图扑数字孪生北京故宫，推进旅游业元宇宙进程

前言

文旅的数字化转型之路正如火如荼地开展，多家文旅景区和主题乐园开启了元宇宙的探索——张家界元宇宙研究中心挂牌，成为全国首个设立元宇宙研究中心的景区。现代化景区在吸纳了信息革命（5G/6G）、互联网革命（Web 3.0）、人工智能革命以及 VR、AR、MR 在内的虚拟现实技术革命的成果后将为游客带来更多的沉浸式互动体验。

效果展示

北京故宫被誉为世界五大宫之首（北京故宫、法国凡尔赛宫、英国白金汉宫、美国白宫、俄罗斯克里姆林宫），被列为世界文化遗产。以三大殿为中心，占地面积约 72 万平方米，建筑面积约 15 万平方米，有大小宫殿七十多座，房屋九千余间。

运用图扑软件自主研发引擎 HT for Web，实现可交互式的 Web 故宫三维场景，满足了景区管理现代化的、高性能的、跨平台（桌面 Mouse/移动 Touch/虚拟现实 VR）的数据可视化需求，为景区的数字化转型助力。运用 WebGL 技术创建具有复杂 3D 结构的景区画面，在浏览器上也能轻松加载。

北京故宫内的建筑分为外朝和内廷两部分。外朝的中心为太和殿、中和殿、保和殿。内廷的中心是乾清宫、交泰殿、坤宁宫。以故宫宫殿布局为原型搭建 3D 古风场景，用喜鹊和飞翔的白鹤衬托古典风，体现人与自然的和谐共处。结合科幻配色，用红砖黄瓦的紫禁城，将源远流长的中国历史娓娓道来。接入 VR 设备进行游览，可达到身临其境的效果，带来沉浸式的体验。

系统分析

综合信息

3D 场景内“净”图标可点击下钻至公共厕所的人流量界面，显示排队人数。图扑软件 HT 支持多种方式的模型渲染，采用轻量化三维建模技术，以三维场景为基础，2D 数据面板为辅，统计男厕、女厕、无障碍公厕使用人次；各区域的公厕负载；环境评分历史；氮气、温度、湿度、PM2.5 等环境数据；实现景区的数字化管理。

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入园统计

分别统计网络订票、现场购票、出园人次，将智能监控设备和人脸识别的数据接入图扑软件可视化系统，实现主动式安防。运维可时刻关注可视化系统内的游客数据，将园区游客数控制在合理范围，便于疫情防控。

图扑软件 HT 作为基于 HTML5 标准的组件库，可以无缝结合 HTML5 各项多媒体功能，支持集成各类视频资源形成统一的视频流，可在 2D、3D 态势地图上标注摄像头对象并关联其视频信号源，通过场景交互来调取相应监控视频，满足运维人员对场景进行实时态势感知、历史数据回溯比对、应急处理预案等监测需求。

实际入园人次历史

渐变色三角形柱状图实现日均入园人次的同比、环比、实时数据展示。图扑运用图形化的手段清晰有效地将数据信息进行解读和传达，帮助我们发现其中的规律和特征，挖掘数据背后的价值。

净手处负载

绿色进度条显示神武门东、神武门西、乾清宫东、御花园净手处的负载率百分比，当负载超过 80% 进度条变为黄色，超过 90% 进度条变为红色。通过 HT for web 与 GIS 的结合，运维可运用图扑软件的可视化大屏查看人流拥挤的位置，并通过智能手环等穿戴设备将位置信息传递给安保人员。

附近停车场压力

故宫不设停车场，周边的公共停车场也较远，故不建议驾车前去。如驾车前来可在西华门停车场、国家大剧院、中山公园停车场、北京饭店停车场停车。将停车场的停车状况以优良挤的印章形式展示，可与订票系统结合，通过小程序将停车信息发送给已订票游客。

各门附近公交压力

统计午门、神武门、东华门、西华门的公交情况，便于游客出行。

今日事件处理

已处理、待派发、已寻着、待出警等事件的统计可评估景区管理人员的绩效，优化人员管理。

投诉原因分析

动态雷达图展示导游服务、导游违规、交通问题、设施问题、旅行团违规的次数。图扑软件 HT 可视化利用丰富的图表、图形和设计元素将相对复杂、抽象的数据通过可视的方式以更直观理解的形式展现，便于景区管理。

热力图

景区内的人群密集度越来越高，群体性事件与日俱增，密集的人流量加大了安保、服务等管理上的困难。通过多个智能摄像头的图像识别分析，能形成一个完整的园区热力图。显示园区某个地方人员集中情况及拥挤程度，红色区域人群聚集，绿色区域游客较少。

人群密度分析利用先进的目标检测、识别、跟踪等技术统计人群的数量和密度等特征指标，监测公共场所中人群的安全，帮助我们掌握正确的人群密度数据和变化趋势，从而进行合理的安保管理。管理者通过 Hightopo 进行客流监控可以建立客流预警机制,对超出景区的承载力的客流进行有效引导和疏散，提前考虑人群疏散路线。

疏散模拟

动态箭头指向逃生出口方向，可模拟多条疏散路线并预测时间，测算出最佳逃生路线。景区具有人员密集度高，地形复杂等特点，因此疏散时间的长短直接关系到人员的安全，通过将HT for Web 和 BIM 结合，借助传感设备和射频识别技术确定人员逃生数据，以 Hightopo 的三维可视化特点，将真实的疏散环境和疏散情况进行还原，与景区真实情况切合度高。因此，在实际灾难逃生中，就能够有效提高游客逃生效率。

GIS 开关

HT for Web 和 GIS 的结合，能让三维景区内地面物体展现更多细节。三维场景数据获取可通过航拍建模或者人工建模。航拍建模即倾斜摄影实景三维。利用飞机或无人机搭载多台传感器，从前后左右以及垂直五个方向对地物进行拍摄采集数据信息。通过纠正、平差、多视影像匹配等处理操作获得三维模型。人工建模，主要是根据一定范围内的场景图或者 CAD 图纸结合实景照片进行人工建模。

航拍建模的成果数据具有地理坐标系信息，可以准确的和 GIS 匹配，人工建模要和 GIS 匹配需要人工进行空间矫正配准。航拍建模的 .osgb 模型数据具有多细节层次（LOD），系统可以根据用户浏览时和场景的距离显示不同精度的 LOD 层级模型，提高数据展示渲染的高效性。

航拍建模精细度不如人工建模。如需要对简单模型进行查询、分析和编辑等，需对航拍进行单体化处理，但修复需要更长周期和更高费用，因此，单体化处理应用在重点建筑或古迹方面。

HT for Web GIS 产品支持对不同地图瓦片服务或数据、航拍倾斜摄影实景的 3DTiles 格式数据以及城市建筑群等不同的 GIS 数据的加载，同时，结合 BIM 数据轻量化、三维视频融合以及 2D 和 3D 的无缝融合等技术优势，在 GIS 系统中对海量的 POI 数据、交通流量数据、规划数据，现状数据等进行多样化的可视化展示。

HT for Web GIS 还可协助城市防汛管理，建设智慧城市。

总结

疫情加速了文旅产业的数字化转型步伐，云旅游、云看展、沉浸式演艺、沉浸式游乐已成为一种趋势。乐园、景区可以充分运用人工智能、虚拟现实等技术将文旅资源数字化，让游客在旅行前、旅行中都可以获得沉浸交互式的体验。对于文旅行业来说，元宇宙是打破旅游时空观的媒介，更像是主题文化的虚拟体验地。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接：https://www.hightopo.com/demos/index.html