(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221095252 2.6 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 中信建筑设计研究总院有限公司 地址 430014 湖北省武汉市江岸区四唯路8 号 (72)发明人 陆晓明　肖瑶　李鸣宇　杨坤鹏　 孙吉强　 (74)专利代理 机构 武汉天力专利事务所 42 208 专利代理师 程祥 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 16/25(2019.01) G06F 16/2457(2019.01) (54)发明名称 一种多元数据融合全息空间系统的构建方 法 (57)摘要 一种多元数据融合全息空间系统的构建方 法， 对历史文化街区的碳排放、 碳中和等碳数据 进行分类、 收集以及计算， 同时通过历史文化街 区地理空间范围内的建筑信息模 型、 基础设施信 息模型、 水体分布、 绿地范围、 地质信息、 气候气 象信息、 历史信息要素、 建筑环境学要素、 综合碳 评估、 产业POI数据、 交通出行数据和体验感知数 据， 构建出多元数据融合的综合数据库与各类数 据的综合分析结果， 将综合数据库与综合分析结 果映射到云端数据库， 结合历史文化街区的空间 形态， 实现不同类型的数据空间特征的全息实时 动态显示输出， 可用于在历史文化街区中进行各 种实时监测和检索， 并辅助历史文化街区保护更 新的工程实 践。 权利要求书4页 说明书13页 附图1页 CN 115391882 A 2022.11.25 CN 115391882 A 1.一种多元 数据融合全息空间系统的构建方法， 包括： 1） 将历史文化街区的三维空间及影像数据导入三维地理信 息数据处理平台， 获得历史 文化街区的空间形态基础数据库， 作为历史文化 街区全息空间系统的基础数据； 2） 分别对历史文化街区中的建筑信息模型、 基础设施信息模型、 水体分布、 绿地范围、 地质信息、 气候气象信息、 历史信息、 建筑环 境学、 综合碳评估、 产业POI、 交通出行和体验感 知的数据进行采集后， 经 数据标准 化处理， 输入至三维地理信息数据处 理平台中； 3） 在三维地理信息数据处理平台中将步骤2） 采集的数据分别进行空间位置的缩放、 平 移和旋转， 获得分别与历史文化 街区的空间形态基础数据库空间对位的各类数据； 4） 通过分别将步骤3） 中所述的分别与历史文化街区的空间形态基础数据库空间对位 的各类数据在三 维地理信息数据处理平台中建立各类数据所对应的图层， 实现多类数据的 统一组织管理， 从而构建出基于统一空间位置的历史文化街区全息空间系统的空间分析基 础模型； 5） 将步骤4） 中所述的历史文化街区全息空间系统的空间分析基础模型在三维地理信 息数据处理平台中进 行数据转译和储存， 获得历史文化街区全息空间系统的多元数据融合 的综合数据库； 6） 将步骤5） 中所述综合数据库中的多元数据根据空间分析的需求， 进行两种和两种以 上数据的组合， 并通过 数据组合间的相关性分析， 获得多元 数据融合特 征的综合分析 结果； 7） 通过将步骤4） 中所述的空间分析基础模型、 步骤5） 中所述的综合数据库和步骤6） 中 所述的综合分析结果输入至系统中， 构建出历史文化街区多 元数据融合全息空间系统并上 传至在线终端， 实现历史文化街区多 元数据融合全息空间系统的实时三 维展示呈现及各类 数据和分析 结果的在线查询。 2.根据权利要求1所述多元数据融合全息空间系统的构建方法， 其特征在于， 所述步骤 2） 中： 建筑信息模型是指通过收集现有竣工图纸和实地测绘后， 应用BIM技术对历史文化街 区内的每一栋建筑物进行建模和建档， 建档数据具体包括建筑物的建筑材料和功能类型的 基本信息； 对于文保级历史建筑， 建档数据除基本信息外还包括历史建筑始建年代、 背景故 事、 营造工艺、 历次翻修时间和翻修内容、 产权变更信息和主 要风貌特 征描述； 基础设施信息模型是指通过收集现有竣工图纸和实地测绘后， 应用BIM技术分别对轨 道、 道路、 管线、 桥梁、 立交、 综合管廊、 交通标志及电气照明的进行建模后获得的基础设施 综合BIM模型； 水体分布数据是指包括水域的空间分布位置、 水域 面积、 水域深度和水体质量的数据； 绿地范围数据是指包括绿地的空间分布位置、 植被种类、 叶面积指数和叶面积总量； 地质信息数据是指通过实地踏勘后， 获取的历史文化街 区的各类型土壤层和岩层的表 面积、 平均深度和所在空间位置的综合数据信息； 所述建筑环境学数据是指通过仿真模拟分析和仪器实测相结合的方式所获取的历史 文化街区的热环境、 风环境、 日照环境和声环境数据； 所述综合碳评估是指电碳排放水平的周期性可视化评定和基于自然地理环境、 建筑及 基础建设工程的街区的历史文化街区碳中和估算； 其中， 电碳排放水平的周期性可视化评 定是指通过能源大数据中心用电量数据信息， 按 下述公式对历史文化街区的电碳排放水平权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115391882 A 2进行周期性的实时可视化评 定： 式中， F为历史文化街区每个周期内的电碳排放水平， k为线损率， G为每生产单位一度 电时所产生的碳 排放量； 历史文化街区碳中和估算是指通过内置的可持续评估技术体系指标， 根据水体分布、 绿地范围和地质信息的碳汇估算数据， 以及建筑信息模型和基础设施信息模型的碳排放数 据， 对历史文化 街区的碳中和情况进行评估和预测； 基于水体分布、 绿地范围和地质信 息根据可持续评估技术体系指标中所对应的碳汇指 数， 以及步骤1） 中历史文化 街区的空间形态基础数据库， 计算出碳汇数据的总和： 通过DEM数字高程模型中抽取整个地形区域的等高线后， 根据水域所在的空间位置， 对 水域的空间位置进行片区划分， 截取每个划片区域内水体所在空间位置的闭合等高线， 即 每个划片区域内水体体积的闭合等高线； 通过在划片区域内水体体积区间中选取二等分的 三个相邻的等高面， 以积分插值 来计算划片区域内水体 体积， 其公式如下： 式中Vwi为第i块划片区域内水体体积， S中为该划片区域内水体体积区间二等分的三个 相邻的等高面中的中间一个等高面的面积， S底为该划片区域内水体体积区间二等分的三个 相邻的等高面中最底部的一个等高面的面积， S顶为该划片区域内水体体积区间二等分的三 个相邻的等高面中最顶部的一个等高面的面积， hwi为第i块划片区域内水体体积区间二等 分的三个相邻的等高面中最顶部的一个等高面与最底部一个等高面间距的绝对值； 水体分布的碳汇估算数据按下式获得： 式中Cw为水体分布的碳汇估算数据， Iw为水体的碳汇指数； 绿地范围分布的碳汇估算数据按下式获得： 式中Cg为绿地范围的碳汇估算数据， LAI为叶面积指数， Sg为根据绿地所在的空间位置 得出的绿地叶面积总量， Ig为植被的碳汇指数； 对历史文化街区中的土壤层进行划片式实地勘探， 在每片土壤层中进行选点采样， 获 取多个深度数据， 对所获取 的深度数据按下式进行平均化计算， 得到划片范围内的平均土 壤深度： 式中 为划片范围内的平均土壤深度， Hi为第i个采样点的土壤深度； 土壤层的碳汇估算数据按下式获得： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115391882 A 3