在智慧農(nóng)業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，生態(tài)魚塘的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為提升水產(chǎn)養(yǎng)殖效益與可持續(xù)性的關(guān)鍵路徑。圖撲軟件憑借自研的 HT for Web 產(chǎn)品，打造出功能強(qiáng)大的生態(tài)魚塘數(shù)字孿生監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對魚塘全方位、精細(xì)化的管理。

一、系統(tǒng)架構(gòu)與核心技術(shù)

圖撲 HT 生態(tài)魚塘數(shù)字孿生監(jiān)控系統(tǒng)基于 Web 架構(gòu)，深度挖掘 HT 二三維可視化技術(shù)潛力，精心構(gòu)建魚塘場景。憑借 JavaScript 的靈活特性，系統(tǒng)搭建起流暢的交互邏輯，操作便捷。HT 二維渲染技術(shù)繪制出簡潔美觀、直觀高效的界面，精準(zhǔn)呈現(xiàn)各類數(shù)據(jù)與關(guān)鍵信息，助力用戶迅速掌握魚塘運(yùn)行狀況。而在三維渲染方面，借助 WebGL 技術(shù)，充分發(fā)揮 GPU 加速效能，實(shí)時(shí)渲染復(fù)雜 3D 場景，逼真還原魚塘波光粼粼的水體效果與栩栩如生的魚類模型，為用戶打造沉浸式監(jiān)控體驗(yàn)，如同親臨魚塘，全方位掌控魚塘動態(tài)。

二、湖水采集數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)

（一）取水泵監(jiān)控

在湖水采集環(huán)節(jié)，可通過 HTTP/AJAX、 WebSocket 等方式獲取取水泵的流量、功率、能耗、實(shí)時(shí)水流速度、水量、電流、電源等多維度數(shù)據(jù)，將其與 3D 場景中的取水泵模型精準(zhǔn)綁定。利用 JavaScript 編寫數(shù)據(jù)處理邏輯，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不僅能直觀展示取水泵的運(yùn)行狀態(tài)，還能通過算法預(yù)測未來取水需求和潛在問題。例如，當(dāng)預(yù)測到取水流量將不足時(shí)，系統(tǒng)提前發(fā)出預(yù)警，提醒管理人員調(diào)整取水策略，保障魚塘用水供應(yīng)。

（二）儲液罐監(jiān)測

針對儲液罐，圖撲 HT 充分運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建出高度精準(zhǔn)的物理模型，實(shí)時(shí)同步獲取液位、壓力、儲量等核心關(guān)鍵參數(shù)。依托 HT 卓越的 2D 繪制能力，繪制出液位計(jì)的矢量圖標(biāo)，并以貼圖的方式，將其嵌入 3D 場景之中，經(jīng)精細(xì)坐標(biāo)調(diào)整，使其緊密貼合儲液罐邊緣，實(shí)現(xiàn)完美融合展示。在獲取到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，通過代碼的方式編寫動畫，可生動地呈現(xiàn)出液位計(jì)的動態(tài)變化效果。一旦水位出現(xiàn)諸如快速下降或異常上升等異常波動情況，系統(tǒng)即刻基于 JavaScript 編寫的智能邏輯判斷程序，迅速觸發(fā)通知機(jī)制，及時(shí)向管理人員發(fā)送預(yù)警信息，以便其快速響應(yīng)并妥善處理，有效避免因水位異常導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)或供應(yīng)短缺等問題，確保魚塘供水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

三、魚塘生態(tài)監(jiān)測與智能控制

（一）多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測

在魚塘生態(tài)監(jiān)測方面，可部署多種傳感器采集水溫、pH 值、溶解氧等關(guān)鍵指標(biāo)以及魚群動態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)獲取到數(shù)據(jù)后可實(shí)時(shí)映射到 3D 場景和 2D 面板上。用戶在監(jiān)控平臺上可以直觀看到各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化，如水溫的實(shí)時(shí)波動、魚群的活動軌跡等。

（二）智能遠(yuǎn)程控制

基于收集到的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)利用 JavaScript 編寫腳本，實(shí)現(xiàn)智能分析。當(dāng)水質(zhì)參數(shù)偏離設(shè)定的適宜范圍時(shí)，系統(tǒng)自動生成控制指令，用戶可通過 HT 的交互界面遠(yuǎn)程操控增氧機(jī)、水泵等關(guān)鍵設(shè)施的流量、啟停。比如，當(dāng)溶解氧含量過低時(shí)，系統(tǒng)自動啟動增氧機(jī)，增加水中溶氧量，維持魚塘優(yōu)質(zhì)的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖過程的智能化管理。

