数字孪生可视化灌区管理平台制造技术

本发明专利技术涉及数字孪生可视化灌区管理平台，包括：灌区分区模块、数字孪生模型建立模块、数据异常监测模块，用于对子数字孪生区域进行数据异常监测，并将存在数据异常的子数字孪生区域进行标记，同时将标记为数据异常的子数字孪生区域的关联数据发送至管理员IP以及可视化展示模块。本发明专利技术一方面将目标灌区进行分区得到多个不同的子灌区，再对子灌区建立子数字孪生模型，能够提高模型的针对性，并在一定程度上加快模型的建立；另外还设置有数据异常检测模块，能够对子数字孪生区域的数据进行异常监测，利于管理人员对异常数据的掌握进而进行针对性地处理；还设置有可视化展示模块，能够将灌区进行数字化展示，便于管理人员对灌区的数字化管理。字化管理。字化管理。

【技术实现步骤摘要】
数字孪生可视化灌区管理平台


[0001]本专利技术涉及灌区数字化相关
，尤其涉及数字孪生可视化灌区管理平台。

技术介绍

[0002]灌区是指在水资源开发利用中，根据一定的水文、地貌、气候等条件，将一定范围内的湖泊、河段或地下水源作为一个整体进行灌溉的区域。
[0003]现有的灌区管理方式往往是通过管理人员根据灌区布置的相关传感器所采集到的数据进行灌区管理，由于数据量非常庞大，一方面需要管理人员具备很高的灌区建设水平，另一方面由于大量的数据使相关人员的工作量巨大，不仅需要根据经验去剔除一些异常数据，还得对海量灌区数据进行统筹，这些因素都严重制约了灌区的发展。
[0004]随着现代化建设的深入，已经有不少灌区实行了数字化建设，但当今市场的灌区数字化建设大多停留在如何通过合理的建模软件建立灌区的相关数字化模型，如何基于相关数字化模型形成功能完备的灌区管理平台是当今市场急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了至少解决现有技术的不足之一，提供数字孪生可视化灌区管理平台。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0007]具体的，提出数字孪生可视化灌区管理平台，包括：
[0008]灌区分区模块，用于获取上传的分区意见，并根据所述分区意见对目标灌区进行子区域划分得到多个目标子灌区；
[0009]数据采集模块，用于采集目标子灌区的相关数据；
[0010]数字孪生模型建立模块，用于根据目标子灌区的所述相关数据建立数字孪生模型形成与目标子灌区关联的子数字孪生区域；
[0011]数据异常监测模块，用于对子数字孪生区域进行数据异常监测，并将存在数据异常的子数字孪生区域进行标记，同时将标记为数据异常的子数字孪生区域的关联数据发送至管理员IP；
[0012]可视化展示模块，用于将所有子数字孪生区域进行三维展示，并对标记为数据异常的子数字孪生区域进行区分。
[0013]进一步，具体的，上传的所述分区意见根据工程师进行预先划分或根据地图划分算法对目标灌区的数字地图进行划分得到所述分区意见。
[0014]进一步，具体的，所述子数字孪生区域的建立过程包括，
[0015]随机选取所述相关数据中的任意一种物理量作为依据物理量，计算每个目标子灌区中依据物理量的算术平均值，将依据物理量的算术平均值作为热度阈值，随机选取任意一个目标子灌区作为评测子灌区，将评测子灌区中依据物理量首次超过所述热度阈值的时刻记为第一时刻，在第一时刻之后评测子灌区中依据物理量首次低于所述热度阈值的时刻
记为第二时刻，以所述第一时刻以及所述第二时刻确定热度时间区间；
[0016]找寻每个目标子灌区于热度时间区间内关联的依据物理量的算术平均值不低于所述热度阈值的一半的区域作为目标子灌区的意向数字孪生区域，并对所述意向数字孪生区域基于所述相关数据结合成熟的算法建立数字孪生模型进而形成与目标子灌区关联的子数字孪生区域。
[0017]进一步，具体的，对子数字孪生区域进行数据异常监测的过程，包括，
[0018]针对子数字孪生区域中的任意一项数据；
[0019]在预设的周期T内，随机抽取(t，t+NT)时段内的多个目标数据，其中t为抽样的起始时间，N为正整数；
[0020]以时间为横轴、目标数据的数值为纵轴、(t，0)为坐标原点建立坐标系，会得到带有多个离散点的二维坐标系，所述离散点的横坐标位于(t，t+NT)范围内；
[0021]通过拟合算法对所述离散点进行拟合得到拟合线，以所述拟合线作为判定标准线；
[0022]以所述判定标准线对任意采样周期(t+NT，t+2NT)范围内的目标数据进行判断，判断的过程包括：
[0023]将所述判定标准线平移N个周期的距离至采样周期(t+NT，t+2NT)所对应的坐标系范围中；
[0024]分别计算(t+NT，t+2NT)范围内的每个采样的目标数据对应的离散点，到平移后的判定标准线之间的最短距离得到最短距离数据集，统计最短距离数据集中大于第一阈值的数据数量，
