47、建筑与工业中的数字化建模与分析

建筑与工业中的数字化建模与分析

在当今的建筑和工业生产领域，数字化技术正发挥着越来越重要的作用。本文将介绍两种不同但相关的数字化应用：一种是利用数字孪生（DT）技术对建筑工地环境进行建模，另一种是使用物理引擎分析任意组件的自然静止状态。

建筑工地环境的数字孪生建模

在建筑工地环境建模方面，当前的研究主要集中在已建成的建筑物上，而对整个建筑工地环境的数字孪生建模尚未得到广泛探索。并且，缺乏自动更新环境模型状态的方法。

可用地理数据

地理数据是与地球位置相关的数据，主要有栅格化和矢量化两种类型。
- 栅格化数据 ：如数字高程模型（DEM）保存高度值，数字正射影像（DOP）保存颜色值，通过地理参考“原点”和定义网格分辨率，可根据地理位置访问每个单元格。
- 矢量化数据 ：通过几何图元描述对象的几何形状，并为每个顶点分配地理坐标。

建议使用的地理数据包括数字表面模型（DSM）、DEM、DOP、地形图、地质图、城市地图和建筑模型等，这些数据通常可通过公共数据库获取，如“OpenGeodata.NRW”。为了与未来的数字孪生进行一致且简化的交互，建议将栅格化数据转换并合并为多层GeoTIFF文件，将矢量化数据转换为CityJSON格式。

实时数据采集

移动建筑车辆是收集建筑工地环境实时数据的理想平台。现代建筑车辆通常配备了各种传感器，但大多数传感器用于车辆状态监测，关注车辆内部数据。为了获取环境数据，采取了两种策略：
1. 从可用的内部传感器推断外部环境数据。
2. 为建筑车辆配备额外的传感