CN115577478A - 山地管道数字孪生体系的构建方法、***、设备及介质 - Google Patents

山地管道数字孪生体系的构建方法、***、设备及介质 Download PDF

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CN115577478A CN202211209394.2A CN202211209394A CN115577478A CN 115577478 A CN115577478 A CN 115577478A CN 202211209394 A CN202211209394 A CN 202211209394A CN 115577478 A CN115577478 A CN 115577478A
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Abstract

本发明公开了一种山地管道数字孪生体系的构建方法、***、设备及介质，涉及管道工程建设技术领域，该方法包括：获取数字正射影像图数据、数字高程模型数据和管道资产数据，所述管道资产数据包括线路资产数据和站场资产数据；根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型；根据所述管道资产数据，构建线路模型；根据所述站场资产数据，构建站场模型；对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系。本发明构建的山地模型和线路模型易于修改和替换，渲染得到的山地管道数字孪生体系精度高，可对山地管道的位置、走向及其周边山势信息进行全方位模拟仿真，建设周期短，投入成本低。

Description

山地管道数字孪生体系的构建方法、***、设备及介质
技术领域
本发明涉及管道工程建设技术领域，具体涉及山地管道数字孪生体系的构建方法、***、设备及介质。
背景技术
近20年来，我国天然气管道快速发展，截止2019年底，我国已建成天然气管道总里程约8万公里，覆盖全国的干线管网初步形成。对管道资产数字化、智能化、一体化管理需求日益强烈，建设管道数字孪生平台需求迫在眉睫。
目前，数字孪生体系的搭建通常直接使用建模软件进行处理，如Auto Desk公司、Bentley公司、CATIA公司旗下的一系列建模软件。其中，Auto Desk公司旗下的3D StudioMax软件可以塑造并定义环境、对象和角色细节，能够对人员、位置或事物建模，对地形进行建模处理，可以较好地反映出山地细节信息；Bentley公司旗下的Context Capture(简称CC)软件能快速为各种类型的基础设施项目生成反映现实环境的三维实景模型(倾斜摄影)，该软件在建筑、土木工程、交通运输、加工工厂、政府部门、公用事业等领域应用广泛。
虽然使用传统的建模软件可以较好地表现山地区域地形起伏特征，也可以对管道实体进行构建处理，但是使用传统的建模软件对山地长输管道设计山地管道数字孪生体系，存在构建模型的周期长、投入成本高的弊端，并且传统的建模软件生成的模型文件内容不能修改。对于地形复杂又多变的山地管道来说，无人机采集数据时很难做到100％还原地形情况，往往需要修改原始的模型数据去模拟真实山形走势，但传统的建模软件并不具备这样的修改或替换功能。如果管道改线或地形出现变化，就需要重新建模，这样又会花费大量时间和成本，对工作进度也造成影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为：利用传统的建模软件对山地长输管道设计山地管道数字孪生体系时，构建模型的周期长、投入成本高，不能反映出山地管道真实状态，且生成的模型文件内容不能修改，不利于后期因外界环境条件和内部因素影响及时进行调整。为解决该技术问题，本发明提供了一种山地管道数字孪生体系的构建方法、***、设备及介质，以缩短模型的构建时间，构建的模型易于修改和替换，且能还原真实的山形走势，展现出山地管道最真实的状态。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种山地管道数字孪生体系的构建方法，包括：
获取数字正射影像图数据、数字高程模型数据和管道资产数据，所述管道资产数据包括线路资产数据和站场资产数据；
根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，所述山地模型用于模拟山地地形的高低起伏；
根据所述管道资产数据，构建线路模型，所述线路模型用于模拟山地管道的位置和走向；
根据所述站场资产数据，构建站场模型，所述站场模型用于模拟站场设备的位置和形态；
对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系。
本发明的有益效果是：根据获取的数字正射影像图数据和数字高程模型数据构建山地模型，当地形发生变化时，通过将发生变化的地形对应的新的数字正射影像图数据或/和数字高程模型数据替换该地形原来的数字正射影像图数据或/和数字高程模型数据，利用新的数字正射影像图数据或/和数字高程模型数据对构建好的山地模型进行局部调整，实现了山地模型易于修改和替换；根据获取的管道资产数据构建线路模型，当需要调整线路模型在空间中所处的位置时，通过对山地管道进行拖拽等操作，调整山地管道在空间中所处的位置，得到山地管道对应的新的管道资产数据，利用新的管道资产数据构建线路模型，实现了线路模型易于修改和替换；通过将山地模型、线路模型和站场模型进行三维渲染，可对山地管道的位置、走向及其周边山势信息进行全方位模拟仿真，山地模型可还原真实的山形走势，线路模型可展示出山地管道的真实状态；基于数字正射影像图数据构建山地模型，保证了模型的清晰度，基于数字高程模型数据塑造山地地形起伏状态，使得构建得到的山地模型具有高还原度，渲染得到的山地管道数字孪生体系精度高；用于构建山地模型的数字正射影像图数据和数字高程模型数据可同时获取及处理，大大减少了模型的周期，且投入成本低。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，上述方法还包括：
构建地质灾害预警***，所述地质灾害预警***用于对自然灾害进行预警；所述地质灾害预警***包括监测模块、数据分析模块、通讯模块、显示模块和报警模块，所述监测模块、所述显示模块、所述报警模块通过所述通讯模块与所述数据分析模块连接；
所述构建地质灾害预警***，包括：
通过预先安装的监测模块实时监测并获取地质环境数据；
将所述地质环境数据发送至所述数据分析模块，通过所述数据分析模块对所述地质环境数据进行分析并产生分析结果，将所述分析结果发送至所述显示模块，通过所述显示模块显示所述分析结果；
若所述分析结果出现异常，则所述数据分析模块根据所述分析结果产生报警指令，将所述报警指令发送至所述报警模块，所述报警模块根据所述报警指令进行报警；
所述对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系，包括：
对所述山地模型、所述线路模型、所述站场模型和所述地质灾害预警***进行三维渲染，得到所述山地管道数字孪生体系。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过对山体模型、线路模型、站场模型进行一体化渲染，可得到真实的物理模拟场景，通过结合地质灾害预警***，实现对灾害点的快速定位、灾害模拟、救援模拟等效果。
