[发明专利]山地管道数字孪生体系的构建方法、系统、设备及介质

说明书

本发明公开了一种山地管道数字孪生体系的构建方法、系统、设备及介质，涉及管道工程建设技术领域，该方法包括：获取数字正射影像图数据、数字高程模型数据和管道资产数据，所述管道资产数据包括线路资产数据和站场资产数据；根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型；根据所述管道资产数据，构建线路模型；根据所述站场资产数据，构建站场模型；对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系。本发明构建的山地模型和线路模型易于修改和替换，渲染得到的山地管道数字孪生体系精度高，可对山地管道的位置、走向及其周边山势信息进行全方位模拟仿真，建设周期短，投入成本低。

技术领域

本发明涉及管道工程建设技术领域，具体涉及山地管道数字孪生体系的构建方法、系统、设备及介质。

背景技术

近20年来，我国天然气管道快速发展，截止2019年底，我国已建成天然气管道总里程约8万公里，覆盖全国的干线管网初步形成。对管道资产数字化、智能化、一体化管理需求日益强烈，建设管道数字孪生平台需求迫在眉睫。

目前，数字孪生体系的搭建通常直接使用建模软件进行处理，如Auto Desk公司、Bentley公司、CATIA公司旗下的一系列建模软件。其中，Auto Desk公司旗下的3D StudioMax软件可以塑造并定义环境、对象和角色细节，能够对人员、位置或事物建模，对地形进行建模处理，可以较好地反映出山地细节信息；Bentley公司旗下的Context Capture(简称CC)软件能快速为各种类型的基础设施项目生成反映现实环境的三维实景模型(倾斜摄影)，该软件在建筑、土木工程、交通运输、加工工厂、政府部门、公用事业等领域应用广泛。

虽然使用传统的建模软件可以较好地表现山地区域地形起伏特征，也可以对管道实体进行构建处理，但是使用传统的建模软件对山地长输管道设计山地管道数字孪生体系，存在构建模型的周期长、投入成本高的弊端，并且传统的建模软件生成的模型文件内容不能修改。对于地形复杂又多变的山地管道来说，无人机采集数据时很难做到100％还原地形情况，往往需要修改原始的模型数据去模拟真实山形走势，但传统的建模软件并不具备这样的修改或替换功能。如果管道改线或地形出现变化，就需要重新建模，这样又会花费大量时间和成本，对工作进度也造成影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：利用传统的建模软件对山地长输管道设计山地管道数字孪生体系时，构建模型的周期长、投入成本高，不能反映出山地管道真实状态，且生成的模型文件内容不能修改，不利于后期因外界环境条件和内部因素影响及时进行调整。为解决该技术问题，本发明提供了一种山地管道数字孪生体系的构建方法、系统、设备及介质，以缩短模型的构建时间，构建的模型易于修改和替换，且能还原真实的山形走势，展现出山地管道最真实的状态。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种山地管道数字孪生体系的构建方法，包括：

获取数字正射影像图数据、数字高程模型数据和管道资产数据，所述管道资产数据包括线路资产数据和站场资产数据；

根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，所述山地模型用于模拟山地地形的高低起伏；

根据所述管道资产数据，构建线路模型，所述线路模型用于模拟山地管道的位置和走向；

根据所述站场资产数据，构建站场模型，所述站场模型用于模拟站场设备的位置和形态；

对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系。