吉波-空间智能赋能数字孪生水利的思考和实践.pdf

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1、P1吉波水利和气象BU 总裁北京超图软件股份有限公司2024年6月26日空间智能赋能数字孪生水利的思考和实践P2目录contents智 慧 水 利 发 展 趋 势 分 析空间智能赋能数字孪生水利数字孪生水利案例经验分享P3P3智 慧 水 利 发 展 趋 势 分 析1P4萌芽阶段（20世纪70年代）初步发展阶段（20世纪80年代至90年代）快速发展阶段（20世纪90年代中后期至21世纪初）全面深化阶段（21世纪至今）单机化数字化网络化智能化硬件信息化单业务应用业务融合一张图大数据、人工智能数字孪生水利智 慧 水 利 发 展 趋 势 分 析P5现实世界数字孪生虚拟对象数据驱动决策支持水利部智慧水利

2、总体架构物理到孪生、感知到决策数字孪生水利：以物理流域为单元、时空数据为底座、仿真模型为核心，水利知识为驱动，建立可测、可感、可控、可用的数字水利业务场景。孪生水利智能中枢P6数字孪生水利重点解决的三个问题：孪生、感知、决策智能决策能力（大脑）孪生转化能力（躯干）实时感知能力（眼、手）对现实世界物理模拟，提供一个真实的空间仿真本体。结合物联传感实现对现实观测数据的实时感知。融合水文机理模型、人工智能模型实现孪生场景下的预测。P7英伟达 Earth-2 数字孪生地球主要用于天气观测，基于英伟达 CorrDiff 生成式 AI 模型技术，融合了人工智能、物理模拟和观测数据，能够从今天的数据来预测未

3、来世界的影响。降雨蒸发山丘区子流域山丘区河道平原区坡面平原区河道湖泊及蓄滞洪区水利工程新安江模型、双超产流模型等水利部模型方法马斯京根河道汇流模型四类下垫面产流模型一维河道模型、潮位边界模型零维模型、二维水动力模型工程过水模拟模型、水工程复杂调度模型水文机理模型主要利用机理模型模拟水利物理系统的物理属性、状态变化及运行规律，实现对水利系统的物理孪生、状态孪生和机理孪生。P8遥感影像DEMDSM倾斜摄影水下地形 大气温度 大气湿度 雨量 风速 风向 湿度气象站卫星无人机无人船 降雨量(mm)监控视频 定位信息 速度信息 加速度信息变形监测GNSS雷达流速仪 水位 流速 流量无线抄表 水位 流量

4、电能智能机井控制器 取水量 用水取电量 累计用电量 水位 温度水位监测仪超声波水位计水质监测仪水质综合检测仪 总氮 氨氮 总磷 色度 浊度 COD高低量程 水质污染物 重金属水位电子水尺 水位 积水深度 道路积水深度 内涝点监测低洼路段监测P9孪生转化能力：采集、治理、建模、可视化、仿真、交互水利全景信息载体物理流域数字孪生流域基础数据监测数据地理空间数据业务数据共享数据三维数据底座统一汇聚数据服务多源融合系统治理受自然规律和社会经济活动影响的真实地理实体对物理流域进行高精度数字化表达和智能化操控的虚拟空间模型实时渲染高度仿真动态模拟水利全要素数字化映射真实场景实时同步动态反馈P10P10空间

5、智能赋能数字孪生水利2P11数字影子数字模型数字孪生数字孪生演化过程数字孪生发展三阶段以虚拟实以虚映实以虚控实关于数字孪生的发展，国内外学者做了类似的总结。P12孪生转化能力：采集、治理、建模、可视化、仿真、交互、控制2024年6月22日，华为云和中国信通院联合发布数字孪生发展研究报告数字孪生五阶段演进路线P13一、数据采集能力构建数据采集数据加工数据成果DEM/DSMDOM/TDOM倾斜摄影三维模型精细三维模型BIM无人机卫星激光雷达空间数据获取解决核心问题：基于多源、多分辨率数据的快速、标准化处理统一平台支撑！P14一、数据采集能力构建非空间数据获取数据库链接物联中台网络爬虫API网关射频

6、技术传感器传输物联网数据库数据中台解决核心问题：多标准、多协议物联数据到标准化数据应用构建方法！P15二、数据治理能力构建数据资源体系数据资源基础数据监测数据业务管理数据跨行业共享数据地理空间数据 基础水系 管理对象基础地理BIM雨情监测工情监测水情监测设备健康流程管理国土资源气象测报倾斜摄影其他管理数据其他共享数据其他基础数据其他监测数据安全培训地形水利工程 社会经济点云重点数据全国范围L1流域L2重点工程L3重点工程L3+在L1至L3+三维场景下，针对不同的要素采用不同的表达方式数据分级解决核心问题：构建一套基于业务应用导向的可扩展、标准化水利数据资源体系！P16二、数据治理能力构建数据治