进一步，上述方法还包括：
构建GPS巡线***，所述GPS巡线***用于获取巡线人员的位置信息；所述GPS巡线***包括手持终端和控制终端，所述手持终端和所述控制终端之间通过通信模块连接，所述手持终端内置有GPS定位模块；
所述构建GPS巡线***，包括：
根据管道的布置，通过所述控制终端设定针对于巡线人员的巡线路径；
通过所述通信模块，将所述巡线路径发送至所述手持终端；
通过所述手持终端，将配戴所述手持终端的巡线人员的位置信息实时发送至所述控制终端，通过所述控制终端进行巡线管理；
所述对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系，包括：
对所述山地模型、所述线路模型、所述站场模型和所述GPS巡线***进行三维渲染，得到所述山地管道数字孪生体系。
采用上述进一步方案的有益效果是：在真实的三维物理模型场景下，通过GPS巡线***获取巡线人员的位置信息，可形成巡线人员的巡线活动轨迹；巡线人员在遇到问题点时，可根据巡线人员的位置信息，快速、准确地获取问题点的位置，便于对问题多发地进行归纳总结，从而形成有效的预防和解决措施。
进一步，上述方法还包括：
根据所述数字高程模型数据和所述线路模型，校正所述线路模型，以将所述线路模型埋入地面；
所述线路模型包括多个所述山地管道中线点的坐标位置、多个所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置和多个所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置，所述根据所述数字高程模型数据和所述线路模型，校正所述线路模型，以将所述线路模型埋入地面，具体包括：
根据每个所述山地管道中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点各自对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点的上游中线点各自对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点的下游中线点各自对应的高程信息；
根据所述数字高程模型数据，构建地表模型，所述地表模型包括山地地表各个坐标位置对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的坐标位置，获取所述坐标位置在所述地表模型中对应坐标位置的高程信息，得到每个所述山地管道中线点各自对应的基准高程信息；
对于每个所述山地管道中线点，根据所述山地管道中线点的高程信息和所述山地管道中线点对应的基准高程信息，确定所述山地管道中线点的位置状态；
对于每个所述山地管道中线点，若所述山地管道中线点的位置状态为裸露在地面以上，根据所述山地管道中线点的高程信息和预先设定的压入地面深度，确定所述山地管道中线点的目标高程信息，根据所述山地管道中线点的坐标位置、所述山地管道中线点的目标高程信息、所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置和所述山地管道中线点的上游中线点的高程信息，确定所述山地管道中线点的上游中线点的目标高程信息，根据所述山地管道中线点的坐标位置、所述山地管道中线点的目标高程信息、所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置和所述山地管道中线点的下游中线点的高程信息，确定所述山地管道中线点的下游中线点的目标高程信息；
根据所述山地管道中线点、所述山地管道中线点的上游中线点、所述山地管道中线点的下游中线点各自对应的坐标位置和目标高程信息，调整所述山地管道中线点、所述山地管道中线点的上游段、所述山地管道中线点下游段的管道实体在所述线路模型中的位置。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过校正线路模型，将线路模型埋入地面，提高了线路模型中管道实***置的精确度。
进一步，所述根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，包括：
根据所述数字正射影像图数据的像元大小，对所述数字正射影像图数据进行切图处理，得到不同层级的地图瓦片；
对于每个所述地图瓦片，根据所述地图瓦片的行列号，获取所述地图瓦片对应的目标区域瓦片，将所述地图瓦片与所述目标区域瓦片进行图片融合处理，得到所述地图瓦片对应的瓦片文件；其中，所述地图瓦片的行列号包括所述地图瓦片的层级、所述地图瓦片对应的经度区域和纬度区域；
根据所述数字高程模型数据的像元大小，对所述数字高程模型数据进行切图处理，得到不同层级的DEM影像图；
获取目标栅格文件，根据所述目标栅格文件，得到不同层级的所述DEM影像图对应的高程文件；
所述山地模型包括所述瓦片文件和所述高程文件。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过对数字正射影像图数据进行处理，得到不同层级的地图瓦片及其对应的瓦片文件，通过对数字高程模型数据进行处理，得到不同层级的DEM影像图及其对应的高程文件，根据瓦片文件和高程文件，实现对山地模型的构建，为后续得到山地管道数字孪生体系做准备。
进一步，所述根据所述管道资产数据，构建线路模型，包括：
根据所述管道资产数据，通过线路设计软件构建线路模型。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过线路设计软件根据管道资产数据构建三维的线路模型，设计速度快且方便。
进一步，所述根据所述站场资产数据，构建站场模型，包括：
根据所述站场资产数据，通过三维设计软件构建站场模型。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过三维设计软件(如SP3D、PDMS、Revit)根据站场资产数据构建三维的站场模型，设计速度快且精度高。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种山地管道数字孪生体系的构建***，该***包括：
数据获取模块，用于获取数字正射影像图数据、数字高程模型数据和管道资产数据，所述管道资产数据包括线路资产数据和站场资产数据；
第一模型构建模块，用于根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，所述山地模型用于模拟山地地形的高低起伏；
第二模型构建模块，用于根据所述管道资产数据，构建线路模型，所述线路模型用于模拟山地管道的位置和走向；
第三模型构建模块，用于根据所述站场资产数据，构建站场模型，所述站场模型用于模拟站场设备的位置和形态；
体系构建模块，用于对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前所述的一种山地管道数字孪生体系的构建方法。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的一种山地管道数字孪生体系的构建方法。
附图说明
图1为本发明中山地管道数字孪生体系的构建方法的流程示意图；
图2为本发明中比例尺分辨率的示意图；
图3为本发明中DOM数据的处理流程图；
图4为本发明中DEM数据的处理流程图；
图5为本发明中管道资产数据的处理流程图；
