環(huán)境監(jiān)測數(shù)字孿生系統(tǒng)，虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)對接等形成的數(shù)字孿生技術(shù)，對實(shí)體環(huán)境監(jiān)測范圍內(nèi)的場景進(jìn)行1:1三維可視化建模，重建現(xiàn)實(shí)中的環(huán)境監(jiān)測站所覆蓋的“數(shù)字孿生體”場景，再通過接入監(jiān)測站現(xiàn)場建設(shè)的各類機(jī)械設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸口鏈接在一起，實(shí)現(xiàn)虛擬場景的關(guān)鍵指標(biāo)、環(huán)境污染狀況模擬與真實(shí)環(huán)境的孿生映射，達(dá)到數(shù)據(jù)化、信息化統(tǒng)一管理，監(jiān)控內(nèi)容可視化，信息獲取及時(shí)以及提高環(huán)境治理效率等目的。

01環(huán)境監(jiān)測數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)

物理層：物理層也可成為實(shí)體層，是整個(gè)環(huán)境監(jiān)測數(shù)字孿生系統(tǒng)的主體。主要包括了環(huán)境監(jiān)測孿生內(nèi)的場景：河流、水泥廠、圓頂廠、煤化工廠、精細(xì)化工廠、居民區(qū)、養(yǎng)殖場區(qū)、監(jiān)測站（站房）等設(shè)備。

數(shù)據(jù)孿生層：數(shù)據(jù)是賦予各類設(shè)備數(shù)字孿生體生命的核心。孿生數(shù)據(jù)由信息管理系統(tǒng)、生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和數(shù)字模型構(gòu)成，其中數(shù)字模型是根據(jù)“物理層”為對象實(shí)體進(jìn)行三維模型制作，三維模型為周圍建筑已經(jīng)環(huán)境的真實(shí)寫照，監(jiān)測數(shù)據(jù)由多點(diǎn)站房監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測實(shí)時(shí)得出，將監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)字模型有機(jī)結(jié)合形成的“孿生數(shù)據(jù)層”。孿生數(shù)據(jù)包含場地、設(shè)施、動(dòng)態(tài)關(guān)系有時(shí)空而產(chǎn)生的各種活動(dòng)，再與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對接。通過孿生模型可以在數(shù)字空間內(nèi)模擬環(huán)境污染，重現(xiàn)環(huán)境污染來源動(dòng)向，而后在進(jìn)行分析、優(yōu)化、管理、決策等功能措施。

開發(fā)層：開發(fā)功能層面向河南蘭幻軟件技術(shù)有限公司。通過數(shù)據(jù)采集、分析和處理后得到各種有效數(shù)據(jù)，與環(huán)境監(jiān)測的三維孿生模型場景相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測數(shù)字孿生、環(huán)境治理數(shù)據(jù)孿生，并且能夠?qū)崟r(shí)通過數(shù)據(jù)反映真實(shí)的環(huán)境污染層次（通過不同的數(shù)據(jù)，反映環(huán)境監(jiān)測數(shù)字孿生場景，用不同程度的顏色，來大規(guī)模的模擬環(huán)境污染程度，方便給到用戶或管理者最佳應(yīng)對方案）。

應(yīng)用層：應(yīng)用功能面向用戶。通過孿生數(shù)據(jù)在虛擬空間內(nèi)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多種不同方式的環(huán)境污染監(jiān)控，同時(shí)利用虛實(shí)交互過程中的大量孿生數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理過程優(yōu)質(zhì)決策。環(huán)境監(jiān)測數(shù)字孿生用戶可體驗(yàn)或操作功能：場景漫游、河道污染動(dòng)向數(shù)據(jù)模擬、污染源數(shù)據(jù)動(dòng)向模擬、站房數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、監(jiān)測站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、污染數(shù)據(jù)監(jiān)測報(bào)表、環(huán)境治理管道調(diào)試、數(shù)據(jù)設(shè)備反控等。

02環(huán)境監(jiān)測數(shù)字孿生系統(tǒng)（部分）功能展示

場景漫游：三維孿生模型場景漫游。用戶可以選擇鳥瞰、地面的方式在環(huán)境監(jiān)測數(shù)字孿生系統(tǒng)中觀察場景的地形、建筑、可能具備污染源的地區(qū)以及污染范圍小的地區(qū)。觀察監(jiān)測站所在位置以及所在位置的監(jiān)測數(shù)據(jù)等。

河道污染模擬：根據(jù)場景內(nèi)污水排口監(jiān)測站、河口監(jiān)測站、泗河橋監(jiān)測點(diǎn)、站房監(jiān)測站所獲取的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，在三維孿生場景中，以黃綠橙紅藍(lán)等色彩來選擇模擬河道優(yōu)、良、輕度、中度、重度、嚴(yán)重污染指數(shù)。

污染源監(jiān)測模擬：根據(jù)場景中的微型空氣質(zhì)量監(jiān)測站、煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）、VOCs連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、站房監(jiān)測站等實(shí)時(shí)監(jiān)測并傳達(dá)回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行污染源模擬。在三維孿生場景中，以綠、黃、紅、橙等顏色蒙層來展現(xiàn)污染源以及污染程度和污染范圍模擬。選擇風(fēng)向、定位地點(diǎn)，輸入范圍直徑進(jìn)行模擬。

自動(dòng)檢測數(shù)據(jù)報(bào)表：數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至三維孿生場景中。

站房監(jiān)測站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸：站房監(jiān)測站三維模型制作，監(jiān)測指標(biāo)：CODMn、氨氮、總磷、總氮、氟化物、水質(zhì)五參數(shù)（溫度、pH、電導(dǎo)率、溶解氧、濁度）、葉綠素a等。