2019-10-23 16:13:04
智慧水利借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)水利信息進(jìn)行全面感知、傳輸、分析和處理，實(shí)現(xiàn)水利業(yè)務(wù)的智能化管理、科學(xué)決策以及高效服務(wù)的現(xiàn)代化水利發(fā)展模式。
綜合應(yīng)用衛(wèi)星、雷達(dá)、機(jī)器視覺、高光譜、多光譜、聲音、光纖等多維感知手段，以及人工智能、物聯(lián)大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建覆蓋水利對(duì)象全要素和水利治理管理活動(dòng)全過程的“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系，提檔升級(jí)監(jiān)測(cè)感知測(cè)站布局結(jié)構(gòu)、密度和功能，全面提升水旱災(zāi)害防御、水資源管理與調(diào)配、水利工程建設(shè)和運(yùn)行管理、河湖管理、水土保持管理和農(nóng)村水利水電管理等業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)感知能力，為具有“四預(yù)”功能的數(shù)字孿生水利體系提供全面、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、可靠的算據(jù)支撐。
智慧水利數(shù)字孿生流域平臺(tái)
以水利感知網(wǎng)、水利業(yè)務(wù)網(wǎng)、水利云等為基礎(chǔ)，通過運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、A1、虛擬仿真等技術(shù)，以物理水利為單元、時(shí)空數(shù)據(jù)為底板、水利模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)流域全要素和流域治理管理活動(dòng)全過程進(jìn)行數(shù)字化映射智慧化模擬，實(shí)現(xiàn)與物理流域的同步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化，支撐精準(zhǔn)化決策。
數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)
傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：包括水位傳感器、流量傳感器、水質(zhì)傳感器、氣象傳感器等，用于實(shí)時(shí)采集流域內(nèi)的水文、水質(zhì)、氣象等數(shù)據(jù)。
衛(wèi)星遙感系統(tǒng)：通過衛(wèi)星遙感獲取大范圍的流域地形、土地利用、水體分布等信息，以及監(jiān)測(cè)洪水、干旱等災(zāi)害的范圍和程度。
無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)：利用無人機(jī)對(duì)流域進(jìn)行低空飛行測(cè)量，獲取高分辨率的地形地貌、水利工程設(shè)施等圖像和數(shù)據(jù)，可用于應(yīng)急監(jiān)測(cè)和精細(xì)化測(cè)量。
數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：采用 5G、4G、NB-IoT、光纖等通信技術(shù)，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)和遙感、航測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。
數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)系統(tǒng)
大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：對(duì)海量、多源、異構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換、集成和分析，挖掘數(shù)據(jù)中的規(guī)律和價(jià)值，為后續(xù)的應(yīng)用提供支持。
云計(jì)算系統(tǒng)：提供強(qiáng)大的計(jì)算能力和存儲(chǔ)資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速處理、模型運(yùn)算和服務(wù)的彈性擴(kuò)展，滿足平臺(tái)對(duì)高并發(fā)、大規(guī)模數(shù)據(jù)處理的需求。
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：建立關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫等，對(duì)各類水利數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)和管理，方便數(shù)據(jù)的查詢、調(diào)用和共享。
模型構(gòu)建與仿真系統(tǒng)
水文模型系統(tǒng)：如分布式水文模型、集總式水文模型等，用于模擬流域內(nèi)的降雨徑流過程、產(chǎn)匯流計(jì)算，預(yù)測(cè)洪水、干旱等水文事件的發(fā)生和發(fā)展。
水動(dòng)力模型系統(tǒng)：基于流體力學(xué)原理，對(duì)流域內(nèi)的水流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，包括河道水流、水庫水流、河口水流等，分析水流的流速、水位、流量等變化情況。
水質(zhì)模型系統(tǒng)：模擬污染物在水體中的擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化過程，評(píng)估水質(zhì)狀況和污染程度，為水環(huán)境治理和保護(hù)提供決策依據(jù)。
生態(tài)模型系統(tǒng)：考慮流域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，模擬水生生物、濕地生態(tài)等的變化，評(píng)估水利工程和水資源開發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
應(yīng)用系統(tǒng)
防洪減災(zāi)系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)洪水的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和防洪調(diào)度指揮，通過數(shù)字孿生模型預(yù)演洪水演進(jìn)過程，制定科學(xué)的防洪方案。
水資源管理系統(tǒng)：對(duì)水資源的量、質(zhì)、用水情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)水資源的科學(xué)管理和可持續(xù)利用。
水利工程運(yùn)行管理系統(tǒng)：實(shí)時(shí)監(jiān)控水利工程設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)、故障診斷、維修養(yǎng)護(hù)和調(diào)度管理，保障工程的安全運(yùn)行和效益發(fā)揮。
水環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化，進(jìn)行水污染溯源和預(yù)警，制定水環(huán)境治理措施和監(jiān)管方案，保護(hù)流域水環(huán)境質(zhì)量。
水生態(tài)修復(fù)與保護(hù)系統(tǒng)：評(píng)估水生態(tài)狀況，制定水生態(tài)修復(fù)方案，監(jiān)測(cè)修復(fù)效果，促進(jìn)流域生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和平衡。
可視化與交互系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)（GIS）：將地理空間數(shù)據(jù)與水利數(shù)據(jù)相結(jié)合，以直觀的地圖形式展示流域的地形地貌、水系分布、水利設(shè)施等信息，提供空間分析和決策支持功能。
三維可視化系統(tǒng)：構(gòu)建流域的三維數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)流域地形、水利工程等的三維可視化展示，支持用戶進(jìn)行多角度、多層次的觀察和分析。
虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）/ 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）系統(tǒng)：通過 VR/AR 技術(shù)，讓用戶身臨其境地感受流域的真實(shí)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)虛擬巡檢、工程方案虛擬展示等功能，提高決策的直觀性和準(zhǔn)確性。
人機(jī)交互系統(tǒng)：提供友好的用戶界面，包括 Web 端、移動(dòng)端應(yīng)用程序等，方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、模型操作、分析結(jié)果展示和業(yè)務(wù)流程處理，實(shí)現(xiàn)人與平臺(tái)的高效交互。