图6为本发明中山地管道数字孪生体系的构建***的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一
为解决现有技术中存在的技术问题，本实施例提供了一种山地管道数字孪生体系的构建方法，如图1所示，包括：
步骤S1，获取数字正射影像图数据、数字高程模型数据和管道资产数据，所述管道资产数据包括线路资产数据和站场资产数据；
步骤S2，根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，所述山地模型用于模拟山地地形的高低起伏；
步骤S3，根据所述管道资产数据，构建线路模型，所述线路模型用于模拟山地管道的位置和走向；
步骤S4，根据所述站场资产数据，构建站场模型，所述站场模型用于模拟站场设备的位置和形态，所述站场设备包括站场内的工艺设备、管道、建筑；
步骤S5，对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系。
其中，所述山地模型的构建需要依赖数字正射影像图(Digital Orthophoto Map，简称DOM)以及数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)，所述根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，包括：
获取山地管道周围的DOM数据和DEM数据，所述DOM数据用于为所述山地模型的构建提供影像，所述DEM数据用于为所述山地模型的构建提供高程信息(即高低起伏变化)；由于使用无人机拍摄高精度DOM数据、DEM数据价格昂贵，因此本实施例中只获取山地管道周边500米范围内的DOM数据和DEM数据；
对于所述DOM数据，根据所述DOM数据的像元大小，通过切图算法对所述DOM数据进行切图处理，得到不同层级的地图瓦片；
对于每个所述地图瓦片，根据所述地图瓦片的行列号，获取所述地图瓦片对应的目标区域瓦片，将所述地图瓦片与所述目标区域瓦片进行图片融合处理，得到所述地图瓦片对应的瓦片文件；其中，所述地图瓦片的行列号包括所述地图瓦片的层级、所述地图瓦片对应的经度区域和纬度区域；本发明通过将所述地图瓦片与所述目标区域瓦片进行图片融合处理，以填补管道周边500米范围之外的DOM数据；
对于所述DEM数据，根据所述DEM数据的像元大小，通过重采样算法对所述DEM数据进行切图处理，得到不同层级的DEM影像图；
获取目标栅格文件，根据所述目标栅格文件，得到不同层级的所述DEM影像图对应的高程文件；
所述山地模型包括所述瓦片文件和所述高程文件。
其中，像元是反映影像特征的重要标志，不同的像元大小代表不同的精度范围，本领域技术人员根据获取的影像数据(即所述DOM数据和所述DEM数据)的精度，可确定需要将获取的影像数据进行切图的层级范围，如精度为1.6米的DOM数据可切图至17层级，精度为0.8米的DOM数据可切图至18层级，精度为0.4～0.5米的DOM数据可切图至18层级，精度为0.2米的DOM数据可切图至20层级。
其中，获取的所述DOM数据为多波段的栅格数据，对于对所述DOM数据的切图处理，本实施例中，采用EPSG：900913切图算法，基于墨卡托投影坐标系下的坐标范围确定切图的范围，确定切图的范围后，用根据所述DEM数据产出的高程文件填入确定的切图的范围。其中，EPSG：900913即EPSG：3857，EPSG：3857投影是一种基于墨卡托的投影坐标系，谷歌地图、必应地图、ArcGIS Online等地图厂商多采用该投影坐标系，EPSG：900913的地图是一个正方形，地图范围是[-20037508.342789244,-20037508.342789244,20037508.342789244,20037508.342789244]，单位为米。
对所述DOM数据进行切图处理时，第i(i为整数且大于等于0)层级的地图瓦片的地图分辨率为：
Figure BDA0003873973520000081
其中，L表示所述切图算法所对应的地图(本实施例中，即EPSG:900913的地图)的长度，W表示所述切图算法所对应的地图的宽度，N1表示切片的长度，N2表示切片的宽度，本实施例中，切片大小根据行业规范进行设定，分辨率大小可以为256×256，第0层级的地图瓦片的地图分辨率即为：
Figure BDA0003873973520000082
第0层级的地图瓦片的数量为1×1张，第1层级的地图瓦片的数量为2×2张，第2层级的地图瓦片的数量为4×4张，第3层级的地图瓦片的数量为8×8张，依此类推，可知：第i层级的地图瓦片的数量为2i×2i张。各个层级的地图瓦片的分辨率如图2所示，图2中，level表示地图瓦片的层级，Pixel Size表示地图瓦片的地图分辨率，Scale表示图层比例，Tiles表示当前层级的地图瓦片的数量。
通过切图算法对所述DOM数据进行切图处理过程前，先确定用于获取DOM数据对应的目标区域瓦片的卫星地图，根据确定的卫星地图可切片的最大层级，确定所述DOM数据进行切图处理的初始层级，最大层级大于等于初始层级。所述DOM数据进行切图处理的初始层级根据卫星地图各个层级的地图瓦片的地图分辨率确定，确定的标准为：以所述DOM数据在地图分辨率下不存在失真的情况为前提，将最小的地图分辨率所对应的层级作为初始层级。
利用所述切图算法EPSG:900913得到的地图瓦片的数据格式包括WebP、PNG和JPEG，考虑到尽量减少磁盘空间问题，又因相同图像分辨率下WebP格式的瓦片所占磁盘空间要小于PNG格式的瓦片，因此本发明将14层级以下(包含第14层级)的地图瓦片和目标区域瓦片采用PNG格式进行存储，14层级以上的地图瓦片和目标区域瓦片采用WebP格式进行存储。
基于高精度无人机航拍图和低精度谷歌地图实现地图瓦片与其对应的目标区域瓦片进行图片融合的具体流程如图3所示，以获取的精度为0.2米的原始DOM数据(图3中所示的航拍DOM)为例，本领域技术人员可知该原始DOM数据需要切图至20层级，通过切图算法对精度为0.2米的原始DOM数据进行切图处理，得到原始DOM数据对应的瓦片文件，具体方法包括：
对精度为0.2米的原始DOM数据进行切图处理，得到PNG格式的第14层级的地图瓦片和第16层级的地图瓦片，其中，第14层级的地图瓦片的图像分辨率为1024×1024，第14层级即为对原始DOM数据进行切图处理的初始层级；第16层级的地图瓦片的图像分辨率为4096×4096，将图像分辨率为4096×4096的第16层级的地图瓦片作为第一地图瓦片；
根据第14层级的地图瓦片的瓦片信息，将第14层级的地图瓦片与谷歌地图在该瓦片信息下的目标区域瓦片进行图像融合处理(图3中所示的图片融合)，得到第14层级的地图瓦片对应的瓦片文件；
对第14层级的地图瓦片对应的瓦片文件进行拆分，得到图像分辨率均为256×256、数据格式均为WebP第15层级的地图瓦片和第16层级的地图瓦片，将图像分辨率为256×256的第16层级的地图瓦片作为第二地图瓦片；
将第一地图瓦片和第二地图瓦片进行图像融合处理(图3中所示的图片融合)，得到第三地图瓦片，第三地图瓦片表征第16层级的地图瓦片；
根据第三地图瓦片的瓦片信息，将第三地图瓦片与谷歌地图在该瓦片信息下的目标区域瓦片进行图像融合处理，得到第16层级的地图瓦片对应的瓦片文件；
对第14层级的地图瓦片对应的瓦片文件进行拆分，得到图像分辨率均为256×256、数据格式均为WebP的第17层级的地图瓦片、第18层级的地图瓦片、第19层级的地图瓦片和第20层级的地图瓦片；
