图扑智慧农业——生态鱼塘数字孪生监控

智慧农业园作为新型农业经营模式，正在以其高效、环保、可持续的特点受到广泛关注。智慧鱼塘作为智慧农业中一项关键技术，结合物联网、人工智能、云计算等技术，实现对新型养殖模式的实时监控、优化与管理。

效果展示

图扑软件应用自研 HT for Web 产品，打造轻量化智慧生态鱼塘可视化解决方案。页面整体以工业金属风格为主，采用 PBR 材质技术，精细打造鱼塘场景，实现水质透明、鱼类生动的高度逼真渲染效果。

该解决方通过图扑软件 HT 强大的渲染引擎、跨平台兼容性和低代码开发环境，实现对鱼塘水质、鱼群密度、设施设备状态等高精度监测管理， 以及智能化与自动化的操作途径。不仅提高渔业产量，减少资源浪费，更有助于保持水域生态系统的健康与平衡。

系统分析

湖水采集数字孪生

图扑 HT 生态鱼塘数字孪生系统，通过采用基于 Web 的 HT 产品中二三维可视化技术，提供简洁、直观且易于操作的界面，实现了对湖水采集过程的实时监控。帮助用户轻松查看取水泵的流量、功率、能耗等多层面关键指标，以及储液罐的液位、压力、储量等多重关键性能指标。

取水泵数字孪生

为高效实现对取水过程的细致管理和控制，提高整个系统的操作效率和水资源的利用率。场景内支持详细监测取水过程中的每一个环节， 包括实时水流速度、水量、电流、电源、能耗等，还能预测未来取水需求和潜在问题。从而优化取水策略，确保系统运行的高效与可持续性。

储液罐数字孪生

同样，利用 HT 数字孪生技术构建储液罐物理模型，搭配同步获取的当前液位、罐内压力和存储量等关键参数，为用户及时提供水资源状态。

场景内数字孪生液位计，搭载高精度传感器，实现对储液罐水位变化的实时监测，系统内实时显示的储液罐水位高度，方便用户感知异常变化，及时调整进出水量。

浮式增氧机

图扑软件 HT 生态鱼塘可视化系统针对浮式增氧机的功率及增氧量提供实时数据监测和展示功能。动态展现浮式增氧机的实时工作状态，包括功率、消耗和增氧量等数值，帮助用户实时了解增氧机的工作状态和效率。

图扑软件基于 Web 端的 UI/2D/3D、GIS、BIM 及 VR/AR 等可视化工具及平台，支持跨平台多端访问，无论是 PC、PAD 或是智能手机打开浏览器，都可随时流畅访问案例场景。

鱼塘生态监测

场景通过部署多种传感器，实现在两侧 2D 面板处实时水温、pH 值、溶解氧等关键指标以及鱼群动态， 这些信息被无线传输至 3D 可视化监控平台内。同时，点击 3D 场景内设备属性显示/隐藏按钮， 即可一键查看鱼塘内所有设备参数属性。

根据这些智能分析结果，用户可远程操控增氧机、水泵等关键设施的流量、启停。 及时调整水质，科学增加溶解氧和维持水体循环，确保鱼塘优质的生态环境。

水质参数监测

通过大屏两侧的看板，直观地展示水质中氧气含量、温度、pH 值、氨氮有害物质含量、亚硝酸盐有害物质含量的实时数据和历史趋势。 HT 可视化大屏两侧看板的设计，重点在于数据的简洁明了和实时更新，旨在提供多维度的水质监控，使用户能够实时了解鱼塘健康状况，快速做出决策和调整。

鱼群活动状态

在鱼塘活动状态板块，选用 HT 雷达图形式组件，将鱼塘内不同的鱼类（如鲤鱼、鲫鱼、鲈鱼、草鱼、鲭鱼、罗非鱼）的鱼群密度和餐食活动状态进行量化。 为用户清晰传达鱼群密度、喂食行为等关键信息。

雷达图中每一个轴代表一种鱼类，轴上的点表示该类鱼在鱼塘中的密度或餐食活动的数据点。这样多轴的图形可以同时展示多个维度的数据，使得用户迅速掌握各鱼种在特定时间内的状态和活动水平。 例如，高密度的点反映某种鱼群数量，而餐食活动的数据点则揭示进食频次和量。高频率和大量的进食活动表示鱼群健康活跃且食物充足。

饲料投喂效率

1）饲料消耗量统计分析： 页面内会跟踪鱼群饲料消耗情况，自动统计特定时期内的总消耗量。

2）饲料转化率数据实时展示： 提供实时饲料转化率数据，帮助用户直观知晓鱼群饲料转化情况。

HT 生态鱼塘系统所展示的数据集，协助养殖户了解饲料投喂的真实情况，监控餐食投喂活动，进而调节饲料量和频次，防止过量或不足。

环境状况

1）光照强度：通过部署光照传感器，实时监控鱼塘的光照强度。此数据对于评估养殖环境质量，以及对光照敏感的鱼类生长有着重要影响。

2）实时温度： 温度的适宜与否直接关联到鱼类的生长速度、免疫力和繁殖能力。利用水温传感器对水温进行实时监测，确保养殖环境处于理想温度范围内。

安防监控

为实现当前场景精细化管理目的，智能化监控在鱼塘管理中显得尤为重要。图扑软件三维可视化监控系统通过对照现场实际监控点位，在三维场景中按点摆放监控模型或图标，还原现场监控情况，让用户直观掌握现场监控点位情况。

