[发明专利]一种数字孪生城市管理系统及方法

权利要求书

1.一种数字孪生城市管理系统，其特征在于，所述系统包括数据中枢模块、应用中枢模块以及服务中枢模块，其中：

所述数据中枢模块，用于整合城市数据资源，并通过从空间、时间以及语义层面上的关联数据融合，建立以城市时空数据为索引，以基础地理数据和自然资源规划数据为基础，以社会资源数据为主干，以物联感知数据为补充的时空数据体系；

所述应用中枢模块，用于针对城市规划中的各目标主体，结合应用领域对实体对象精细程度的需求、以及所述时空数据体系中涵盖的关联融合关系，进行三维实体的BIM建模；

所述应用中枢模块，还用于基于得到的BIM模型，结合路径规划需求，进行空间数据相关性计算，并基于得到的相关性计算结果，进行空间路径规划；

所述服务中枢模块，用于按照数据规律特征、交互特征以及数据类型，对数据集成、融合、三维实体建模、以及空间数据相关性计算过程中产生的各项数据进行分类存储，所述分类存储包括在线存储、近线存储以及归档存储。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据中枢模块，还用于基于实体对象在空间维度下包含的空间特征进行空间融合，并基于得到的空间融合值判断相应融合目标之间的空间融合程度，所述实体对象包括建筑实体、交通实体、设施实体以及底下管网中的至少一种，所述空间特征包括空间位置信息以及空间局部信息；

所述数据中枢模块，还用于针对已完成空间融合的多个第一目标对象，基于自适应加权平均法，以总方差最小为目标，按时间先后顺序对目标在不同时间的观测值进行时间融合，并基于得到的时间融合值判断相应融合目标之间的时间融合程度；

所述数据中枢模块，还用于针对已完成时空融合的多个第二目标对象，基于对象涵盖的语义信息，从语义层面，融合地理实体的基础属性、实体关系和其他社会经济信息，得到以地理实体为基本单元的时空一体化数字孪生体。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用中枢模块，还用于获取目标主体的本体属性以及所处的环境属性，所述本体属性包括几何、颜色、纹理以及材质中的至少一种，所述环境属性包括光照、温度以及湿度中的至少一种；

所述应用中枢模块，还用于结合所确定的本体属性以及环境属性，确定可视化样式，以及按照所述可视化样式，进行可视化渲染，以按照虚拟仿真方式，展示相应的三维空间场景。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，可视化渲染过程中还包括以下步骤：

针对待渲染对象，结合应用领域对实体对象精细程度的需求进行分层处理，得到至少一个层级的分层对象；

针对各所述分层对象，结合涵盖的渲染面片数量、以及渲染区域大小，进行渲染规则以及渲染优先级别的确定；

按照所确定的渲染规则以及渲染优先级别，按序进行分层渲染，并在结束渲染时，按照预先确定的分层顺序进行渲染效果的整合。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，空间路径规划过程中还包括结合时空网格技术以及北斗定位服务，通过叠加分析以及序列分析，进行实体对象之间的空间数据相关性计算，其包括空间距离测量、涵盖的面积测量以及体积测量中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括态势评估模块，其中：

所述态势评估模块，用于基于所述BIM模型，确定待评估区域内的自然资源对象所涵盖的资源信息，所述资源信息包括资源属性信息、资源类型信息、所属的空间范围以及与其他资源对象的关联信息；

所述态势评估模块，还用于基于所述资源信息，进行空间几何解析、三维测量剖分以及分布统计分析，以确定自然资源对象的空间分布、及变化趋势；

所述态势评估模块，还用于基于所述空间分布、及变化趋势进行生长趋势的预测。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括数据中心建立模块，其中：

所述数据中心建立模块，用于结合数据属性特征关联、支持度以及置信度，建立强关联的动态数据库群，所述动态数据库群包括空间地理基础数据库、规划管控数据库、工程经济数据库、社会经济数据库以及动态感知数据库中的至少一种。

8.一种数字孪生城市管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

整合城市数据资源，并通过从空间、时间以及语义层面上的关联数据融合，建立以城市时空数据为索引，以基础地理数据和自然资源规划数据为基础，以社会资源数据为主干，以物联感知数据为补充的时空数据体系；

针对城市规划中的各目标主体，结合应用领域对实体对象精细程度的需求、以及所述时空数据体系中涵盖的关联融合关系，进行三维实体的BIM建模；

基于得到的BIM模型，结合路径规划需求，进行空间数据相关性计算，并基于得到的相关性计算结果，进行空间路径规划；

按照数据规律特征、交互特征以及数据类型，对数据集成、融合、三维实体建模、以及空间数据相关性计算过程中产生的各项数据进行分类存储，所述分类存储包括在线存储、近线存储以及归档存储。