根据第17层级的地图瓦片的瓦片信息，将第17层级的地图瓦片与谷歌地图在该瓦片信息下的目标区域瓦片进行图像融合处理，得到第17层级的地图瓦片对应的瓦片文件；
根据第18层级的地图瓦片的瓦片信息，将第18层级的地图瓦片与谷歌地图在该瓦片信息下的目标区域瓦片进行图像融合处理，得到第18层级的地图瓦片对应的瓦片文件；
根据第19层级的地图瓦片的瓦片信息，将第19层级的地图瓦片与谷歌地图在该瓦片信息下的目标区域瓦片进行图像融合处理，得到第19层级的地图瓦片对应的瓦片文件；
根据第20层级的地图瓦片的瓦片信息，将第20层级的地图瓦片与谷歌地图在该瓦片信息下的目标区域瓦片进行图像融合处理，得到第20层级的地图瓦片对应的瓦片文件。
需要说明的是，本发明中所述的“拆分”表示对图像进行裁剪处理；当前能获取到的谷歌地图最大层级为14层级，因此在对原始DOM数据进行切图处理时，先将原始DOM数据切图至14层级；在对原始DOM数据进行切图处理时，通过将原始DOM数据切图至14层级和16层级，可减少图像融合的时间；根据原始DOM数据切图得到的第16层级的地图瓦片存在部分区域缺失的情况，因此先将图像分辨率为1024×1024的第14层级的地图瓦片与其对应的目标区域瓦片进行融合，融合后的瓦片文件可以切图至16层级，得到的第16层级的地图瓦片的图像分辨率均为256×256，将图像分辨率为256×256和4096×4096的第16层级的地图瓦片进行融合，再根据融合后的地图瓦片进行后续处理，可在不浪费原始DOM数据精度的前提下，尽可能地切到最大层级的地图瓦片，而且地图瓦片不会出现空白缺失的情况；对于DOM数据需要切图的最高层级的地图瓦片的图像分辨率，以该地图瓦片在浏览器中展示效果最佳的图像分辨率为准，切图完成后，将得到的各个层级的地图瓦片对应的瓦片文件上传到服务器中进行存储。
其中，所述根据所述地图瓦片的行列号，获取所述地图瓦片对应的目标区域瓦片，具体包括：
确定卫星地图；
获取所述卫星地图在所述行列号下的目标区域瓦片。
本实施例中，所述卫星地图采用谷歌地图，谷歌地图采用的投影是3857方式，与通过切图算法处理得到的地图瓦片投影一致，二者可进行图像融合(即图像叠加)操作，本发明中，通过将所述地图瓦片与所述目标区域瓦片进行图像融合，可保证所述目标区域瓦片中的空白区域被完全填充。
获取的所述DEM数据为单波段的栅格数据，即灰度图像，每个所述DEM数据都有自己的像元大小，一个像元大小对应一个精度范围。当所述DEM数据的像元大小不符合要求等情况发生时，需要对其进行重采样操作。例如，一DEM数据的像元大小为2m，将其切图到14层级采样点(采样点大小为64*64)，根据切图算法可以推算出其对应的实际地理范围为2.4km，每个像元大小为2400/64＝37.5m，而原始的DEM数据的像元大小为2m，因此需要修改像元大小，将其从2m放大到37.5m，该过程即为重采样。其中，每个所述DEM数据有各自对应的分辨率，对于分辨率大小为M*N的所述DEM数据，将所述DEM数据分割到行数为M、列数为N的网格中，则每个网格对应一个像元，所述DEM数据对应的采样点大小即为M*N；对于分辨率大小为M*N的所述DEM数据，若采样点大小为64*64，则表示将所述DEM数据分割到行数为64、列数为64的网格中，每个网格对应一个图像块，每个图像块对应所述DEM数据中分辨率大小为(M/64)*(N/64)的局部区域。
若采用一般通过重采样算法对DEM数据进行切图处理，当超过DEM数据最大精度(本实施例中，DEM数据最大精度为30米，30米精度是目前国内可以获取到的最高精度的地形数据)以后，再切更高层级的高程文件，会出现多个同样数值的高程点，层级越高，相同数值点个数越多，其直观表现形式就是地形数据会变成阶梯状态，为避免此情况的出现，本方法采用最邻近法对DEM数据进行切图处理，通过最邻近法对DEM数据进行切图后产出的高程文件的数据格式为TXT文件，数据组织方式为64*64矩阵形式。相较于cesium的3dTiles中生成的高程文件(其数据组成方式为65*65矩阵形式，在矩阵相邻边，即第65列和下一个矩阵的第1列的数值是一致的，以防止断层出现)，本方法对相邻的两个矩阵(即相邻的两份TXT文件，包括左右相邻的两份TXT文件和上下相邻的两份TXT文件)进行插值处理，即将在前的矩阵的最后一列数据与在后的矩阵的第一列数据进行插值处理、将在上的矩阵的最后一列数据与在下的矩阵的第一列数据进行插值处理，从而羽化矩阵邻接处，防止断层的出现，既保证了数据的连续性，又减小了高程文件的大小。
本领域技术人员根据获取的所述DEM数据的精度，可确定需要将所述DEM数据进行切图的层级范围，如精度为30米的DEM数据需要切图至14层级，精度为12.5～15米的DEM数据需要切图至15层级，精度为7米的DEM数据需要切图至16层级，精度为4～5米的DEM数据需要切图至17层级，精度为2米的DOM数据需要切图至18层级。
对于所述DEM数据，产出的高程文件的数量与所述DEM数据所表示的地理范围有关，将所述DEM数据切图至14层级时，产生1份高程文件，切图每增加一个层级，产生的高程文件的数量为2k×2k份，其中，k表示在14层级的基础上增加的层级数量，例如，一个DEM数据所表示的地理范围大致为2.4平方公里，根据上述切图算法可知，若将该DEM数据切图为14层级的高程文件，则将产生1份高程文件，若将该DEM数据切图至15层级时，将产生4份高程文件。本发明中，对DEM数据的切图处理过程中，将第14层级作为切图基准的原因是国内目前能获得到的最高精度的免费DEM数据的像元大小为30米，对应于切图工具生成14层级、采样点大小为64*64的高程文件。
基于低精度DEM数据和高精度DEM数据进行图片融合的具体流程如图4所示，以获取的精度为0.2米的原始DEM数据(图4中所示的航拍DEM)为例，本领域技术人员可将该原始DEM数据切图至18层级，通过切图算法对精度为0.2米的原始DEM数据进行切图处理，得到不同层级的高程文件，具体方法包括：
将原始DEM数据分别切图至第14、15、16、17、18层级，得到不同层级的DEM影像图；
将精度为30米的免费高程数据切图至第14层级，得到存储有栅格数据的栅格文件，该栅格文件即为所述目标栅格文件；其中，所述栅格文件的存储格式包括TIFF、img、rst、ENVI hdr，所述栅格数据是将空间分割成有规律的网格，每个网格称为一个单元(即像素)，并在各单元赋予相应的属性值来表示实体的一种数据形式，每个单元的位置由其行列号定义，行列号包括单元所在的栅格文件的层级、单元对应的经度区域和纬度区域；
将第14层级的DEM影像图中nodata(即无数据)的位置附上栅格文件中对应位置的数值(即融合处理，对应于图4中所示的14级高程数据合并)，得到第14层级的高程文件，以填补管道周边500米范围之外的DEM数据；
将第14层级的高程文件切图至第15、16、17、18层级(图4中所示的拆分到18级)，得到不同层级对应的栅格文件；
对于第15、16、17、18层级的DEM影像图，分别将其包含的nodata(即无数据)的位置附上对应层级的栅格文件中对应位置的数值(图4中所示的分别融合15、16、17、18层级数据)，得到第15、16、17、18层级的高程文件。
切图完成后，将得到的各个层级的DEM影像图对应的高程文件上传到服务器中进行存储。本方法采用线性插值法，将低精度的DEM数据对应的栅格文件与高精度的DEM数据对应的DEM影像图进行融合，在表现高精度地形数据的同时，兼顾显示低精度地形数据。
