图扑 HT 技术赋能智慧畜牧三维可视化：架构设计与实践应用

在现代农业数字化转型浪潮中，智慧畜牧作为畜牧业升级的核心方向，正通过信息技术重构养殖管理模式。图扑软件（Hightopo）基于自主研发的 HT for Web 技术，以 WebGL 与 Canvas 为可视化基础，构建了覆盖牧场全场景的三维可视化数字孪生解决方案。该方案打破传统养殖 “粗放管理、数据孤岛、追溯困难” 的痛点，实现从畜牧个体精准管控到全链路流程数字化的技术突破。本文将从技术架构、核心功能实现、跨场景适配三个维度，解析该方案的技术逻辑与应用价值。

图扑智慧畜牧解决方案采用B/S（Browser/Server）分层架构，通过 “感知 - 传输 - 处理 - 呈现” 四级链路，实现数据从采集到可视化的全流程闭环，确保系统的实时性、可扩展性与跨终端兼容性。

1. 数据感知层：全场景数据采集入口

作为方案的 “数据源头”，感知层通过物联网设备实现牧场环境、畜牧个体、生产流程的全面数据采集。

2. 数据传输层：实时高效的数据通道

传输层负责将感知层数据安全、低延迟地传递至处理层，根据数据特性选择适配的传输协议：

l 实时数据传输：采用 WebSocket 协议，适用于畜牧位置变动、环境指标异常、健康状态变化等高频更新场景；

l 静态数据传输：采用 HTTP 协议，用于生产计划、历史健康记录、饲料库存等非实时数据的请求式传输，平衡带宽占用与交互效率；

l 数据标准化处理：所有采集数据统一转换为 JSON 格式，通过预设字段确保跨设备、跨模块的数据一致性，避免解析冲突。

3. 数据处理层：业务逻辑与可视化控制中枢

处理层基于图扑 HT for Web 插件与 JavaScript 脚本，实现数据清洗、业务逻辑编排与可视化 API 调用，核心能力包括：

l HT 插件核心支撑：HT 提供 2D/3D 图形渲染、矢量图表、场景交互等基础能力，支持牧场三维场景渲染（如活动区、牛舍、设备布局）与数据面板定制；

l 动态控制：通过 JavaScript 脚本调用 HT API 实现数据与界面的联动，例如监听数据变化触发面板更新、点击畜牧模型弹出详情窗口、异常数据触发预警提示；

l 数据预处理：通过脚本过滤异常值、补全缺失字段，确保可视化数据的准确性，为后续呈现提供可靠支撑。

4. 可视化呈现层：跨终端交互界面

呈现层基于浏览器环境，实现三维场景与数据面板的直观展示，支持 PC、PAD、智能手机等多终端访问，核心特性包括：

l 流畅三维渲染：依托 WebGL 硬件加速，实现大规模牧场场景（如数百头畜牧、多区域布局）的流畅加载与漫游，避免复杂模型导致的卡顿；

l 多模态交互：支持鼠标点击 / 拖拽（桌面端）、触屏点击 / 缩放（移动端），例如拖拽场景视角查看不同区域畜牧分布、点击 “追溯” 按钮跳转全链路示意图。

二、核心功能模块技术实现：从个体管控到全链路追溯

基于上述架构，方案拆解为五大核心功能模块，通过 HT 技术与业务场景的结合，实现养殖管理的精细化与数字化。

1. 身份管理：畜牧个体的精准标识与定位

身份管理模块通过 “标识 - 定位 - 信息联动” 实现畜牧个体的全生命周期管控，技术逻辑如下：

l 三维场景定位：在 HT 构建的牧场三维场景中，为每头畜牧绑定唯一 ID（与耳标 / RFID 等一致）；点击 “身份管理” 菜单中的区域选项时，系统自动将场景视角定位至目标畜牧所在位置，实现 “点击即定位”；

l 详情面板动态加载：定位完成后，系统通过 HTTP 接口获取该畜牧的结构化数据（所属区域、品种、喂养记录等），并调用 HT API 控制详情面板显示，将数据实时填充至界面，支持管理人员快速查看个体信息；

l 信息实时同步：当畜牧标识信息（如免疫记录、所属区域）更新时，通过 WebSocket 接收数据通知，自动更新三维模型关联属性与详情面板内容，确保信息与实际状态一致。

