一种智慧气象数字孪生可视化方法及系统与流程

本发明涉及数字孪生，尤其涉及一种智慧气象数字孪生可视化方法和系统。

背景技术：

1、近年来，随着物联网、大数据、人工智能等新技术的不断发展，数字孪生也得到了越来越广泛的传播。数字孪生作为基于物联网、大数据、云计算、人工智能等为基础的新一代信息技术，在电力、船舶、城市管理、农业、建筑、制造、石油天然气、健康医疗、环境保护等行业已逐渐实施应用。

2、随着对数字孪生的高度重视，逐渐开始探索基于数字孪生的智能应用新模式。而智慧气象则是通过探测地面至万米高空的温度、气压、湿度、风向、风速等气象要素，为智慧气象提供天气预报、气候分析以及科学研究等，提供及时、准确的智慧气象资料。

3、然而，目前缺乏数字孪生在智慧气象行业的重点应用，无法基于各种数字化模型进行的仿真、分析、数据积累、挖掘与现实物理系统结合，更好地帮助智慧气象技术人员执行气象探测任务。尤其是智慧气象数据视觉化显示。亟需一种智慧气象数字孪生可视化方法及系统，通过数字孪生技术将智慧气象数据利用图形、图像处理、计算机视觉以及用户界面，通过表达、建模以及对立体、表面、属性以及动画的显示，对温度、气压、湿度、风向、风速等气象要素数据加以可视化显示。

技术实现思路

1、本发明提供了一种智慧气象数字孪生可视化方法及系统，以解决智慧气象行业缺乏基于数字孪生技术进行可视化显示的缺陷问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了如下的技术方案：

3、第一方面，在本发明提供的一个实施例中，提供了一种智慧气象数字孪生可视化方法，所述方法包括以下步骤：

4、获取智慧气象观测时基于位置链路的各个气象传感器采集的气象监测数据；

5、将所述气象监测数据及位置信息进行拟合构建位置链路中各传感器节点的数字孪生体；

6、基于gis地图设置智慧气象目标监控区域的虚拟气象场景；

7、将包含气象监测数据的数字孪生体导入所述虚拟气象场景中，根据位置链路中各节点的位置信息进行加载气象监测数据；

8、在位于虚拟气象场景的模拟环境中可视化显示位置链路上各传感器节点的数据。

9、第二方面，在本发明提供的一个实施例中，本发明提供了一种智慧气象数字孪生可视化系统，包括：

10、数据采集模块，用于获取智慧气象观测时基于位置链路的各个气象传感器采集的气象监测数据；

11、数据处理模块，用于将所述气象监测数据及位置信息进行拟合构建位置链路中各传感器节点的数字孪生体；

12、数字孪生导入模块，用于将包含气象监测数据的数字孪生体导入基于gis地图设置智慧气象目标监控区域的虚拟气象场景中，根据位置链路中各节点的位置信息进行加载气象监测数据；

13、可视化模块，用于在位于虚拟气象场景的模拟环境中可视化显示位置链路上各传感器节点的数据。

14、第三方面，在本发明提供的又一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器加载并执行所述计算机程序时实现智慧气象数字孪生可视化方法的步骤。

15、第四方面，在本发明提供的再一个实施例中，提供了一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时实现所述智慧气象数字孪生可视化方法的步骤。

16、本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

17、本发明提供的智慧气象数字孪生可视化方法和系统，通过将气象监测数据与整个位置链路的各个节点位置信息相关联，然后再通过网关进行通信分别收集各个气象传感器的数据信息、位置信息以及气象监测状态信息进而构成了一体化监视系统，将各个气象传感器的气象采集信息通过数字孪生体的方式加载于虚拟气象场景并进行可视化显示，实现了智慧气象的一体化监测效果，改变了传统气象探测无法及时、准确的智慧气象资料的问题，即便在很多偏远地区缺乏公网信号覆盖的情况下，也可以有效地提高气象监测的效率，节约了不必要的人力资源成本。

18、本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种智慧气象数字孪生可视化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的智慧气象数字孪生可视化方法，其特征在于，所述获取智慧气象观测时基于位置链路的各个气象传感器采集的气象监测数据，包括：

3.如权利要求1或2所述的智慧气象数字孪生可视化方法，其特征在于，位置链路的各个气象传感器通过远程网络连接网络主机系统，所述气象传感器基于位置链路连接网络主机系统时，基于gis地图中的无线网关通过公网发送到网络主机系统的服务器，所述气象传感器的气象监测数据在位置链路的网关之间传送。

4.如权利要求3所述的智慧气象数字孪生可视化方法，其特征在于，位置链路的网关之间传送的方法，包括：

5.如权利要求4所述的智慧气象数字孪生可视化方法，其特征在于，所述气象传感器与所述位置节点的网关通过信号模型通信连接，所述气象传感器通过发射天线tx与网关的接收天线rx之间通信连接。

6.如权利要求5所述的智慧气象数字孪生可视化方法，其特征在于，所述位置链路中相连的网关之间通过自有空间场景中的发射器和接收器相互连接。

7.如权利要求6所述的智慧气象数字孪生可视化方法，其特征在于，所述位置链路中网关与网络主机系统之间建立双向通信连接，由所述气象传感器的气象监测数据上行传输对应的网关通过网口或者4g通道连接网络主机系统。

8.如权利要求7所述的智慧气象数字孪生可视化方法，其特征在于，将包含气象监测数据的数字孪生体导入所述虚拟气象场景中，包括：

9.一种智慧气象数字孪生可视化系统，其特征在于，所述智慧气象数字孪生可视化系统用于执行权利要求1-8中任意一项所述智慧气象数字孪生可视化方法；所述智慧气象数字孪生可视化系统，包括：

10.如权利要求9所述的智慧气象数字孪生可视化系统，其特征在于，还包括网关传输模块，用于将位置链路的各个气象传感器通过远程网络连接网络主机系统，将气象监测数据在位置链路的网关之间传送，直至网关接入公网并传送至网络主机系统的服务器。

技术总结
本发明涉及数字孪生技术领域，具体涉及一种智慧气象数字孪生可视化方法及系统，该方法包括获取智慧气象观测时基于位置链路的各个气象传感器采集的气象监测数据；将气象监测数据及位置信息进行拟合构建数字孪生体；基于GIS地图设置智慧气象目标监控区域的虚拟气象场景；将包含气象监测数据的数字孪生体导入虚拟气象场景中，根据位置链路中各节点的位置信息进行加载气象监测数据；在位于虚拟气象场景的模拟环境中可视化显示数据。通过将气象监测数据与整个位置链路的各个节点位置信息相关联，然后再通过网关进行通信分别收集各个气象传感器的数据信息、位置信息以及气象监测状态信息进而构成了一体化监视系统。

技术研发人员：戴玉莹,徐子卓,常硕
受保护的技术使用者：合肥启蛰信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15