山地模型是由DOM数据产出的瓦片文件和DEM数据产出的高程文件共同生成的，产出的瓦片文件和高程文件存储于服务器中。在搭建山地模型时，客户端会向服务器请求同行列号的瓦片文件和高程文件，将一个区域范围均摊到64*64网格中，每个网格所代表的高程值由高程文件提供，瓦片文件给山地模型搭建表面，达到动态生成的效果。通过本方法产出的山地模型可以还原原始数据(即获取的所述DOM数据和所述DEM数据)精度，原始数据精度越高，山地模型精度越高。
需要说明的是，对DOM数据和DEM数据分别进行切图、融合处理是因为考虑到视觉效果以及经济成本问题，本方法将超过500米地理范围区域用14层级谷歌地图和精度为30米的DEM数据进行填补。对于DEM数据，30米精度是目前国内可以获取到的最高精度的地形数据；对于14层级的谷歌地图对应的目标区域瓦片，通过计算可知一张目标区域瓦片对应地理范围大约为2444米，通过设计64*64矩阵，可以得知一个采样点表示的地理范围大约为38米，比DEM数据的精度30米大且较为接近，因此使用14层级谷歌地图进行影响填补。
所述山地模型和所述线路模型的展示需要前后端配合实现，所述山地模型的构建需要前端(即客户端)通过行列号的形式向后端(即服务器)请求获取根据所述DOM数据生成的瓦片文件和根据所述DEM数据产生的高程文件，一张瓦片文件对应一份高程文件，前端通过实时渲染技术对所述山地模型进行渲染，所述瓦片文件为所述山地模型提供影像，所述高程文件为所述山地模型提供变化起伏的山势。本实施例中，前端通过WebGL技术动态渲染出山地模型。
其中，所述线路模型的构建需要请求所述管道资产数据中管道实体的矢量数据，所述管道实体的矢量数据的请求方式有两种，一种是前端传入请求的范围，后端会根据所请求的范围利用地理空间数据库引擎的能力进行范围查询，返回该范围内所有管道实体的矢量数据。另一种是前端传入请求相机位置及高度，后端根据输入的相机位置及高度计算出查询范围，然后再根据计算出的查询范围进行查询，返回前端需要的管道实体的矢量数据。前端获取到管道实体的矢量数据以后，通过实时渲染技术动态渲染出所述线路模型。
所述根据所述管道资产数据，构建线路模型，包括：
根据所述管道资产数据，通过线路设计软件构建线路模型。
其中，对于获取的所述管道资产数据，本方法先将获取到的所述管道资产数据作为原始管道资产数据，在对所述原始管道资产数据进行数据恢复处理后，得到用于构建所述线路模型和所述站场模型的管道资产数据，对所述原始管道资产数据进行数据恢复处理，得到管道资产数据，具体包括：
对所述原始管道资产数据进行数据清洗，得到中间管道资产数据；
对所述中间管道资产数据进行数据治理，得到用于构建所述线路模型和所述站场名的管道资产数据。
其中，对所述原始管道资产数据进行数据清洗，具体包括：
将所述原始管道资产数据中重复、多余部分的数据进行筛选并清除，并将明显错误的数据进行纠正或者删除。
其中，对所述中间管道资产数据进行数据治理，具体包括：
将所述中间管道资产数据中缺少的数据补充完整。
对于经数据治理后得到的管道资产数据，所述线路模型将所述管道资源数据进行入库操作，所述管道资产数据通过数据挂载的方式与所述线路模型建立关联，将管道资产数据挂载到所述线路模型中，利用三维展示技术进行动态渲染加载，通过前端可进行可视化操作，比如点击查看。
对于经数据处理后得到的线路资产数据，通过对管线中线点探测和焊口的检测，可以获取该实体的坐标信息后，直接进行入库操作。若是检测三桩一牌、穿跨越、水工保护、弯头弯管等数据，则测量其最近桩号以及与最近桩号的相对里程距离，本方法在处理该类数据入库时，基于桩号的相对里程距离计算水平连续里程，根据水平连续里程与焊口数据的水平连续里程，通过线性插值法计算出所述线路模型点位坐标信息以及高程信息。
对于站场资产数据，站场资产数据通过站场内的工作人员对设备进行日常维护和检修中获取，包括工艺、仪表、泵、线路等多种类型数据。通过对原始站场资产数据进行数据清洗，筛除掉三维建模软件中不需要的***默认属性信息。
对于经数据治理后得到的站场资产数据，利用信息***采集管道工程设计、采办、施工、运行等各阶段数据，通过数据库进行数据关联、存储与共享，达到对管道实体完整、精确的数字化描述的目的。其中，设计期数据根据管道初设、详设过程中的记录获取，采办期数据根据管材耗材采购情况获取，施工期数据根据管道施工方在管线施工建设阶段对管道挖沟、填埋等各过程进行统计记录获取，运行时期数据根据管道建设完成以后在管道运行时期，通过仪器设备采集获取。
如图5所示，所述管道资产数据挂载到所述线路模型中，包括焊口数据入库和其他管道实体管道数据入库。入库时，首先需要解析焊口数据，将焊口数据进行入库，其中，焊口数据包含焊口的经纬度数据和高程数据，焊口数据通过对管线中线点探测和焊口的检测获得。其次需要解析三桩一牌、穿跨越、水工保护、弯头弯管数据，这些实体数据(后文称为中间***点)缺乏必要的经纬度数据，解析入库时需要根据水平连续里程找到该实体最近的上游焊口点和下游焊口点，根据线性插值法计算出当前实体的坐标位置和高程位置。上游焊口点和下游焊口点都具有坐标位置、高程信息和水平连续里程，中间***点会在上游焊口点和下游焊口点之间，通过线性插值法进行等比关系换算，可以计算出中间***点的坐标位置、高程信息和水平连续里程。
其中，所述站场模型通过三维涉及建模软件产出的模型文件，再通过三维展示技术进行渲染加载。所述根据所述站场资产数据，构建站场模型，包括：
根据所述站场资产数据，通过三维设计软件构建站场模型。
其中，所述三维设计软件包括SP3D、PDMS、Revit。
所述对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系，具体包括：
将所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维全景展示，在虚拟信息空间中对物理实体进行镜像映射，展现管道全生命周期状况。本实施例中，三维全景展示主要通过WebGL技术进行渲染，得到三维场景，其中展示的数据由后端服务器进行提供和支持。
其中，所述山地模型具有修改功能，修改方式包括替换瓦片文件、操作高程文件。对于高程文件，前端可以对地形数据进行增高或者降低操作，对地形数据进行增高操作指的是对地形海拔进行拔高，对地形数据进行降低操作指的是对地形海拔进行压低。对于每个需要修改的地形数据，所述山地模型通过确定所述地形数据对应的高程文件中的64*64矩阵中的点位信息，当需要做增高操作时，增加其中一个或多个采样点的数值，当需要做降低操作时，减少其中一个或者多个采样点的数值，更新后的高程文件通过接口同步到后端服务器。操作高程文件时，前端提供可视化界面，可清楚看见所有采样点情况，通过对单一采样点或者多个采样点进行操作，实现动态修改高程文件，重塑三维地形。对于瓦片文件，当需要修改构建所述山地模型所需的DOM数据时，只需要对DOM数据重新切图处理，得到新的瓦片文件，根据新的瓦片文件构建山地模型即可。
其中，所述线路模型具有线路模型位置以及高度位置修改功能，所述线路模型位置以及高度位置表征所述线路模型在空间中所处的位置，对应于空间中X轴、Y轴、Z轴三个方向所处的空间位置。所述线路模型更新时，可以对管道实体进行拖拽操作，进行操作时，后端会对依附于管道上面的其他实体进行实时位置计算，保障所有管道相关实体随管道的拖拽，位置进行相应改变。
可选的，上述方法还包括：