[0025]判断所述数据数量是否大于第二阈值，若是则判断目标数据存在数据异常，若否则判断目标数据不存在数据异常，只要子数字孪生区域中的任意一项数据存在数据异常，则判断子数字孪生区域存在数据异常；
[0026]其中第一阈值与第二阈值人为设定，与目标数据的数据类型关联。
[0027]进一步，具体的，对所述意向数字孪生区域通过数字工具，所述数字工具包括GIS、CAD以及相关软件创建数字模型，所述相关软件包括MATLAB、Python、Visual Paradigm、ERwin，所述数字模型包括数字高程模型、水文模型、水动力模型以及水质模型，基于所述数字模型形成子数字孪生区域。
[0028]进一步，具体的，所述可视化展示模块基于建模软件以及地图软件进行构建，所述建模软件包括SketchUp、Rhino以及3ds Max中的任意一种，所述地图软件包括高德地图、百度地图、D3中的任意一种。
[0029]进一步，具体的，所述相关数据包括灌区地理位置、灌区面积、渠系位置、水库水文数据，灌区土壤、植被、气象、水文等环境数据以及农户相关的种植和用水情况数据。
[0030]本专利技术的有益效果为：
[0031]本专利技术提出数字孪生可视化灌区管理平台，一方面将目标灌区进行分区得到多个不同的子灌区，再对子灌区建立子数字孪生模型，能够提高模型的针对性，并在一定程度上加快模型的建立；另外还设置有数据异常检测模块，能够对子数字孪生区域的数据进行异常监测，利于管理人员对异常数据的掌握进而进行针对性地处理；还设置有可视化展示模块，能够将灌区进行数字化展示，便于管理人员对灌区的数字化管理。
附图说明
[0032]通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：
[0033]图1所示为本专利技术数字孪生可视化灌区管理平台的结构框图。
具体实施方式
[0034]以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
[0035]参照图1，实施例1，本专利技术提出数字孪生可视化灌区管理平台，包括：
[0036]灌区分区模块100，用于获取上传的分区意见，并根据所述分区意见对目标灌区进行子区域划分得到多个目标子灌区；
[0037]数据采集模块200，用于采集目标子灌区的相关数据；
[0038]数字孪生模型建立模块300本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.数字孪生可视化灌区管理平台，其特征在于，包括：灌区分区模块，用于获取上传的分区意见，并根据所述分区意见对目标灌区进行子区域划分得到多个目标子灌区；数据采集模块，用于采集目标子灌区的相关数据；数字孪生模型建立模块，用于根据目标子灌区的所述相关数据建立数字孪生模型形成与目标子灌区关联的子数字孪生区域；数据异常监测模块，用于对子数字孪生区域进行数据异常监测，并将存在数据异常的子数字孪生区域进行标记，同时将标记为数据异常的子数字孪生区域的关联数据发送至管理员IP；可视化展示模块，用于将所有子数字孪生区域进行三维展示，并对标记为数据异常的子数字孪生区域进行区分。2.根据权利要求1所述的数字孪生可视化灌区管理平台，其特征在于，具体的，上传的所述分区意见根据工程师进行预先划分或根据地图划分算法对目标灌区的数字地图进行划分得到所述分区意见。3.根据权利要求1所述的数字孪生可视化灌区管理平台，其特征在于，具体的，所述子数字孪生区域的建立过程包括，随机选取所述相关数据中的任意一种物理量作为依据物理量，计算每个目标子灌区中依据物理量的算术平均值，将依据物理量的算术平均值作为热度阈值，随机选取任意一个目标子灌区作为评测子灌区，将评测子灌区中依据物理量首次超过所述热度阈值的时刻记为第一时刻，在第一时刻之后评测子灌区中依据物理量首次低于所述热度阈值的时刻记为第二时刻，以所述第一时刻以及所述第二时刻确定热度时间区间；找寻每个目标子灌区于热度时间区间内关联的依据物理量的算术平均值不低于所述热度阈值的一半的区域作为目标子灌区的意向数字孪生区域，并对所述意向数字孪生区域基于所述相关数据结合成熟的算法建立数字孪生模型进而形成与目标子灌区关联的子数字孪生区域。4.根据权利要求3所述的数字孪生可视化灌区管理平台，其特征在于，具体的，对子数字孪生区域进行数据异常监测的过程，包括，针对子数字孪生区域中的任意一项数据；在预设的周期T内，随机抽取(t，t+NT)时段内的多个目标数据，其中t为抽样...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，王卓，赵瑞田，杨添平，苏凯为，李秀丽，
申请(专利权)人：沈阳智信佰达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：