和数据集名称信息；骨骼类模型在3D max软件内创建人员骨骼模型，并制作人员的行走动作和肢体动作；

S202、动作模型整合到SuperMap GIS三维场景，在3D max软件中完成动画制作及描述信息添加后，位移类、刚体类和纹理替换类动作模型利用SGM插件导出SGM格式文件，删除SuperMap GIS三维场景中的原UDB数据模型，然后通过在相应SuperMap GIS三维场景新建KML图层，直接添加SGM格式文件到三维场景，实现模型替换；骨骼类模型利用Mesh插件导出Mesh格式文件，通过在对应SuperMap GIS三维场景新建KML图层加载Mesh格式文件到三维场景；

S203、动作模型动作控制，位移类、刚体类、纹理替换类和骨骼类动作模型导入SuperMap GIS软件后，根据实际需求，位移类动作模型需要绘制物理实体的运动路径并将模型与此路径建立绑定关系，定义动作持续时间，实现位移动作控制；或根据实际需求，刚体类动作模型设置动作持续时间以控制模型的动作的快慢；或根据实际需求，纹理替换类动作模型修改MESH面的纹理属性以实现信号指示变化；或根据实际需求，骨骼类动作模型需要绘制人员的行走路径并将模型与此路径建立绑定关系，定义动作持续时间，完成人员模型动作快慢的控制；

S204、动作模型属性添加，对于位移类、刚体类和纹理替换类动作模型，首先将已删除动作模型对应的原UDB数据模型再次导入SuperMap GIS数据源，然后将三维场景中动作模型描述信息中的模型ID编号和数据集名称与数据源中的UDB数据通过C#开发的属性链接程序建立链接关系，实现属性添加；对于骨骼类动作模型，在开展虚实交互过程中，人员属性信息从业务数据库直接读取并以可视化界面显示。

2.根据权利要求1所述基于BIM和GIS技术的数字孪生数据驱动系统，其特征在于，所述模型的属性信息包括模型的通用属性信息和专用属性信息。

3.根据权利要求1所述基于BIM和GIS技术的数字孪生数据驱动系统，其特征在于，

所述实例化处理是针对几何形状相同的模型，抽象其示例，储存在内存中；

所述轻量化处理是根据BIM模型的语义信息，对模型的骨架进行删除或者简化；

所述实例化处理、多细节层次处理和轻量化处理的UDB数据进行切片缓存操作，以文件库的形式保存，完成BIM+GIS模型数据库的建立。

4.根据权利要求1所述基于BIM和GIS技术的数字孪生数据驱动系统，其特征在于，所述数据驱动单元的制作方法包括如下步骤：

（1）动作模型驱动数据库建立；具体为：

采集现场实时运行数据，并通过开发的数据驱动控制程序规则读取采集的数据，确保采集数据与模型动作具有映射关系，并进行数据存储，从而完成动作模型驱动数据库的创建；

（2）数据监控驱动；具体为：

开启数据库监控程序，当动作模型驱动数据库的数据发生变化时,数字孪生模型发生相应动作。