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申请/专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院;苏州新建元数字科技有限公司

摘要：本发明公开了多维度的孪生可视化的水环境监测方法及系统，属于市政领域的水环境监测领域。获取河湖的多源多模态数据源；创建模型坐标系，确定坐标转换关系，基于坐标转换关系将地形数据映射到模型坐标系内得到三维模型；构建二维水动力模型，将流态数据以着色的形式在三维模型内进行流场可视化；将水质数据做向量化处理，融合到三维模型中得到多维可视化模型；创建环境数据指标，基于监测数据判断是否生成预警数据，若生成将进行向量化处理，增设到多维可视化模型内。本发明通过流态数据以着色在三维模型内更直观的观察处河湖内的水流流量，同时配置了对应的水流预警分析，以模型运算驱动，优化水环境活水调度方案，提升河网流动性。

主权项：1.多维度的孪生可视化的水环境监测方法，其特征在于，包括以下步骤：在世界坐标系内获取河湖的多源多模态数据源；所述多源多模态数据源包括地形数据和监测数据，其中，监测数据至少包括：关于监测区域的水质数据和流态数据；创建模型坐标系，确定模型坐标系和世界坐标系之间的坐标转换关系，基于所述坐标转换关系将地形数据映射到模型坐标系内得到三维模型；构建二维水动力模型，将所述流态数据以着色的形式在三维模型内进行流场可视化；将水质数据进行向量化处理，融合到三维模型中得到多维可视化模型；创建环境数据指标，基于所述监测数据判断是否生成预警数据：若生成，则将所述预警数据进行向量化处理，增设到多维可视化模型内；所述多维可视化模型将多源多模态数据源按照时序进行动态展示；所述流场可视化的可视化流程如下：构建二维水动力模型：；式中，为河湖内水流流体密度，为梯度算子，为速度场，为动力黏度，为作用于流体的外力，P为压力场，t表示时间；预先创建N种色阶用于标量流场：；定义最低色阶对应的色彩标量值为，最高色阶对应的色彩标量值为，获取流场的色彩标量值，，采用以下公式确定与色彩标量值相对应的色阶： ；则按照给对应的流场赋予对应色阶的颜色；将水质数据进行向量化处理的处理过程如下：将河湖进行区域划分得到若干个河湖区域，获取每个河湖的水质评价类别以及对应的水质参数，对每个河湖区域基于其水质特征赋予量化定义： ；其中，为河湖区域的编号，表示河湖区域h的平面区域范围，为河湖区域h的水质评价类别，为获取的水质评价类别的水质参数，p为对应的水质参数类别；则河湖的水质数据表示为：；所述预警数据包括水质预警数据和水流量预警数据；所述水质预警数据的生成流程如下：根据河湖区域h对应的水质评价类别，设置水质评价指标，，若，则生成预警数据，并采用矢量箭头进行标注，即更新为；其中，，为权重系数；所述水流量预警数据的流程如下：根据河湖区域h的平面区域范围所在地势，设置水流量阈值；基于二维水动力模型进行水流模拟，获取对应的色彩标量最大阈值和色彩标量最小阈值，确定色彩标量阈值对应的色阶最大阈值，色彩标量最小阈值对应的色阶最大阈值；若当前存在河湖区域h的色阶高于色阶最大阈值则生成水流量引排预警数据，并采用圈点的形式进行标注；若当前存在河湖区域h的色阶低于色阶最大阈值则生成水流量调度预警数据，并采用方形的形式进行标注。

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