构建地质灾害预警***，所述地质灾害预警***用于对自然灾害进行预警，所述自然灾害包括山体滑坡、泥石流、洪水、火灾；所述地质灾害预警***包括监测模块、数据分析模块、通讯模块、显示模块和报警模块，所述监测模块、所述显示模块、所述报警模块通过所述通讯模块与所述数据分析模块连接；
所述构建地质灾害预警***，包括：
通过预先安装的监测模块实时监测并获取地质环境数据；其中，所述监测模块根据山地地质进行布设；
将所述地质环境数据发送至所述数据分析模块，通过所述数据分析模块对所述地质环境数据进行分析并产生分析结果，将所述分析结果发送至所述显示模块，通过所述显示模块显示所述分析结果；
若所述分析结果出现异常，则所述数据分析模块根据所述分析结果产生报警指令，将所述报警指令发送至所述报警模块，所述报警模块根据所述报警指令进行报警；
所述地质灾害预警***用于对自然灾害进行预警，所述自然灾害包括山体滑坡、泥石流、洪水、火灾；
所述对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系，包括：
对所述山地模型、所述线路模型、所述站场模型和所述地质灾害预警***进行三维渲染，得到所述山地管道数字孪生体系。
其中，安装所述监测模块的区域包括河流、河床、土地、管线管壁，监测内容包括降雨量、水位、流量、流速、管道应变、位移、含水率、温度，通过所述数据分析模块将实时采集到的所述地质环境数据存入数据库中进行分析，结合地理信息***中的地图模块(即所述显示模块)，从而展示各监测区域的地质情况。其中，所述地图信息***是以研究地图信息的获取、传递、转换、贮存和分析利用等为主要目标的信息***。地图信息的传输功能，贯穿于从编图到用图，从编图者到用图者之间信息传递的全过程。地图信息***包括地图模块、数据模块、分析模块(即所述数据分析模块)，其中的地图模块包括地图出图等功能。
通过整合地质灾害防治信息资源，完善软硬件及网络环境等信息化基础设计，建立起集分布式存储、智慧化管理和高效率信息发布为一体的天然气长输管道地质灾害预警***，构建的所述地质灾害预警***可对管道沿线的地面沉降、地面滑移、地面塌陷、地应力监测信息、土壤含水率等信息进行有效检测，如果出现问题(比如土地位移导致管壁压力过大)，通过所述地质灾害预警***中的所述报警模块和所述显示模块分别进行预警、显示。结合所述线路资产数据里的高后果区(即管道泄漏后可能对公众和环境造成较大不良影响的区域)，可有效做出灾害预警处理。
可选的，上述方法还包括：
构建GPS巡线***，所述GPS巡线***用于获取巡线人员的位置信息；
所述对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系，包括：
对所述山地模型、所述线路模型、所述站场模型和所述GPS巡线***进行三维渲染，得到所述山地管道数字孪生体系。
其中，所述GPS巡线***包括手持终端和控制终端，所述手持终端和所述控制终端之间通过通信模块连接，所述手持终端内置有GPS定位模块；
所述构建GPS巡线***，包括：
根据管道的布置，通过所述控制终端设定针对于巡线人员的巡线路径；
通过所述通信模块，将所述巡线路径发送至所述手持终端；
通过所述手持终端，将配戴所述手持终端的巡线人员的位置信息实时发送至所述控制终端，通过所述控制终端进行巡线管理。
利用所述控制终端设定巡线人员的巡线路径，通过所述通信模块将所述巡线路径发送至手持终端，巡线人员根据所述巡线路径进行巡检。此外，所述控制终端还可设定巡线人员的巡检时间、必要巡检位置，巡线人员还可通过所述手持终端将巡检过程中发生的隐患、事故等不安全事件信息(以图像、语音、文字、视频等方式)发送至所述控制终端，所述控制终端对不安全事件信息进行存储并分析，以便于之后设定巡线路径，减少事故隐患，实现不安全事件提前控制，提高巡检安全质量。
通过所述GPS巡线***，可以远程地对巡线人员进行动态监督管理，确保巡线人员准确地按照设定的巡线路径、巡检时间、必要巡检位置等进行巡检。
可选的，上述方法还包括：
根据所述数字高程模型数据和所述线路模型，校正所述线路模型，以将所述线路模型埋入地面；
所述线路模型包括多个所述山地管道中线点的坐标位置、多个所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置和多个所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置，所述根据所述数字高程模型数据和所述线路模型，校正所述线路模型，以将所述线路模型埋入地面，具体包括：
根据每个所述山地管道中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点各自对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点的上游中线点各自对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点的下游中线点各自对应的高程信息；
根据所述数字高程模型数据，构建地表模型，所述地表模型包括山地地表各个坐标位置对应的高程信息；
通过预先构建的管道高程自动校准模型根据每个所述山地管道中线点的坐标位置，获取所述坐标位置在所述地表模型中对应坐标位置的高程信息，得到每个所述山地管道中线点各自对应的基准高程信息；
对于每个所述山地管道中线点，所述管道高程自动校准模型根据所述山地管道中线点的高程信息和所述山地管道中线点对应的基准高程信息，确定所述山地管道中线点的位置状态；
对于每个所述山地管道中线点，若所述山地管道中线点的位置状态为裸露在地面以上，所述管道高程自动校准模型根据所述山地管道中线点的高程信息和预先设定的压入地面深度，确定所述山地管道中线点的目标高程信息，根据所述山地管道中线点的坐标位置、所述山地管道中线点的目标高程信息、所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置和所述山地管道中线点的上游中线点的高程信息，确定所述山地管道中线点的上游中线点的目标高程信息，根据所述山地管道中线点的坐标位置、所述山地管道中线点的目标高程信息、所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置和所述山地管道中线点的下游中线点的高程信息，确定所述山地管道中线点的下游中线点的目标高程信息；
根据所述山地管道中线点、所述山地管道中线点的上游中线点、所述山地管道中线点的下游中线点各自对应的坐标位置和目标高程信息，调整所述山地管道中线点、所述山地管道中线点的上游段、所述山地管道中线点下游段的管道实体在所述线路模型中的位置。
所述管道高程自动校准模型通过前端和后端实时配合，计算所述线路模型与根据所述高程文件产出的地表模型之间的位置状态，以达到将裸露在地表以上的管线实体压入到地面以下。所述管道高程自动校准模型自动根据地面高程信息更新管道高程信息，将所述线路模型埋入地下，反映出山地管道的真实状态。当所述管道高程自动校准模型开始工作时，会随着管道的走向自动巡航，检查每一个管线中线点与该点在所述地表模型的坐标位置，若管线中线点的位置值高于其在所述地表模型中对应坐标的位置值，则根据所述地表模型获取管线中线点的高程值，将该高程值减去所述管道高程自动校准模型中输入的压入地面深度，得到一个新的位置值，将新的位置值传入后端，后端获取管线中线点的上游中线点和下游中线点的坐标位置和高程信息，根据新的位置值，利用线性插值法将管线中线点上游段和下游段所有实体在所述线路模型上的位置进行调整。更新完成以后会将消息返回给前端，前端相机视角移动到下一个管线中线点继续计算，最终将整条管道中线完成高程更新。其中，管线中线点在导入高程文件后即可确认，管线中线点包含坐标位置，坐标位置能在高程文件中找到唯一坐标点进行空间位置确认，根据确认的空间位置，得到高程文件中所记录的高程值，即管线中线点的高程值。
