环境监测数字孪生系统，虚拟现实、数据采集、数据实时对接等形成的数字孪生技术，对实体环境监测范围内的场景进行1:1三维可视化建模，重建现实中的环境监测站所覆盖的“数字孪生体”场景，再通过接入监测站现场建设的各类机械设备，数据传输口链接在一起，实现虚拟场景的关键指标、环境污染状况模拟与真实环境的孪生映射，达到数据化、信息化统一管理，监控内容可视化，信息获取及时以及提高环境治理效率等目的。

01环境监测数字孪生系统架构

物理层：物理层也可成为实体层，是整个环境监测数字孪生系统的主体。主要包括了环境监测孪生内的场景：河流、水泥厂、圆顶厂、煤化工厂、精细化工厂、居民区、养殖场区、监测站（站房）等设备。

数据孪生层：数据是赋予各类设备数字孪生体生命的核心。孪生数据由信息管理系统、生产实时数据和数字模型构成，其中数字模型是根据“物理层”为对象实体进行三维模型制作，三维模型为周围建筑已经环境的真实写照，监测数据由多点站房监测设备监测实时得出，将监测数据与数字模型有机结合形成的“孪生数据层”。孪生数据包含场地、设施、动态关系有时空而产生的各种活动，再与实时数据对接。通过孪生模型可以在数字空间内模拟环境污染，重现环境污染来源动向，而后在进行分析、优化、管理、决策等功能措施。

开发层：开发功能层面向河南兰幻软件技术有限公司。通过数据采集、分析和处理后得到各种有效数据，与环境监测的三维孪生模型场景相结合，实现环境监测数字孪生、环境治理数据孪生，并且能够实时通过数据反映真实的环境污染层次（通过不同的数据，反映环境监测数字孪生场景，用不同程度的颜色，来大规模的模拟环境污染程度，方便给到用户或管理者最佳应对方案）。

应用层：应用功能面向用户。通过孪生数据在虚拟空间内进行环境监测实时联动，实现多种不同方式的环境污染监控，同时利用虚实交互过程中的大量孪生数据实现环境治理过程优质决策。环境监测数字孪生用户可体验或操作功能：场景漫游、河道污染动向数据模拟、污染源数据动向模拟、站房数据实时传输、监测站数据实时传输、污染数据监测报表、环境治理管道调试、数据设备反控等。

02环境监测数字孪生系统（部分）功能展示

场景漫游：三维孪生模型场景漫游。用户可以选择鸟瞰、地面的方式在环境监测数字孪生系统中观察场景的地形、建筑、可能具备污染源的地区以及污染范围小的地区。观察监测站所在位置以及所在位置的监测数据等。

河道污染模拟：根据场景内污水排口监测站、河口监测站、泗河桥监测点、站房监测站所获取的实时监测数据，在三维孪生场景中，以黄绿橙红蓝等色彩来选择模拟河道优、良、轻度、中度、重度、严重污染指数。

污染源监测模拟：根据场景中的微型空气质量监测站、烟气连续监测系统（CEMS）、VOCs连续监测系统、站房监测站等实时监测并传达回来的数据进行污染源模拟。在三维孪生场景中，以绿、黄、红、橙等颜色蒙层来展现污染源以及污染程度和污染范围模拟。选择风向、定位地点，输入范围直径进行模拟。

自动检测数据报表：数据实时传输至三维孪生场景中。

站房监测站数据实时传输：站房监测站三维模型制作，监测指标：CODMn、氨氮、总磷、总氮、氟化物、水质五参数（温度、pH、电导率、溶解氧、浊度）、叶绿素a等。