基于虚幻引擎的数字孪生城市模型数据单体化实现方法、装置及存储介质

摘要

本发明公开了一种基于虚幻引擎的数字孪生城市模型数据单体化实现方法，该方法仅构建建筑外立面模型的外立面模型并配置相应数据文件，不包含模型的内部构造，文件存储仅有建筑外立面模型的外立面信息的这样可降低资源的占用；同时通过内部数据的构造来实现数字孪生场景中对于建筑空间定位算法的支持；采用该方法在虚幻引擎数字孪生城市构建在同样的场景效果下同样模型的资源占用率对比传统的CIM模型，资源占用减少了70%，数据更加的轻量化，同时数据的零活动更高，因为仅使用了建筑外立面模型，数据的二次迭代和升级的可扩展性更好。

说明书

技术领域

本发明涉及虚幻引擎数字孪生技术领域，特别涉及一种基于虚幻引擎的数字孪生城市模型数据单体化实现方法、装置及存储介质。

背景技术

随着科学技术的发展，数字孪生技术已经从理论概念逐步到技术应用的阶段。然而目前，从物理世界向虚拟世界的映射，有诸多技术问题需要解决，目前还没有一项技术能完美解决“数字孪生”中存在的所有问题，在当前技术环境下，游戏行业和GIS行业是最有可能成为数字孪生的主导行业，然而，谁能够率先跨出自身领域的框架，从更宏观的层面整合自身技术优势，投放到更多样的应用场景，则必将在今后“数字孪生”领域占据主动。

GIS作为最早用于城市管理的技术之一，核心价值是提供了一个以地理学为依据的数据管理框架，并以此为基础实现对各类数据资源的统一管理和整合。相比游戏引擎，GIS在数据层面更具有“兼容性”，针对城市发展的需要， 对各行业所需要的数据（遥感影像、矢量数据、Iot、倾斜摄影、 BIM）等，都可以放入到“时空框架”内，形成城市的“数据资产”。如果将两者对优势结合在一起，在数据获取后，打通从数据管理到场景构建再到可视化表达的所有技术环节，形成一套高效的技术解决方案，那么必将大大推动“数字孪生”的发展。

基于虚幻引擎中的空间坐标的模型数据单体化则是虚幻引擎建设数字孪生城市的关键技术。基于GIS系统的地理数据是成熟的技术，但是基于虚幻引擎中的空间坐标的模型数据单体化则是新兴的技术，还在发展中。传统GIS的模型数据技术是基于影像的非建模的，有些是简单模型，传统的BIM或者CIM的模型单体化内部构造资源资源占用率过高，无法在高清的孪生城市场景进行有效的搭建。因此这些GIS模型数据技术并未完全做到模型的数据单体化，按照数字孪生城市白皮书的要求，只能达到L2的精度，精度交底，不能满足使用要求，因此有必要对数字孪生城市模型数据单体化做进一步的研发。

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于设计一种基于虚幻引擎的数字孪生城市模型数据单体化实现方法，其包括如步骤：

1）构建建筑物外立面模型，建立虚幻引擎的平面空间坐标体系，将建筑物外立面模型按照经度、纬度的标识在虚幻引擎内部的地形进行建筑外立面模型落位；

2）采集建筑外立面模型落位的平面空间坐标，形成建筑外立面模型的单体位置数据；

3）将采集的建筑外立面模型的单体位置数据与数字高程图的相应数据进行匹配，计算建筑物高度，形成建筑外立面模型在虚幻引擎的平面空间坐标体系的落位数据；

4）将建筑外立面模型根据建筑情况进行分层；

5）对分层的建筑外立面模型逐层进行数据化，形成内部数据信息；

6）将建筑外立面模型的内部数据信息、落位数据信息及现实信息组合成数据文件，并将该数据文件与相应的建筑外立面模型进行对应。

优选的，步骤5）中的建筑外立面模型内部数据信息包括层数、层高、楼栋单元分布、户型分布、户型图。

优选的，步骤6）中建筑外立面模型现实信息包括建筑物名字、地址、位置、经度、纬度。

优选的，在步骤4）中对建筑外立面模型进行分层时先进行建筑类型区分，按照行业标准进行信息入库。

优选的，步骤5）中建筑外立面模型逐层数据化直接将是将建筑物的cad图纸数据化保存进入数据库。

本专利还公开了一种基于虚幻引擎的数字孪生城市模型数据单体化实现装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

本专利还公开了一种计算机存储介质，用于存储有计算机程序所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求所述的方法的步骤。

上述技术方案具有如下有益效果：本方法仅构建建筑外立面模型的外立面模型并配置相应数据文件，不包含模型的内部构造，文件存储仅有建筑外立面模型的外立面信息，这样可降低资源的占用；同时通过内部数据的构造来实现数字孪生场景中对于建筑空间定位算法的支持； 采用该方法在虚幻引擎数字孪生城市构建在同样的场景效果下同样模型的资源占用率对比传统的CIM模型，资源占用减少了70%，数据更加的轻量化，同时数据的零活动更高，因为仅使用了建筑外立面模型，数据的二次迭代和升级的可扩展性更好。

附图说明

图1为本专利实施例的流程图。

图2为本专利实施例的建筑模型单体化示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。

如图1所示，本专利公开了一种基于虚幻引擎的数字孪生城市模型数据单体化实现方法，其包括如步骤：

首先构建建筑物外立面模型，并建立虚幻引擎的平面空间坐标体系，将构建的建筑物外立面模型按照该模型对应的建筑物经度、纬度的标识在虚幻引擎内部的地形进行建筑外立面模型落位；采集该建筑外立面模型落位的平面空间坐标，形成建筑外立面模型的单体位置数据，该数据为平面坐标信息数据。

接着将采集的建筑外立面模型的单体位置数据与数字高程图的相应数据进行匹配，这样可计算该模型所对应建筑物的高度，这样形成建筑外立面模型在虚幻引擎的平面空间坐标体系的落位数据，包括平面坐标和高度。然后将该建筑外立面模型根据建筑情况进行分层，进行分层前先进行建筑类型区分，按照行业标准进行信息入库，这样不但可以知道建筑物的类型，而且获得每层的层高，方便进行分层。

完成分层后，对分层的建筑外立面模型逐层进行数据化，形成内部数据信息，内部数据信息包括层数、层高、楼栋单元分布、户型分布、户型图，在进行数据化时，可直接将是将建筑物的cad图纸数据化保存进入数据库。

内部数据化完成后，将上述步骤中得到的建筑外立面模型的内部数据信息、落位数据信息及现实信息组合成数据文件，上述建筑外立面模型现实信息主要包括建筑物名字、地址、位置、经度、纬度等信息，组合成的数据文件数据文件与相应的建筑外立面模型进行对应，这样就可实现建筑模型数据单体化（如图2所示）。

为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种基于虚幻引擎的数字孪生城市模型数据单体化实现装置，具体可以为个人计算机、服务器、网 络设备等，该实体设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述步骤方法。

相应的，本实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述步骤方法。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

本方法仅构建建筑外立面模型的外立面模型并配置相应数据文件，不包含模型的内部构造，文件存储仅有建筑外立面模型的外立面信息，这样可降低资源的占用；同时通过内部数据的构造来实现数字孪生场景中对于建筑空间定位算法的支持； 采用该方法在虚幻引擎数字孪生城市构建在同样的场景效果下同样模型的资源占用率对比传统的CIM模型，资源占用减少了70%，数据更加的轻量化，同时数据的零活动更高，因为仅使用了建筑外立面模型，数据的二次迭代和升级的可扩展性更好。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。