數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)需要進(jìn)行多源異構(gòu)數(shù)據(jù)接入處理、孿生場景搭建、服務(wù)渲染發(fā)布、開放式二次開發(fā)、模擬仿真推演，最終達(dá)到智能輔助生產(chǎn)決策的效果。
多源異構(gòu)數(shù)據(jù)接入處理
項(xiàng)目中需要通過軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì) GIS 、BIM 、IOT等海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一融合和匯聚，構(gòu)建時(shí)空數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)統(tǒng)一定義、存儲(chǔ)、索引及服務(wù)機(jī)制，為孿生場景提供完整統(tǒng)一的三維數(shù)字底板。
時(shí)空數(shù)據(jù)接入后，需要對(duì)接入的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型化。常見的三維數(shù)據(jù)有GIS地理信息、BIM模型、3DsMax模型、傾斜攝影、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。GIS地理信息一般作為孿生場景的底板，BIM模型、傾斜攝影模型、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)需要實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的輕量化，否則會(huì)導(dǎo)致加載的數(shù)據(jù)量過大，影響到整體的渲染效果，3DsMax模型是人工構(gòu)建的模型，可直接使用。
孿生場景搭建
基于GIS地理信息，將構(gòu)建的模型基于現(xiàn)實(shí)世界的坐標(biāo)，進(jìn)行1:1還原，將處理后的模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到孿生場景編輯器中，常見的有Unreal和Unity編輯器，搭建孿生場景，調(diào)節(jié)場景的光照、地面、植被、建筑、道路等要素。
服務(wù)渲染發(fā)布
目前孿生場景的渲染有兩種方式，基于WebGL和基于游戲引擎的。WebGL方向是基于瀏覽器進(jìn)行渲染，可擴(kuò)展性高，方便進(jìn)行API擴(kuò)展，對(duì)外發(fā)布服務(wù)，但是受限于瀏覽器的渲染性能，還原度較低。游戲引擎是通過服務(wù)器進(jìn)行端渲染，可通過像素流的方式發(fā)布為鏈接地址，對(duì)訪問者的機(jī)器性能沒有要求，渲染效果受限于服務(wù)端的顯卡性能，可擴(kuò)展提升。
開放式二次開發(fā)
提供一套基于JavaScript語言的二次開發(fā)SDK，Web前端開發(fā)人員可基于此實(shí)現(xiàn)瀏覽器加載和展示由引擎渲染的三維視頻流，可通過調(diào)用API接口與云渲染的三維場景進(jìn)行便捷交互，兼容當(dāng)前主流前端框架。SDK通常包括日期天氣 、特效及動(dòng)畫對(duì)象、 圖層及模型對(duì)象等。
模擬仿真推演
仿真是將包含了確定性規(guī)律和完整機(jī)理的模型轉(zhuǎn)化成軟件的方式來模擬物理世界的一種技術(shù)。只要模型正確，并擁有了完整的輸入信息和環(huán)境數(shù)據(jù)，就基本能夠正確地反映物理世界的特性和參數(shù)。如果說建模是將我們對(duì)物理世界或問題理解的模型化，那么仿真就是驗(yàn)證和確認(rèn)理解的正確性。
孿生系統(tǒng)基于工程仿真、自然仿真、生命仿真、流程仿真等模型模擬，通過傳感器采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入，孿生場景實(shí)時(shí)物理渲染，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)做出相應(yīng)反饋，實(shí)現(xiàn)全生命周期的精準(zhǔn)呈現(xiàn)。
