数字孪生平台可视化常用三维建模方式和精细度分级

对于数字孪生这个概念，三维建模不同行业认知都不尽相同。有的行业认为数字孪生重点在于建模，有的行业认为在于物联感知，还有部分认为是虚拟仿真。今天重点从建模角度和大家谈谈数字孪生技术常用的三维建模方式以及精细度分级。

数字孪生平台可视化常用三维建模

北京智汇云舟科技有限公司成立于2012年，专注于创新性的“视频孪生（实时实景数字孪生）”技术研发与应用。公司依托自研三维地理信息引擎（3DGIS），融合建筑信息模型（BIM）、视频监控（Video）、人工智能（AI）及物联网（IOT）等多种技术，并在此基础上推出了“云舟披萨”低代码PaaS开发平台、实景孪生虚实融合一体机、行业解决方案等多个系列的产品。

数字孪生平台可视化常用三维建模

凭借领先的技术基础，智汇云舟持续助力各行业数字化转型，以及推动产业协作的数字化升级。公司先后参与了许多重点项目建设，应用领域涉及智慧城市、智慧园区、数字乡村、轨道交通、军工、雪亮工程（平安城市）、司法监管、应急指挥、机场、工厂、学校、医院、场馆等全行业场景。

数字孪生平台可视化常用三维建模

BIM三维建模

BIM是工程建设领域的一项重大技术创新，是指建筑及设施的物理和功能特性的数字化表达。BIM包含建筑及设施所有构件、部件等模型元素的几何和非几何信息及其关系，并随工程建设过程的逐步推进而不断深化。BIM三维模型应满足实现数据的科学组织和按需表达以及充分考虑应用中的高度语义交互需求等要求。通过构建多级、多层次的实例化、非实例化缓存来生成场景数据调度优化后的金字塔缓存数据，从而快速实现模型数据轻量化，提高模型渲染效率。

数字孪生平台可视化常用三维建模

倾斜摄影三维建模

三维建模通过无人机搭载摄像头，同时以一个垂直四个倾斜的角度给地物拍照。直接反映地物的外观、位置、高度等属性，保证真实效果和测绘级精度。倾斜摄影三维模型又分为单体化模型和无需单体化模型两类。单体化模型针对需要对建筑设备等进行设备挂接的情况，需要对倾斜模型进行单体化分割，对建筑面外立面扭曲进行拉平处理，保证边界横平竖直等；无需单体化模型：模型数据直接进引擎，制作简单的材质优化以及设备、过程等数据的叠加。

CAD三维建模

数字孪生技术CAD格式的地形图是三维建模的依据，对地形图中非关键要素的点、线、注记、填充图案等信息，通过删除或图层隐藏等方式进行简化处理；通过3Dmax软件快速勾画建筑物的轮廓线，构建建筑白模以及通过现场照采集进行真实纹理贴图；将贴图完成的模型导出，加载进引擎，配合平台模拟光照环境，对场景材质纹理进行二次美化编辑。

数字孪生技术模型精细度分级

在基础三维数据生产上，面向不同的应用场景提供了L1、L2、L3、L4四个细节层次的数据服务，分别对应体块模型，基础模型，标准模型与精细模型。

L1（数字孪生技术体块模型）

三维建模体块模型的基底轮廓线基于公开渠道获取的1：500、1：1000、1：2000等比例尺地形图中建筑物的基底轮廓线直接生成，并与地形图保持一致；体块模型可依据地形、道路、水系、建筑物基底的几何形状及建筑高度生成几何模型，材质使用单色表示。该版本数据只负责数据加工建模，不保证原始数据采集的真实性和现势性；

L2（数字孪生技术基础模型）

L2版本数据增加了材质贴图，基础模型几何结构数据的生产方式和L1一致，在L1地形的基础上选择仿真贴图或者公开渠道获取的影像进行贴图，三维建模增加真实感。该版本数据只负责数据加工建模，不保证原始数据采集的真实性和现势性。

数字孪生平台可视化常用三维建模

L3（数字孪生技术标准模型）

三维建模标准模型用于生产的原始几何数据来自目标区域CAD格式的竣工图纸，纹理数据来自现场采集，可真实、准确的反映物体的各部位几何特征、样式、高度、分布、位置、质地、色彩及纹理等。三维建模对于图纸和现状不一致的部分会进行现场核实修正，可反映地形起伏特征、地表形态，对于山体可以采用真实影像贴图。

L4（数字孪生技术精细模型）

三维建模精细模型根据现场空间的CAD竣工图纸和外业采集的纹理信息精细建模，可真实并准确地反映物体的各部位几何特征、样式、高度、分布、位置、质地、色彩及纹理等，纹理贴图要求细节清晰，三维建模高度精度不低于模型自身高度的5％。精细模型可以精确反映建筑的立面、屋顶结构，尤其是针对附属设施以及工业生产的设备都进行细节的建模。