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申请/专利权人：长岛阳光园林绿化有限公司

摘要：本发明公开了基于数字孪生的人工山体造林施工环境评估方法，属于基础建设技术领域，包括以下步骤：通过GPS定位、无人机、遥感技术和土壤采样器设备对人工山体造林施工环境进行实地勘测，收集人工山体造林施工的环境数据；对人工山体造林施工的环境数据进行数据预处理；利用预处理后的环境数据构建数字孪生模型；对数字孪生模型进行模型验证与调整；对调整之后的数字孪生模型进行模型评估。本发明通过收集人工山体造林施工环境数据构建数字孪生模型模拟和预测施工对环境的潜在影响，达到了施工方案的快速制定和优化，解决了现有技术中施工效率低的问题。

主权项：1.基于数字孪生的人工山体造林施工环境评估方法，其特征在于，包括以下步骤：通过GPS定位、无人机、遥感技术和土壤采样器设备对人工山体造林施工环境进行实地勘测，收集人工山体造林施工的环境数据；对人工山体造林施工的环境数据进行数据预处理；利用预处理后的环境数据构建数字孪生模型；对数字孪生模型进行模型验证与调整；对调整之后的数字孪生模型进行环境评估，确定人工山体造林施工的可行性;字孪生模型包括几何模型、物理模型和植被模型；所述几何模型用于计算综合环境影响评分，评估环境对人工山体造林的影响情况；所述物理模型用于计算安全系数，评估人工山体造林工程的可行性；所述植被模型用于计算植被密度，评估植被因素对人工山体造林施工环境的影响;数字孪生模型进行模型验证与调整的步骤包括：将几何模型获得的综合环境影响评分与实际观测的环境影响进行比较，验证其在模拟地理现象方面的准确性；将物理模型计算得到的安全系数通过与实际考察的安全结果进行对比，评估物理模型在力学计算方面的准确性；将植被模型计算得到的植被密度与实际观测得到的植被密度进行对比，评估植被模型的准确性；通过模拟不同场景下的不确定性因素测试数字孪生模型在不同条件下的稳定性；测试数字孪生模型在长时间运行下的稳定性；所述几何模型的构建步骤：利用本地坐标系统获取山体中各对象的几何结构、空间运动、几何关联的几何属性；使用无人机航拍获取地形地貌图像和三维数据；利用三维建模软件建立基准面；应用倾斜摄影三维建模技术，通过无人机搭载摄像头，同时以四个垂直角度为地面物体拍照，获取地面物体的外观、位置、高度、坡度属性，获取生物群落中的物种数量、个体总数；利用BIM技术构建几何模型；通过构建多级、多层次的实例化、非实例化缓存来生成场景数据调度优化后的几何模型；所述构建几何模型的公式为： ；式中：表示综合环境影响评分，表示地质稳定性的影响系数，表示抗滑力，表示滑动力，表示植被覆盖潜力的影响系数，表示植被覆盖度，M表示群落中的物种数量，N为观察到的个体总数，P表示植被净初级生产力，K表示土壤抗侵蚀力，F表示坡度；所述物理模型的构建步骤：收集与山体物理特性相关的山体数据；利用地质勘探方法获取山体内部结构和岩石力学性质数据；使用三维地质建模软件，根据山体数据构建山体结构模型；在山体结构模型的基础上，利用伯努利方程建立山体的物理模型，分析外部载荷；模拟人工山体造林施工过程、预测山体安全系数；所述物理模型的力学公式为： ；式中：表示安全系数，表示阻力系数，表示山体暴露于风中的投影面积，表示空气密度，表示风速，e表示自然常数；所述植被模型的构建步骤：根据预处理后的环境数据设置模型的初始条件；设置植被模型参数，参数包括生长率、死亡率、迁移率、植被覆盖度；基于生态学原理定义植被的生长、死亡、迁移规则；根据地理数据和生态数据，构建植被模型；所述植被模型模拟植被在目标区域的空间分布；使用独立的数据集对植被模型进行验证，评估植被模型的准确性；运行模型，模拟植被在目标区域的生长和动态变化；输出模型模拟结果。

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