一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法与系统，通过监测数据感知、监测预警分析和基于UE的数字孪生场景构建，形成一个三维沉浸式的大坝安全监测应用系统。本发明专利技术的大坝安全监测应用系统包含安全监测可视化、安全监测巡查、安全监测分析和安全监测预警。本发明专利技术旨在基于数字孪生底座，在传统水库大坝安全监测系统的基础上强化工程安全可视化，提升灾害预警能力，实现工程三维可视、状态可查可控，守住安全底线，保障水库综合效益。效益。效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法与系统


[0001]本专利技术涉及水利工程运行管理
，具体为一种基于UE(虚幻引擎)技术的三维沉浸式大坝安全监测方法与系统。

技术介绍

[0002]水库大坝是国民经济的重要基础设施，是调控水资源时空分布和优化水资源配置重要的工程措施。建造水利水电工程是改造自然、开发利用水资源的重大举措，能为社会带来巨大的经济效益和社会效益。
[0003]但是，随着经济与社会的发展，城市化进程加快、人口与财产高度集中，这种紧密的经济结构有其脆弱的一面，难于承受水利水电工程设施失效的影响。作为国民经济的基础产业之一，水利水电工程工作性状失常，会直接影响其经济收益，而工程一旦失事，将给社会带来巨大的生命财产损失和人为的灾害，严重时甚至会形成社会问题和环境问题。因此，应从社会、环境、经济等全局利益出发，高度重视水工程安全。对于大型、复杂的水利水电工程，除采取及时有效的工程措施外，布设完善、先进的安全监测系统、及时埋设监测设施进行监测并对监测成果进行及时分析和反馈，是工程安全施工和动态设计的重要保障。
[0004]大坝安全监测系统有多种数据展示形式，而在现有的大坝安全监测系统中，存在一维数据图表展示不够直观、二维平面展示缺乏空间立体感、简单三维展示精细程度较低的问题，无法满足大坝安全监测精细化管理的要求。
[0005]针对传统大坝安全监测系统场景化展示水平较低、精细化管理能力不足的问题，本次专利技术了一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法与系统。
专利技术内容
[0006]本专利技术提供了一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法与系统，具备在传统水库大坝安全监测系统的基础上强化工程安全可视化，提升灾害预警能力，实现工程三维可视、状态可查可控，守住安全底线，保障水库综合效益的有益效果，解决了上述
技术介绍
中所提到的在现有的大坝安全监测系统中一维数据图表展示不够直观、二维平面展示缺乏空间立体感、简单三维展示精细程度较低、无法满足大坝安全监测精细化管理要求的问题。
[0007]本专利技术提供如下技术方案：一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法，
[0008]包括以下步骤：
[0009]步骤一、利用监测设备感知大坝安全监测要素数据，再利用通信链路将监测设备感知获取的大坝安全监测要素数据传输至数据平台，最后在数据平台中将通过通信链路传输的大坝安全监测要素数据存入标准的数据库表中；
[0010]步骤二、分析大坝设计资料和历史监测数据，设定大坝安全预警阈值，再将步骤一获取的大坝安全监测要素数据与预设的大坝安全预警阈值进行对比分析，得到大坝安全监测预警结果；
[0011]步骤三、利用DEM(数字高程模型)数据和点云数据还原真实地形，叠加卫星遥感图像还原真实地貌，导入BIM模型并与传感监测信息匹配，利用倾斜摄影信息和实景拍摄信息制作PBR材质，；
[0012]步骤四、结合步骤一至步骤三，利用UE引擎进行场景构建，形成一个融合GIS、高程、BIM模型的高拟真虚拟流域场景的三维沉浸式的大坝安全监测应用系统。
[0013]步骤一具体流程为：
[0014](1)、利用监测设备感知大坝安全监测要素数据，所述大坝安全监测要素数据包括环境量、变形、渗流、应力应变和地震五大类；
[0015](2)、利用通信链路将监测设备感知获取的大坝安全监测要素数据传输至数据平台；
[0016](3)、在数据平台中将通过通信链路传输的监测要素数据存入标准的数据库表中，所述数据库表包括监测站点信息库、监测设备信息库、监测巡查路线库、监测时序数据库。
[0017]步骤三具体流程为：
[0018](1)、通过DEM数据和点云数据获取到场景地形的高程数据还原真实地形；
[0019](2)、根据真实地理范围数据精确采集卫星遥感图像赋予地形真实地貌；
[0020](3)、导入大坝模型和设备模型，通过建立三维场景与BIM模型数据链接接口，传输BIM模型数据信息至三维场景中并与传感监测信息匹配；
[0021](4)、根据专业倾斜摄影测绘模型信息以及实景拍摄信息，在三维场景中制作PBR材质；
