[发明专利]基于BIM和数字高程模型的水资源实时监测系统

权利要求书

1.基于BIM和数字高程模型的水资源实时监测系统，其特征在于包括：

数据库，包括存储与水资源的相关实时数据、基础数据和动态数据的业务数据子库、用于存储与地形相关的底图数据的底图数据子库、用于存储融合的倾斜模型和BIM模型的三维模型数据子库，连接于应用模块；

应用模块，包括有信息查询展示子模块、IOT数据实时监控子模块、模型展示子模块，其中，信息查询展示子模块用于根据需求命令调取数据库内所存储的数据信息并展示；IOT数据实时监控子模块对所获取的数据进行逻辑判断，用于监控实时数据；模型展示子模块将业务数据子库、底图数据子库、三维模型数据关联的数据融合，用于展示三维模型。

2.根据权利要求1所述的水资源实时监测系统，其特征在于，三维模型数据子库的实现包括：

获取工程基础数据的同时获取IOT数据，将与水资源相关的数据存入业务数据子库；

采取web地图并结合无人机航飞的作业方式，获取工程摄影测量数据并进行DEM数据处理，与web地图叠加融合实现三维地形场景的构建并存储于底图数据子库；

航飞所获取的工程摄影测量数据在Context Capture中生成三维倾斜模型，三维倾斜模型与BIM模型融合，实现工程细节信息的三维展示；

所有工程数据都与工程唯一ID进行关联融合。

3.根据权利要求2所述的水资源实时监测系统，其特征在于：

所述三维倾斜模型与BIM模型融合，选取Cesium做格式转换工具；

Cesium将osgb、dae格式的倾斜模型和skp格式的BIM模型生成多层次金字塔式的3DTiles格式。

4.根据权利要求3所述的水资源实时监测系统，其特征在于，提供了一种大数据GIS技术，将GIS的核心能力嵌入到大数据基础框架之内，实现大数据技术与GIS技术的深度融合；大数据GIS技术包括分布式技术、流数据实时处理技术和空间大数据可视化技术；

分布式技术，包括：空间数据的分布式存储，在原有分布式存储系统之中，嵌入分布式空间索引、空间数据的分片处理和管理技术，通过空间数据的横向扩展实现数据的存储与管理；分布式空间计算，以Spark分布式计算框架为基础，把原有地理空间分析算法进行分布式改造，快速实现对象间的空间分析计算；分布式地图渲染，通过矢量金字塔、分布式渲染、自动缓存和前端渐进加载实现超大规模空间数据的“免切片”渲染效果；

流数据实时处理技术，基于Spark Streaming流计算框架的基础能力，扩展实现流式数据的实时接入、过滤、转换、计算、可视化与输出相关的能力；

空间大数据可视化技术，对数据进行分析计算之后表达其空间分布情况、聚合程度及连接关系。

5.根据权利要求1所述的水资源实时监测系统，其特征在于，所述数据库的构建前，对数据进行清洗：

对重复值的清洗，将采集到数据导入数据库的同时，通过主键和联合主键的唯一性限制，完成对重复值的清洗；

对错误值的清洗，首先检测出带有错误数据的元组，再对该元组进行处理，使用己有的关于数据性质的知识发现错误值，若有某个元组数据在两个属性下的值发生调换以及缺失错误，采取删除元组的方式处理；若元组数据中其他属性的缺失或错误，也采取删除元组处理；

对异常值的清洗，采取基于距离的异常值检测、基于密度的异常值检测以及基于聚类的异常值检测的方式检测并清洗；

对缺失值的清洗，缺失数据分为完全随机缺失、随机缺失、非随机缺失三种模型，采取推理法、多重插补法对缺失值的数据进行修正。