地理信息賦能智慧水利建設的路徑思考黃河勘測規劃設計院

單擊此處編輯母版標題樣式單擊此處編輯母版標題樣式地理信息賦能智慧水利建設的路徑思考0103從水利一起0204新要求與老問題方向及路徑愿景從水利一起012020年7月27日，《水利一間信息服務規范》的發布標志著全國水利系統開展水利一組織、設計、建設、管理與應用

有了統一標準

，進一步規范水利一設，在技術層面對水利一體架構、數據組織、信息表達、服務提供、服務訪問、數據更新和信息安全等內容進行約定。全國水利一建了基礎地理、遙感影像、水利基礎、業務共享和經濟發展多源數據體系

，包括河道、堤防、水庫、蓄滯洪區、水

閘、泵站、水文站

，以及實時水雨情、工情、

旱情、視頻監控等水利信息

，圖上共計有55類超過1600萬對象的基礎信息

，為智慧水利的建設提供著重要基礎支撐。在各地智慧水利建設實踐中

，基礎地理信息對水利信息化起著重要的支撐作用

，各流域某省市、市構建起區域水利一用平臺

，全面支撐各類水利業務應用。天空地水一體化的空間地理信息采集支撐了一構建和更新數字化測繪

數字化交付

施工動態模擬

主機設備

預測性維護1動態化數字

施工管理施工模型轉換運維一體化

管理

正向協同設計采測傳集一體化

數字化移交

數字化內業

可視化交底12111089742356水利工作涉及的河流湖泊、

水庫大壩等各類對象大多都具有明顯空間位置特征

，

防汛、

水資源管理、

河湖管理、

工程管理、水土保持等諸多水利業務對測繪地理信息和地圖服務的需求也日益迫切

，各類水利信息系統紛紛圍繞電子地圖

展開建設和應用

，地圖服務在各項水利工作中的應用日益廣泛。綜合信息門戶水資源調配視頻監控設施運行河湖管理防汛減災02新要求與老問題2021年3月3日專題研究水利信息化工作：2月28月,全國人大常委會任命我為水利部部長

，這是任命之后第一家聽取的專題匯報

，研究信息化工作。我想用這種實際行動來告訴大家我們對推動智慧水利建設的高度重視。2021年10月水利部

：推進智慧水利建設是實現新階段水利高質量發展的重要路徑之一。要按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”要求

，以數字化、

網絡化、智能化為主線

，以數字化場景、智慧化模擬、精準化決策為路徑

，全面推進算據、算法、算力建設

，加快構建具有預報、預警、預演、預案功能的智慧水利體系。要堅持系統觀念

，做好頂層設計

，從數字孿生流域、數字孿生工程、水利業務應用、網絡安全體系等方面構建標準統一、模塊鏈接、互為融通、共享共用的總體框架

，全面覆蓋各項水利業務應用

，全面提升推動新階段水利高質量發展的能力和水平。2021年12月23日：“各級水利部門特別是流域管理機構要把數字孿生流域建設列入重要議事日程，

明確任務分工、時間節點

，實行清單管理、掛圖作戰

，加強督促檢查和考核

，確保各項任務按時保質完成。要在統一指揮下開展數字孿生流域建設

，確保建成標準化、規范化、系統化的體系。流域管理機構、地方水利部門、工程建管單位要各負其責

，有力有序有效推進項目建設。智慧水利由數字孿生流域、

業務應用、

網絡安全體系、

保障體系等組成。

數字孿生流域是智慧水利建設的核心與關鍵

，包括數字孿生平臺和信息化基礎設施；

流域防洪、

水資源管理與調配以及其他業務調用

數字孿生流域提供的算據、

算法、

算力等資源。流域級三維地理場景（L2）流域級三維地理場景（L1）流域級三維地理場景（L3）數據底板建設依賴三維空間下地理信息的全面支撐數據層面

應用層面

l

圖層化展示l

查詢為主l

無法映射動態信息l

外觀形態固化l

專業數據缺失l

區域分割l

項目驅動l

資源分散l

共享困難l

協作不足03方法與路徑1973年，諾蘭(Nolan)提出了信息系統發展的階段理論，被稱為諾蘭模型。諾蘭模型所表達的是

信息系統在個組織機構中投入應用，經過從初級到成熟，逐步成長、逐步擴散和逐步完善的一般性演

進規律。當前水利行業大致處于第四個階段。水利對象分類與編碼規則為有效解決智慧水利建設中出現的水利對象編碼標準不一、共享困難等問題

，為統一數據目錄和數據共享奠定基礎。一物一碼

：為所有水利對象賦“身份證“

，形成唯一標識為各系統之間的數據交換提供保障

，

以唯一編碼為橋梁

，

實現不同系統之間的同一對象數據調用構建水利對象數據治理平臺工具水務對象編碼標準數據底板管理水利一河流圖層DEM圖層供水管網圖層排水管網圖層流域圖層地質圖層水庫圖層數據完善業務數據BIM圖層監測數據基礎數據數據異常反饋西麗-南山引水孿生體.USD大沙河流域孿生水網.USD大沙河孿生體.USD水

