数字孪生助力改善气候灾难应对计划

iTwin Capture 和 LumenRT 助力提升效率，降低成本并比计划提前 35 天完成交付

在国家级数字孪生模型中融入高精度

为改善应对气候相关灾难事件的国家安全措施和规划，中东国家阿曼苏丹国希望以马斯喀特为中心，为大约 250 平方公里的土地创建一个高精度数字孪生模型。他们聘请 Khatib & Alami 使用无人机 (UAV) 拍摄了 330,000 张图片，并构建了覆盖整个区域的三维实景模型，包括 43,000 栋完全纹理化的建筑。为了满足阿曼的需求，Khatib & Alami 必须达到地面采样距离 (GSD) 为 10厘米的分辨率以及小于 20 厘米的相对精度。此外，该项目需要起到示范作用，帮助在该地区构建类似的三维建模服务。

该复杂项目的各方面工作都必须在 125 天的工期内完成。此外，由于该国家的空域限制，例如在机密区域和商业航线周围内的作业受限，项目团队只有 14 天的飞行和图片拍摄时间。让工作压力进一步增加的还有天气方面的挑战，当地日照强烈、高温高湿、风力猛烈。当项目团队准备启动项目时才发现拍摄的图片由于无人机硬件的局限性而无法添加地理标记。因此，项目团队需要找到能够标记地面控制点的软件，以达到模型精度要求。

使用功能可靠的软件来克服图片拍摄挑战

Khatib & Alami 经考察后确定，克服飞行挑战将需要精心管理，多个团队需要同时作业，以在有限的飞行时间内检查拍摄图片的精度。简言之，项目团队不能在图片拍摄结束后才发现犯下严重错误，因为无法在 14 天的时限结束后再返工并重新拍摄任何图片。找到首次即可精确采集数据并快速生成实景模型的软件对满足工期要求和达到客户的高精度要求都至关重要。在项目开始之前，Khatib & Alami 测试了各种应用程序，以确定哪个应用程序能够帮助他们更好地执行项目。其中一个应用程序生成的图片尺寸过大，拖慢在大型生产区域内的图片处理速度。而且它缺乏倾斜摄影功能，从而导致严重的图片损坏。考虑到项目的工期紧张，这还会影响按时交付。另一个应用程序无法达到 GSD 计算所需的精度，无法满足阿曼设定的高精度标准。还有一个应用程序则无法达到覆盖整个庞大项目区域所需的高质量要求。

通过提高效率满足紧张工期和高质量要求

项目团队在测试iTwin Capture 的功能之后，最终找到了克服挑战的解决方案。项目团队发现，该应用程序支持大区域范围的高效实景采集，并且可以快速生成多种格式的信息，包括 KML、高 DSM、低 DSM 以及 i3s，从而实现完全顺畅的 GIS 集成。瓦片切割功能可通过找到对应图片的匹配项，帮助项目团队克服采集期间的数据错误，并且重建算法可帮助项目团队顺畅地融合各种不同的图片亮度和角度。iTwin Capture 还支持在多个强大的硬件系统上同时进行并行处理，这有助于项目团队定义和管理项目的规模和工期。Khatib & Alami 使用iTwin Capture 来生成包括 43,000 栋完全纹理化建筑的实景模型。然后项目团队将模型导出到第三方应用程序中，以便在业已熟悉的软件上发布内容以及与利益相关方共享。项目团队借助 Bentley 的LumenRT，通过动画视频重现了数字孪生模型，可以实现洪水模拟，并生成日夜循环。现在阿曼政府可以通过模拟，确定发生气候紧急状况时的安全路线，并改善偏远和崎岖区域的安全。

利用强大的功能实现超越预期的成果

Khatib & Alami 在 Bentley 应用程序的帮助下，取得了远超预期的成果。无人机航拍采集了比预期更多的数据，将测绘区域从 250 平方公里扩展到 280 平方公里，所有这些都在 14 天期限内完成。原来的计划是达到 10 厘米的 GSD 和 20 厘米的 DSM 精度，结果 GSD 和 DSM 精度都达到了 5 厘米，有些情况下甚至达到了 2 厘米精度。通过自动执行建筑纹理的矢量化过程，项目团队在仅仅 30 天内就完成了 43,000 栋建筑的完全纹理化。在大幅改善效果的同时，Bentley 应用程序还帮助 Khatib & Alami 在设计过程中节省时间和成本。项目团队通过自动化减少了人工时，节省了 150,000 美元。另外，项目团队在仅仅 90 天内就完成了项目，而不是预先定好的 125 天，又另外降低了 48,000 美元的成本。阿曼政府也得以节约成本，它可以利用数字孪生模型进行复杂的场景规划和优化解决方案，维护国家安全，并为正常生活中任何可能发生的中断做好准备。