2. 个体监控：实时数据驱动的动态监测

个体监控模块通过多维度数据采集与可视化，实现畜牧健康、生长、行为的精准管理，核心实现路径包括：

l 多维度数据可视化：采用 HT 图表组件绘制健康趋势图（体温、采食次数）、生长曲线（体重变化），通过颜色编码区分状态（绿色 “健康”、红色 “异常”）；同时在三维场景中为畜牧模型添加状态标识，直观展示个体状态；

l 实时数据更新：通过 WebSocket 建立与后端的长连接，实时接收畜牧动态数据（如体温、活动量）；数据到达后，调用 HT API 更新图表与模型状态；

l 异常预警触发：预设数据阈值（如体温过高、活动量过小等），当数据超阈值时，系统自动弹出预警弹窗，并改变对应畜牧模型的闪烁状态，提醒管理人员及时处理。

3. 信息化管理：全流程数据的可视化管控

信息化管理模块覆盖生产计划、饲料管理、健康记录等全流程，通过数据整合实现养殖环节的数字化管控：

l 生产计划数据绑定：通过 HTTP 接口获取生产计划数据（发情量、配种量、康复量等），利用 HT 图表组件构建生产计划面板；任务状态更新时，自动刷新面板数据；

l 饲料与健康数据联动：在 3D 场景中点击畜牧模型时，系统将请求 HTTP接口，获取相关数据，在详情面板中展示 “每日饲料量”“上次检疫时间” 等信息，实现 “个体 - 数据” 联动；

l 历史数据回溯：支持通过时间选择器筛选历史数据，点击 “查询” 后，系统通过 HTTP 接口获取指定时间段的记录（如近 30 天体重变化），并通过 HT 折线图展示趋势，为养殖策略调整提供数据支撑。

4. 标识管理：二维码与电子标识的数字化整合

标识管理模块实现畜牧标识的全流程管控，解决传统标识查询难、更新慢的问题，技术实现包括：

l 二维码生成与绑定：后端为每头畜牧生成包含 “出生日期、健康状况、饲料来源” 的二维码，前端通过 HT API 加载二维码图片至标识面板，并与畜牧 ID 绑定；

l 标识状态统计可视化：采用 HT 环形图展示 “已转换二维码 / 未转换二维码”“已贴标识 / 未贴标识” 的数量占比，数据更新时自动刷新图表，直观呈现标识管理进度；

l 扫码交互查询：支持移动端浏览器调用摄像头扫描二维码，扫描后系统通过接口查询对应畜牧信息，并跳转至三维场景中的该畜牧位置，实现 “扫码即查”。

5. 追溯体系：全链路数据的可视化串联

追溯体系模块整合生产、加工、运输、销售数据，实现畜牧产品全生命周期可追溯，核心技术逻辑如下：

l 追溯流程图建模：利用 HT 矢量图形能力绘制 “养殖→屠宰→加工→运输→销售” 全链路流程图，定义各环节节点并通过连线串联，形成可视化追溯链路；

l 多环节数据对接：通过 HTTP 接口获取各环节数据（如养殖环节免疫记录、加工环节分割比例、运输环节温控数据），并绑定至对应追溯节点；

l 交互式追溯查询：点击流程图节点，系统弹出该环节详情面板，展示 “操作时间、操作人员、关键指标”；支持输入产品批次号查询全链路数据，实现 “产品→牧场” 的逆向追溯，确保产品质量安全。

图扑 HT 智慧畜牧解决方案通过技术创新，为畜牧业数字化转型提供核心支撑，其技术亮点与行业价值主要体现在三方面：

1. 低门槛开发与高扩展性

HT for Web 提供预置的 2D/3D 组件与 API，开发者无需深入掌握底层渲染技术，通过简单脚本调用即可搭建可视化界面，大幅降低开发门槛；同时 B/S 架构支持按需扩展功能模块（如新增饲料库存管理、设备维护提醒），通过接口对接即可融入现有系统，无需重构底层架构。

2. 跨终端实时管理

依托浏览器跨终端特性，管理人员可通过 PC 端查看牧场全景、制定生产计划，通过移动端扫描二维码查询畜牧信息、处理预警事件，打破 “固定办公” 限制，实现随时随地的远程管控。

3. 数据驱动决策

方案通过全场景数据采集与可视化分析，将传统 “经验养殖” 转变为 “数据养殖”，例如通过生长曲线优化饲料配方、通过健康数据提前预警疾病、通过追溯数据提升产品信任度，为牧场管理提供科学依据，推动畜牧业从 “粗放型” 向 “精细化” 升级。

四、延伸应用：从智慧畜牧到智慧农业

除畜牧场景外，图扑 HT 技术还可拓展至智慧养猪场、智慧大棚、智慧农场等农业领域。例如在智慧养猪场中，通过连接猪舍设备、部署环境传感器，实现猪舍温湿度、空气质量的实时监测与异常处理；在智慧大棚中，通过 HT 可视化管控遮阳网、灌溉、补光灯等设备，根据作物生长数据自动调整环境参数，推动智慧农业的规模化落地。

审核编辑 黄宇