数字孪生技术打造三维可视化智慧校园导航系统

　　

　　孪生校园3D可视化地图服务平台是基于校园物理环境，以真实 校园整体为蓝本，利用网络技术，完成校园的3D可视化地理信息系统的搭建，实现校园多维度、跨平台的虚拟展示和呈现，是物理校园与虚拟校园的结合提供链接纽带，是智慧校园的重要基础组成部分。并在此基础上提供校园孪生应用服务的可视化和孪生管理场景应用的打造，支持服务与应用的扩展。

　　校园三维实景建设与仿真

　　第一步：采用无人机对校园进行倾斜摄影航拍。结合项目需要生成高清正射影像图和校园倾斜摄影三维实景模型。为孪生校园3D可视化地图服务平台提供基础地图数据：

　　

　　第二步：在3Dmax软件里对倾斜摄影模型基础上进行拓扑和重构，制作等比例的3Dmax模型。通过贴图制作、材质调整、灯光烘焙等工序，最后得出色彩效果精美、文件体积小的模型文件，力求在电脑浏览器上都能流畅运行。

　　

　　第三步：打开在线3D可视化场景编辑器（sve.yongtoc.com），导入倾斜摄影模型和仿真模型。根据需要在编辑器中导入教学楼楼层CAD图纸，绘制每一栋教学楼的楼层3D结构，根据需要在场景中摆放资产模型、智能化设备模型（照明、消防、摄像头等），也可在3D可视化场景编辑器实现室内导览路线的规划及导航位置点的标注，实现地图的综合管理并方便后期的维护。

　　#3D可视化展示系统#孪生校园3D可视化地图服务平台

　　孪生校园3D可视化地图服务平台是永拓科技基于C++自主研发的图形引擎，基于WebGL技术编译成WebAssembly，具备高性能、支持跨平台应用等特点，支持GIS、遥感卫星图、正射影像、倾斜摄影、仿真建模模型、VR全景图等多源数据融合呈现，支持通过JavaScript、TypeScript进行二次开发。平台提供应用接口如下：

　　1、全景立体展现各校区虚拟仿真地图，实现“校区—建筑物—楼层—房间”无限级下钻式链接，查询、定位、导航、统计、分析。

　　2、从图形展开到图形：实现从虚拟校园楼栋到矢量分层分户图的查询、定位；从矢量分层分户图到虚拟校园楼栋的查询、定位。

　　3、从图形查询到属性：实现从虚拟校园楼栋角度、矢量分层分户角度两种模式出发的基础信息、使用信息、资产设备、维修信息、人员信息、弱电设施等查询、定位。

　　4、从属性定位到图形：实现从虚拟校园楼栋属性、从矢量分层分户属性查询、定位链接到图形。

　　5、支持楼栋/房间多媒体资料加载、展示。

　　6、无死角操作：在系统中可对校园进行720度旋转、缩放、查看地图

　　7、无需安装插件即支持主流浏览器上图形浏览、查询、定位、漫游等等。支持二次开发。接口快速支持第三方系统调用。

　　8、系统除支持电脑浏览器查看外，还支持通过手机微信加载查看。

　　具体应用成果如下：

　　【3D校园展示】：

　　系统通过3D虚拟仿真、3D建模，实现校园的3D虚拟仿真。并把3D校园场景在导航系统的地图中显示；实现楼宇建筑外观、重点基础设施、道路等模拟；实现校园楼宇楼层建筑结构制作；针对校园重点景点区域以摄像机拍摄全景图的方式结合到地图中进行展示；

　　电脑浏览器查看楼内结构手机端浏览校园全景图

　　【自动化讲解】：

　　后台可自主编辑路径漫游和飞行漫游两种浏览模式；主题路线展示内容用户可自主选择校园景点，形成个性化云游路线；选定主题路线，系统依次播放各景点的图文、VR全景、视频等信息；

　　

　　【路书服务】：

　　通过路书服务列表可查看讲座、晚会、招聘会、比赛等校园活动的时间、地点主办方等内容，并支持一键导航至活动场地。

　　

　　【专业介绍】：

　　选择或搜索专业名称，系统依次以图文、全景或者视频的形式播放专业各类信息。

　　

　　【迎新、访客联动定位导航】：

　　系统支持从起点位置到任何目标位置的最优选线路导航，实现室外GPS定位、室内蓝牙定位融合定位，应用实现同楼层、跨楼层、跨楼宇的导航线路；系统提供集成接口，支持与迎新系统、访客系统等第三方应用对接，实现业务全流程地图导航服务。

　　微信端路线导航

　　【会议/活动引导】：

　　系统支持根据活动需要生成起点至终点的二维码，用户可通过扫描二维码直接进行地图导航，结合活动现场海报或者易拉宝引导访客扫码实现快速引导分流，提升校园活动服务质量。

　　

　　【房屋资产可视化】：

　　基于校园3D可视化展示系统与校园房产综合管理系统实现数据互通，通过图形化3D展示平台，把目前房产管理系统中如面积、结构信息、层数、建筑年份、分配信息、租赁信息、维修信息等信息与3D校园实现数据互联，将信息系统与图形系统结合，实现房屋的分层图、分户图及各房屋的属性信息，可以从图形查询到相关属性数据，也可以通过房屋数据定位到图上坐落，为校园在后期管理过程中能够更加直观易懂，实现场景化管理。

　　

　　【安防可视化】：

　　可在统一的楼宇一张图上，通过与摄像头、消防等安全管理系统实现集成对接，可实现安全管理与物理空间管理的管理，在突发事件上能够快速实现区域定位和事故点追溯。

　　

　　【轨迹分析】

　　基于AI摄像头回传数据实现可疑人员、学生轨迹分析；

　　可疑人员轨迹学生轨迹

　　【设备运行集成可视化】：

　　可在统一的楼宇一张图上，通过对空调、照明、饮水机、喷灌等用电基础设施的使用者末端行为管控，在不改变原有系统的情况下，实现所有空调的集中管控、远程控制、状态监测、定时开关、温限控制等，并可根据用户的实际需要进行个性化定制，满足不同用户多样化的需求。

　　车辆出入能耗分析机房中心网络监控举报/反馈