管道流向动画

点击管道流向动画按钮，场景选以流光箭头的动画形式，生动演示水流方向和流速的实时状态，辅助用户高效监控水循环系统的运行状况。同时，用户也能根据养殖生物的生长需求，改变流向或调节流速，以实现更为高效和节省资源的水利用模式。

墙体隐藏/显示动画

以往传统的运维方式，用户需亲临现场才能掌握设备的具体状态信息。增设该功能后，作业人员可轻松切换墙体的隐藏或显示的可视状态。无需实地走访即可对鱼塘全局监控维护，包括设备布局、环境参数等重要信息。

二次过滤系统可视化

生态鱼塘的二次过滤系统是一个高效、多阶段的水质净化和维护系统。通过物化生一系列过程去除水中的悬浮物、有机物、氮氨化合物和病原体，同时调整水温，确保水质清洁、稳定，并满足鱼类健康生长的需求。应用图扑软件 HT 数字孪生技术高精度模拟复现物理环境整体过滤系统运行状态。从二次过滤系统全局调度、到各分段作业流程操作、再到各机械设备工况参数等多层面监测。

以下是二次过滤系统各阶段的详细介绍：

微滤机过滤

首先，通过微滤机进行初始过滤。微滤机能够去除水中的较大悬浮物和杂质，为后续精细过滤减少负担。

在微滤机过滤环节，图扑 HT 的可视化动态呈现设备实时运作态势， 搭配进水流量、出水流量、进出水压力、跨膜压差、浊度或悬浮物浓度及 pH 值等数据指标。透过监控大屏用户实时监控过滤状况和效率，及时调整过滤强度和清洗周期，提高过滤性能。

蓄水池

经过初始微滤后的水被暂存于蓄水池。这里可以调节水流对后续处理单元的输入，确保处理过程的连续稳定。

在蓄水池环节，三维场景搭配 2D 面板，可动态观看到当前液位和当前存储量。 方便用户确保清水储备量。

蛋白分离器

蛋白分离器用于进一步去除水中的有机物，如鱼粪和食物残渣。它通过产生细小气泡，使有机物附着于气泡上并上浮，实现物理去除。

在蛋白分离器环节中，页面会展示供水流量、处理水流量、进出水压力、溶解氧含量、被移除污染物总量、气泡产生率等参数的实时数据，帮助管理者优化运行条件和提高效率。

通过在管道系统的关键节点安装高精度压力表传感器，实时捕获管道中的压力数据。这些数据同步上传至图扑 HT 智慧鱼塘监控系统中，场景模型以此为基础进行高度仿真的运行，实时反映物理世界中压力表的运行状态和压力变化。

支持模拟不同操作情境下的压力响应，帮助作业团队预测可能出现的压力异常。 若系统预测到潜在的压力过高或过低问题，将立即向管理者发出预警，协助采取调整水泵功率或开启额外的调节阀等预防措施。

臭氧一体机

臭氧对水进行消毒，强力氧化水中的有机物、细菌和病毒，同时能分解氨和亚硝酸盐等有害物质，进一步改善水质。

臭氧一体机可视化实时展现了臭氧产生量、臭氧浓度、输入输出气体流量等关键数据，确保消毒和氧化过程的高效与安全。

生物过滤器

生物过滤器利用特定的微生物在有氧条件下将有毒的氨氮转化为硝酸盐，通过生物降解过程清除有机污染物，是保持水质长期稳定的关键过程。

数字孪生生物过滤器环节将协助用户重点监控氨氮、亚硝酸盐浓度、解氧水平、pH 值、温度等参数，这些是确保生物过滤正常工作和维持水质平衡的关键变量。

紫外线杀毒

经过生物过滤后，水流通过紫外线(UV)灯，UV 光能有效杀灭水中的病毒、细菌和其他微生物，消除潜在的健康威胁。

通过监控实时 UV 强度、累积 UV 剂量、 UV 灯剩余寿命等，可以确保紫外线杀菌装置的有效性和有效运行时间。

增氧机

增氧机用于提升水中的溶解氧水平，确保鱼类和有益微生物的充足氧气供应，促进其健康成长。

3D 可视化增氧机会实时监控水中溶解氧含量和温度，辅助用户判断水体中的氧气是否充足，满足鱼群生长的需求。

恒温机

水温对鱼类生长和水质稳定非常关键。恒温机根据鱼种的特定需求调整水温，保持最适宜的生长环境。

最后，恒温机环节中，通过监控当前温度、最高温度、最低温度，确保水温的稳定，提供适宜的生长环境。

总结

通过这些实时监测和分析，图扑 HT 生态鱼塘可视化系统，不仅帮助用户实时了解鱼塘内鱼群的总体健康状况，还能为饲料投放、水质管理等养殖决策提供数据支持，从而更有效地提高养殖效率和鱼类的生长健康状况。

此文章从生态鱼塘的智慧化管理入手，介绍了其技术框架、管理特点、实际成效以及未来发展的前景，全面展示智慧农业园中生态鱼塘的可视化项目如何推动水产养殖业的发展。