实施例二
基于与上述实施例一中山地管道数字孪生体系的构建方法相同的原理，本实施例提供了一种山地管道数字孪生体系的构建***，如图6所示，包括：
数据获取模块，用于获取数字正射影像图数据、数字高程模型数据和管道资产数据，所述管道资产数据包括线路资产数据和站场资产数据；
第一模型构建模块，用于根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，所述山地模型用于模拟山地地形的高低起伏；
第二模型构建模块，用于根据所述管道资产数据，构建线路模型，所述线路模型用于模拟山地管道的位置和走向；
第三模型构建模块，用于根据所述站场资产数据，构建站场模型，所述站场模型用于模拟站场设备的位置和形态；
体系构建模块，用于对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系。
其中，所述第一模型构建模块具体用于：
根据所述数字正射影像图数据的像元大小，对所述数字正射影像图数据进行切图处理，得到不同层级的地图瓦片；
对于每个所述地图瓦片，根据所述地图瓦片的行列号，获取所述地图瓦片对应的目标区域瓦片，将所述地图瓦片与所述目标区域瓦片进行图片融合处理，得到所述地图瓦片对应的瓦片文件；其中，所述地图瓦片的行列号包括所述地图瓦片的层级、所述地图瓦片对应的经度区域和纬度区域；
根据所述数字高程模型数据的像元大小，对所述数字高程模型数据进行切图处理，得到不同层级的DEM影像图；
获取目标栅格文件，根据所述目标栅格文件，得到不同层级的所述DEM影像图对应的高程文件；
所述山地模型包括所述瓦片文件和所述高程文件。
其中，所述第二模型构建模块具体用于：
根据所述管道资产数据，通过线路设计软件构建线路模型。
其中，所述第三模型构建模块具体用于：
根据所述站场资产数据，通过三维设计软件构建站场模型。
可选的，上述***还包括：
第四模型构建模块，用于构建地质灾害预警***，所述地质灾害预警***用于对自然灾害进行预警；所述地质灾害预警***包括监测模块、数据分析模块、通讯模块、显示模块和报警模块，所述监测模块、所述显示模块、所述报警模块通过所述通讯模块与所述数据分析模块连接；
所述第四模型构建模块具体用于：
通过预先安装的监测模块实时监测并获取地质环境数据；
将所述地质环境数据发送至所述数据分析模块，通过所述数据分析模块对所述地质环境数据进行分析并产生分析结果，将所述分析结果发送至所述显示模块，通过所述显示模块显示所述分析结果；
若所述分析结果出现异常，则所述数据分析模块根据所述分析结果产生报警指令，将所述报警指令发送至所述报警模块，所述报警模块根据所述报警指令进行报警；
所述体系构建模块具体用于：
对所述山地模型、所述线路模型、所述站场模型和所述地质灾害预警***进行三维渲染，得到所述山地管道数字孪生体系。
可选的，上述***还包括：
第五模型构建模块，用于构建GPS巡线***，所述GPS巡线***用于获取巡线人员的位置信息；所述GPS巡线***包括手持终端和控制终端，所述手持终端和所述控制终端之间通过通信模块连接，所述手持终端内置有GPS定位模块；
所述第五模型构建模块具体用于：
根据管道的布置，通过所述控制终端设定针对于巡线人员的巡线路径；
通过所述通信模块，将所述巡线路径发送至所述手持终端；
通过所述手持终端，将配戴所述手持终端的巡线人员的位置信息实时发送至所述控制终端，通过所述控制终端进行巡线管理；
所述体系构建模块具体用于：对所述山地模型、所述线路模型、所述站场模型和所述GPS巡线***进行三维渲染，得到所述山地管道数字孪生体系。
可选的，上述***还包括：
模型校正模块，用于根据所述数字高程模型数据和所述线路模型，校正所述线路模型，以将所述线路模型埋入地面；
所述线路模型包括多个所述山地管道中线点的坐标位置、多个所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置和多个所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置，所述模型校正模块具体用于：
根据每个所述山地管道中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点各自对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点的上游中线点各自对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点的下游中线点各自对应的高程信息；
根据所述数字高程模型数据，构建地表模型，所述地表模型包括山地地表各个坐标位置对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的坐标位置，获取所述坐标位置在所述地表模型中对应坐标位置的高程信息，得到每个所述山地管道中线点各自对应的基准高程信息；
对于每个所述山地管道中线点，根据所述山地管道中线点的高程信息和所述山地管道中线点对应的基准高程信息，确定所述山地管道中线点的位置状态；
对于每个所述山地管道中线点，若所述山地管道中线点的位置状态为裸露在地面以上，根据所述山地管道中线点的高程信息和预先设定的压入地面深度，确定所述山地管道中线点的目标高程信息，根据所述山地管道中线点的坐标位置、所述山地管道中线点的目标高程信息、所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置和所述山地管道中线点的上游中线点的高程信息，确定所述山地管道中线点的上游中线点的目标高程信息，根据所述山地管道中线点的坐标位置、所述山地管道中线点的目标高程信息、所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置和所述山地管道中线点的下游中线点的高程信息，确定所述山地管道中线点的下游中线点的目标高程信息；
根据所述山地管道中线点、所述山地管道中线点的上游中线点、所述山地管道中线点的下游中线点各自对应的坐标位置和目标高程信息，调整所述山地管道中线点、所述山地管道中线点的上游段、所述山地管道中线点下游段的管道实体在所述线路模型中的位置。
实施例三
基于与上述实施例一中山地管道数字孪生体系的构建方法相同的原理，本实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如实施例一所述的一种山地管道数字孪生体系的构建方法。
实施例四
基于与上述实施例一中山地管道数字孪生体系的构建方法相同的原理，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一所述的一种山地管道数字孪生体系的构建方法。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种山地管道数字孪生体系的构建方法，其特征在于，包括：
获取数字正射影像图数据、数字高程模型数据和管道资产数据，所述管道资产数据包括线路资产数据和站场资产数据；
