AIRLOOK数字技术赋能水利建设，让治水走向“智水”

山有百藏而不言，水润万物而不语。中国属于大河文明，农业历来在经济中占主导地位，其中水利灌溉是保证农业生产和提高农业产量的重要因素。如今，传统水利通过与数字孪生相结合，通过数据可视可控，做到水利“四预”，开创了智慧水利的新篇章。

数字赋能，治水管水更智能

什么是数字孪生水利？通俗说，是指运用云计算、大数据、人工智能、虚拟现实等新一代信息技术，采集全量数据，实现江河水库、水网建设、工程调度等的可视化展示，并进行智能化模拟和前瞻性预演。

水利部正在加快构建具有“四预”（预报、预警、预演、预案）功能的数字孪生水利体系，那么在大众眼里的水利数字孪生究竟是做什么呢？

水利业务“四预”技术框架图

水利“四预管理”的要求主要集中在：提高预报精准度、预警时效性、预演模拟仿真以及预案的科学性和可操作性。这些需求都可以通过与三维可视化技术的结合得到更好的满足。

三维可视化技术提供更直观、立体的数据展示方式，使水利部门能够更好地理解和分析水安全要素的发展趋势的同时，还可以拓宽预警信息的发布渠道。通过将预警信息以三维图像的方式呈现，可以使水利工作一线和社会公众更直观地理解预警内容，更快地采取响应措施。

不仅如此，三维可视化技术还可以构建真实感强的数字孪生流域，模拟各种情况下的水利工程调度，帮助水利部门更直观地了解风险形势和影响，更好地迭代优化方案。

通过三维可视化技术可以将预案以更直观、立体的方式呈现出来，使水利部门更好地理解预案内容，更准确地把握水利工程的最新工况和经济社会情况，确保预案的可操作性。

数字孪生水利离不开“映射、模拟与仿真”

今年4月底，我国首个数字孪生流域建设重大项目——长江流域全覆盖水监控系统建设项目开工建设。建成后，监测站网将覆盖3791个断面和上万个规模以上取水口，视频监视体系能够覆盖160座控制性水利工程、96个重要防汛节点、28个重要采砂江段，助力持续推动长江大保护。

不难看出，水利部一直在统筹数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生工程建设，推进水利业务2+N应用。这里的水利数字孪生远不止三维可视化这么简单。

数字孪生水利防洪预演场景

数字孪生水利，基础在“数”。数字孪生与物理对象映射：通过数字孪生技术可以对物理流域进行全要素数字化映射，并实现物理流域与数字流域之间的动态、实时信息交互和深度融合，保持两者的同步性、孪生性。

全息感知，万物皆“数”。数字化映射是数字孪生水利的基础，包括映射水利对象的物理实体，映射对象的实时状态，映射设施设备的调度操作，映射水流场的发展变化。

数字孪生水利，重点在“演”。数字孪生实现智慧化模拟：通过集成耦合多维多时空尺度高保真数学模型，构建数字孪生流域模拟仿真平台，支撑水利业务全要素“四预”的模拟仿真。

智慧化模拟的主要技术手段是：模拟仿真推演、可视化呈现、空间分析等。模拟仿真推演是通过物理实体、业务流程等参数的模拟计算进行空间推演、过程分析，为预演提供驱动，如“降雨—产流—汇流—演进”过程推演；可视化呈现通过实时渲染展现物理实体、业务流程，展现流域全貌大场景直到工程细节，为预演提供形象直观效果；空间分析结合时空网格、空间定位等服务，提供空间数据相关计算、分析、查看以及路径规划、漫游、可视域分析、场景标注等能力，为预演提供空间计算分析功能。

值得一提的是，由于水利工作的空间特点决定，水利是一项大尺度、大范围的工作，不可能在物理流域中试验不同方案，只能在数字空间进行反复预演。

数字孪生水利，必将着眼于“精细化决策”。精准化决策是在防洪调度、水资源管理与调配、水生态过程调节等预演的基础上，实现精准化决策的建议方案。

支撑精准化决策是数字孪生流域的目标，重点是制定最优化方案以便最大程度提前规避风险、提高效益、减少损失，主要任务是建设知识平台，为规划、工程调度、治理管理措施等方面的多方案比选提供支撑。

AIRLOOK为数字孪生水利提供有利支撑

AIRLOOK具备大规模空间数据采集、全自动三维模型生产和三维数据轻量化的技术能力，同时拥有自主研发的三维地理信息引擎，并形成了水利数字孪生解决方案。方案包括：L1、L2、L3级水利专用地理空间数据生产、水利可视化模型构建、三维渲染引擎、模拟仿真引擎，专为水利数字孪生项目提供数字孪生底座，提供多级别空间数据的融合加载和高清云渲染能力。