務

一

張

圖西麗水庫BIM大壩圖層引調水圖層水閘圖層數據庫+。。。模型++

多層級場景融合重要設施三維模型

，構建數字孿生流域場景。供排管網建模

03地下管網三維模型集成管網類別、埋深、標高

、

管徑、材質、坡度、長度、流向，關聯檢查井位置等信息流域全要素精細化數字孿生場景河道建模

02河道中心線兩側各外擴500m范圍內區域基礎場景

01

融合河道實景模型、

地下管網三維模型、重要設施建模

040.2m影像＋5m地形流域全要素精細化數字孿生場景多維多時空數據融合是數據底板構建的關鍵

，涉及地形數據融合、影像數據融合、傾斜與BIM數據融合等內容。多

源

數

據的

水陸一

體

場景

構

建工程壩址區地形與水下地形場景構建龍口樞紐BIM模型請樂旻截圖萬家寨數字孿生體構建萬家寨壩體傾斜模型水上水下地形融合岸水城保證水位警戒水位隱堤防汛知識圖譜高保真場景數據治理引擎.

分布式.

GPU加速并行計算.

全過程緊耦合模型.

全要素求解算法.

積水深度.

積水時間.

積水點位.

積水總量愿景

04黃河設計院歷時10余年從底層自主研發了數字孿生模擬仿真引擎——

云河地球，

建設黃河流域數字底板，深度整合了多尺度

、多種類

、多空間

、多時態時空數據，

構建了GIS+BIM+VR+數學模型的數字孿生場景，

為防

汛減災

、水資源調度

、工程運行管理等提供了全空間

、全過程

、全要素

、智能化的決策支持環境。發改立項規劃報建

設計審查抽查招投標工程建設竣工歸檔運維管理流域管理

數據資產化

數字孿生管理平臺一模多用

，數據傳遞、匯聚、共享，全生命用，

支撐流域精細化運營構建水利工程全生命字孿生流域數據管理機制工程概算清單中標通知及清單開標清標記錄合同備案保證金憑證消防審查合格意見書抗震審查合格意見書圖紙及清單一致性證明時空基礎數據

資源調查數據

規劃管控數據工程項目數據公共專題數據

物聯感知數據竣工驗收記錄工程歸檔資料

工程決算資料

質量安全資料

采購合約數據一致性證明用地規劃復

工程規劃復規劃驗收記錄確權登記記錄施工人料機數據質量安全資料

采購合約數據運維移交資料空間資產資料

設備巡檢資料

維保信息資料產生的數據發改批復意見各類立項指標指標調整記錄產生的模型BIM勘察

設計模型BIM竣工

模型BIM方案

模型BIM交易

模型BIM運維模型BIM概念

模型BIM工程

模型BIM數據資產數據資產目錄BIM+CIM業務需求建筑物/設施流域數據底板AI大數據IOT2/3D

GISBIM小流域供排水網工程設施影響范圍數字孿生工程、水網、流域關聯關系建立流域規劃

流域建造流域管理公共服務智慧房間構件關系屬性技術

類

其他多源異構數據房間構件關系智能感知IOT間范關聯融合關聯融合…?利用人工智能、

大數據等新技術等新手段，

研發具備語音問答、

防汛值班、

智慧分析

等功能的防汛智能機器人。?旨在解決防汛工作強度大、

防汛知識范圍

廣、

防汛指揮決策難等多方面問題

，為防

汛調度指揮提供決策服務。SCIENCETECHNOLOGYIntelligentRobotfor

Flood

Control識別、深度學習等人工智能技示升針對防訊業務所關注的各類問題搭建了防劑問題意圖識別知識庫基于防汛知識數據及防相關數學模型針對防部專業詞匯及月常句或進行了有針對性的優化訓練科

技未

來識

防汛問答?百問不倒、少問多答、模糊問精確

答?

以圖、數據、表、文字等多種方式答小禹智慧防汛系統可通過語音問答或文字交互方式實現對防汛業務中所指標、歷史防汛數據、防汛圖表、調度文檔進行多源數據綜合檢索及統計分析。關注的雨情、水情、工

及過水

音、蓄調滯

等它各程系的要防汛特征工

謝

謝

感謝各位院士專家為2023跨界融合創新應用合作發展大會作精彩報告并授權分享！請關注協會

，

經報告人同意后

，會后陸續分享報告PPT（提供下載）

等大會精彩內容！

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中國地理信息產業協會”。——

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