[0022](5)、整合步骤(1)至(5)得到的素材，利用UE引擎进行场景构建，形成一个融合GIS(地理信息系统)、高程、BIM(建筑信息模型)模型的高拟真数字孪生大坝场景。
[0023]还包括一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测系统，其包括云平台；
[0024]所述云平台包括监测数据感知模块、监测预警分析模块和基于UE的数字孪生场景构建模块；
[0025]监测数据感知模块用于方法步骤一中；
[0026]监测预警分析模块用于方法步骤二中；
[0027]基于UE的数字孪生场景构建模块用于方法步骤三中。
[0028]该系统还包括大坝安全监测应用系统；
[0029]大坝安全监测应用系统包括安全监测可视化、安全监测巡查、安全监测分析和安全监测预警。
[0030]该系统基于UE的数字孪生场景构建模块中视线三维场景下的视角配置功能，支持在可视化场景下对各个测点的三维位置信息和视角信息进行自定义配置；
[0031]其中三维位置信息包括经度、纬度和高度；
[0032]视角信息包括观察角度和距离信息；
[0033]安全监测可视化包括真实场景模块和数字场景模式，且真实场景模块和数字场景模块可手动切换或设置时间进行切换展示。
[0034]本专利技术所述一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法与系统还包括大坝安全监测应用系统，包含安全监测可视化、安全监测巡查、安全监测分析和安全监测预警。
[0035]安全监测可视化方面，基于水库自动化安全监测数据，结合人工监测、外部环境
量、日常巡查巡检及气象信息，对工程安全相关的监测要素进行全面展示、数据查询统计、数据分析，工程安全监测要素包括环境量、变形、渗流、应力应变和地震五大类。在中观场景下，基于水库大坝三维可视化模型，展示各类安全监测数据三维空间的位置和数值等，用户点击标注测点可查询监测数据过程线，也可以自定义时间段查询历史数据。在微观场景下，根据业务需求的观察距离，按照实际对监测设备、管道等进行孪生映射，沉浸式展示大坝内部各测点的详细位置、监测数值。同时，开发安全监测测点三维场景视角配置功能，支持在可视化场景下，对各个测点的三维位置信息(经度、纬度、高度)和视角信息(观察角度、距离)进行自定义配置，保障各测点位置和视角的最佳展示。此外，还支持真实场景和数字场景展示模式的切换。其中真实场景基于水库大坝BIM、库区倾斜摄影建模成果构建，最大程度还原现场真实情况；数字场景实现对水库大坝、周围山体的透明化展示，便于清晰看到大坝内部、山体内部埋设的安全监测点位和监测情况。
[0036]安全监测巡查方面，在安全监测可视化的基础上，针对某一类型下某一监测要素的所有监测点，可通过配置好的顺序和视角进行自动巡查，展本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用监测设备感知大坝安全监测要素数据，再利用通信链路将监测设备感知获取的大坝安全监测要素数据传输至数据平台，最后在数据平台中将通过通信链路传输的大坝安全监测要素数据存入标准的数据库表中；步骤二、分析大坝设计资料和历史监测数据，设定大坝安全预警阈值，再将步骤一获取的大坝安全监测要素数据与预设的大坝安全预警阈值进行对比分析，得到大坝安全监测预警结果；步骤三、利用DEM数据和点云数据还原真实地形，叠加卫星遥感图像还原真实地貌，导入BIM模型并与传感监测信息匹配，利用倾斜摄影信息和实景拍摄信息制作PBR材质，；步骤四、结合步骤一至步骤三，利用UE引擎进行场景构建，形成一个融合GIS、高程、BIM模型的高拟真虚拟流域场景的三维沉浸式的大坝安全监测应用系统。2.根据权利要求1所述的一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法，其特征在于，步骤一具体流程为：(1)、利用监测设备感知大坝安全监测要素数据，所述大坝安全监测要素数据包括环境量、变形、渗流、应力应变和地震五大类；(2)、利用通信链路将监测设备感知获取的大坝安全监测要素数据传输至数据平台；(3)、在数据平台中将通过通信链路传输的监测要素数据存入标准的数据库表中，所述数据库表包括监测站点信息库、监测设备信息库、监测巡查路线库、监测时序数据库。3.根据权利要求1所述的一种基于UE技术的三维沉浸式大坝安全监测方法，其特征在于，步骤三具体流程为：(1)、通过DEM数据和点云数据获取到...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾巍巍，张卫国，江雨田，何炳臻，陈天麟，赵烨靖，赵思远，朱从飞，孙飞飞，马婧媛，蒲恺，何平，万波，陈勇，黄佳杰，
申请(专利权)人：宁波市水利水电规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：