四、水質(zhì)參數(shù)與多維度數(shù)據(jù)監(jiān)測展示

（一）水質(zhì)看板設(shè)計(jì)

HT 利用 2D 可視化能力，繪制出界面左右兩側(cè)看板，以簡潔明了的圖表形式展示水質(zhì)中氧氣含量、溫度、pH 值、氨氮和亞硝酸鹽等有害物質(zhì)含量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史趨勢。利用 JavaScript 編寫腳本，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和動態(tài)圖表繪制，用戶能夠清晰觀察到水質(zhì)變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題并做出決策。

（二）多維度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

對于魚群活動狀態(tài)，系統(tǒng)采用雷達(dá)圖形式組件展示不同魚類的魚群密度和餐食活動狀態(tài)。雷達(dá)圖的每個(gè)軸代表一種魚類，軸上的數(shù)據(jù)點(diǎn)量化反映魚群的相關(guān)信息。在飼料投喂效率方面，系統(tǒng)通過 JavaScript 編寫數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和展示邏輯，自動統(tǒng)計(jì)飼料消耗量并實(shí)時(shí)展示轉(zhuǎn)化率，幫助養(yǎng)殖戶合理調(diào)整投喂策略。同時(shí)，系統(tǒng)還利用傳感器和 HT 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對光照強(qiáng)度和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，為魚類生長提供適宜環(huán)境。

五、安防監(jiān)控與輔助功能實(shí)現(xiàn)

（一）安防監(jiān)控可視化

在安防監(jiān)控上，圖撲軟件的三維可視化監(jiān)控系統(tǒng)依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際監(jiān)控點(diǎn)位，運(yùn)用 HT 技術(shù)在三維場景中精準(zhǔn)擺放監(jiān)控模型或圖標(biāo)。編寫 JavaScript 腳本代碼，獲取監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時(shí)畫面數(shù)據(jù)，并將其集成到 3D 場景中，用戶在監(jiān)控平臺上可以直觀查看各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位的畫面，實(shí)現(xiàn)對魚塘的全方位監(jiān)控。

（二）動畫輔助功能

管道流向動畫和墻體隱藏 / 顯示動畫是系統(tǒng)的特色輔助功能。點(diǎn)擊管道流向動畫按鈕，HT 利用成熟的動畫能力，生動展示水流方向和流速的實(shí)時(shí)狀態(tài)，用戶還能根據(jù)需求通過 JavaScript 編寫的交互邏輯改變水流狀態(tài)。可使用 HT 提供的 API 控制墻體隱藏狀態(tài)， 還可結(jié)合動畫功能實(shí)現(xiàn)墻體顯隱過渡的效果。作業(yè)人員無需實(shí)地走訪，即可在監(jiān)控平臺上對魚塘全局進(jìn)行監(jiān)控維護(hù)，查看設(shè)備布局和環(huán)境參數(shù)等信息。

六、二次過濾系統(tǒng)可視化實(shí)現(xiàn)

生態(tài)魚塘的二次過濾系統(tǒng)對水質(zhì)凈化至關(guān)重要。HT 數(shù)字孿生技術(shù)對二次過濾系統(tǒng)進(jìn)行高精度模擬，從全局調(diào)度到各分段作業(yè)流程，再到機(jī)械設(shè)備工況參數(shù)，實(shí)現(xiàn)多層面監(jiān)測。在微濾機(jī)過濾環(huán)節(jié)，HT 通過實(shí)時(shí)獲取進(jìn)水流量、出水流量等數(shù)據(jù)，動態(tài)呈現(xiàn)設(shè)備運(yùn)作態(tài)勢。蓄水池環(huán)節(jié)，利用 3D 場景搭配 2D 面板展示液位和存儲量。蛋白分離器、臭氧一體機(jī)等各環(huán)節(jié)，均通過 HT 技術(shù)獲取并展示相應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對二次過濾系統(tǒng)的全面監(jiān)控和管理。

圖撲軟件基于 HT 技術(shù)打造的智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)魚塘數(shù)字孿生監(jiān)控系統(tǒng)，整合多種技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了魚塘養(yǎng)殖的數(shù)字化、智能化管理。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測、智能控制和數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持，為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的高效發(fā)展提供了有力保障，推動了智慧農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。