根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，所述山地模型用于模拟山地地形的高低起伏；
根据所述管道资产数据，构建线路模型，所述线路模型用于模拟山地管道的位置和走向；
根据所述站场资产数据，构建站场模型，所述站场模型用于模拟站场设备的位置和形态；
对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
构建地质灾害预警***，所述地质灾害预警***用于对自然灾害进行预警；所述地质灾害预警***包括监测模块、数据分析模块、通讯模块、显示模块和报警模块，所述监测模块、所述显示模块、所述报警模块通过所述通讯模块与所述数据分析模块连接；
所述构建地质灾害预警***，包括：
通过预先安装的监测模块实时监测并获取地质环境数据；
将所述地质环境数据发送至所述数据分析模块，通过所述数据分析模块对所述地质环境数据进行分析并产生分析结果，将所述分析结果发送至所述显示模块，通过所述显示模块显示所述分析结果；
若所述分析结果出现异常，则所述数据分析模块根据所述分析结果产生报警指令，将所述报警指令发送至所述报警模块，所述报警模块根据所述报警指令进行报警；
所述对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系，包括：
对所述山地模型、所述线路模型、所述站场模型和所述地质灾害预警***进行三维渲染，得到所述山地管道数字孪生体系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
构建GPS巡线***，所述GPS巡线***用于获取巡线人员的位置信息；所述GPS巡线***包括手持终端和控制终端，所述手持终端和所述控制终端之间通过通信模块连接，所述手持终端内置有GPS定位模块；
所述构建GPS巡线***，包括：
根据管道的布置，通过所述控制终端设定针对于巡线人员的巡线路径；
通过所述通信模块，将所述巡线路径发送至所述手持终端；
通过所述手持终端，将配戴所述手持终端的巡线人员的位置信息实时发送至所述控制终端，通过所述控制终端进行巡线管理；
所述对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系，包括：
对所述山地模型、所述线路模型、所述站场模型和所述GPS巡线***进行三维渲染，得到所述山地管道数字孪生体系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述数字高程模型数据和所述线路模型，校正所述线路模型，以将所述线路模型埋入地面；
所述线路模型包括多个所述山地管道中线点的坐标位置、多个所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置和多个所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置，所述根据所述数字高程模型数据和所述线路模型，校正所述线路模型，以将所述线路模型埋入地面，具体包括：
根据每个所述山地管道中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点各自对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点的上游中线点各自对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置，确定每个所述山地管道中线点的下游中线点各自对应的高程信息；
根据所述数字高程模型数据，构建地表模型，所述地表模型包括山地地表各个坐标位置对应的高程信息；
根据每个所述山地管道中线点的坐标位置，获取所述坐标位置在所述地表模型中对应坐标位置的高程信息，得到每个所述山地管道中线点各自对应的基准高程信息；
对于每个所述山地管道中线点，根据所述山地管道中线点的高程信息和所述山地管道中线点对应的基准高程信息，确定所述山地管道中线点的位置状态；
对于每个所述山地管道中线点，若所述山地管道中线点的位置状态为裸露在地面以上，根据所述山地管道中线点的高程信息和预先设定的压入地面深度，确定所述山地管道中线点的目标高程信息，根据所述山地管道中线点的坐标位置、所述山地管道中线点的目标高程信息、所述山地管道中线点的上游中线点的坐标位置和所述山地管道中线点的上游中线点的高程信息，确定所述山地管道中线点的上游中线点的目标高程信息，根据所述山地管道中线点的坐标位置、所述山地管道中线点的目标高程信息、所述山地管道中线点的下游中线点的坐标位置和所述山地管道中线点的下游中线点的高程信息，确定所述山地管道中线点的下游中线点的目标高程信息；
根据所述山地管道中线点、所述山地管道中线点的上游中线点、所述山地管道中线点的下游中线点各自对应的坐标位置和目标高程信息，调整所述山地管道中线点、所述山地管道中线点的上游段、所述山地管道中线点下游段的管道实体在所述线路模型中的位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，包括：
根据所述数字正射影像图数据的像元大小，对所述数字正射影像图数据进行切图处理，得到不同层级的地图瓦片；
对于每个所述地图瓦片，根据所述地图瓦片的行列号，获取所述地图瓦片对应的目标区域瓦片，将所述地图瓦片与所述目标区域瓦片进行图片融合处理，得到所述地图瓦片对应的瓦片文件；其中，所述地图瓦片的行列号包括所述地图瓦片的层级、所述地图瓦片对应的经度区域和纬度区域；
根据所述数字高程模型数据的像元大小，对所述数字高程模型数据进行切图处理，得到不同层级的DEM影像图；
获取目标栅格文件，根据所述目标栅格文件，得到不同层级的所述DEM影像图对应的高程文件；
所述山地模型包括所述瓦片文件和所述高程文件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述管道资产数据，构建线路模型，包括：
根据所述管道资产数据，通过线路设计软件构建线路模型。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述站场资产数据，构建站场模型，包括：
根据所述站场资产数据，通过三维设计软件构建站场模型。
8.一种山地管道数字孪生体系的构建***，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取数字正射影像图数据、数字高程模型数据和管道资产数据，所述管道资产数据包括线路资产数据和站场资产数据；
第一模型构建模块，用于根据所述数字正射影像图数据和所述数字高程模型数据，构建山地模型，所述山地模型用于模拟山地地形的高低起伏；
第二模型构建模块，用于根据所述管道资产数据，构建线路模型，所述线路模型用于模拟山地管道的位置和走向；
第三模型构建模块，用于根据所述站场资产数据，构建站场模型，所述站场模型用于模拟站场设备的位置和形态；
体系构建模块，用于对所述山地模型、所述线路模型和所述站场模型进行三维渲染，得到山地管道数字孪生体系。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的一种山地管道数字孪生体系的构建方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的一种山地管道数字孪生体系的构建方法。
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