水利部发布《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》《“十四五”期间推进智慧水利建设实施方案》等文件提出要加快建设数字孪生流域和数字孪生工程，强化“四预”功能。
冰柏科技推出数字孪生流域解决方案。
冰柏科技数字孪生流域平台建设将以水利感知网、水利业务网为基础，运用物联网、大数据、AI、虚拟仿真等技术，以物理水利为单元、时空数据为底板、水利模型为核心、水利知识为驱动。对流域全要素和流域治理管理活动全过程进行数字化映射、智慧化模拟，实现与物理流域的同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，支撑水利业务精准化决策。
数字孪生工程建设基础是工程矢量数字化。按照数字孪生工程建设要求，需要对海量图纸资料进行矢量标绘处理，任务繁琐而艰巨。同时，工程级数字底板 （如工程区倾斜摄影）要求精度高，并且需要定期更新。基于大数据的分析应用通常需要多行业 TB 级别非结构化数据，海量数据的共享是建立实现智能分析的基础，很难实现跨行业数据整合共享，沟通协调难度大。当前洪水预报模型大多基于水库蓄满产流模型进行改进，模型精度较低，要建立起适应属地的预报模型需要进行大量基础数据调研及分析，需要基于流域内气象环境参数修正模型算法，通过历史洪水及实际洪水率定模型参数，耗时长、技术难度大、瓶颈多。采用无人机针对大面积的江河流域采集影像，通过 Mirauge3D全自动三维建模系统生成三维模型获取全面的地物纹理细节，呈现真实直观的数字世界和江河流域数字底座。
通过AIris3实景三维应用系统渲染 TB 级江河流域模型，结合“一张图大屏”，实时直观展示气象要素、雨量观测、报警数量、应急预案、物资情况、排涝情况等数据。
基于流域大模型和气象环境算法，后台集成洪水预警、预报、预演、预案等应用。
通过高分辨率航天、航空遥感技术和地面水文监测技术的有机结合，推进建立流域洪水“空天地”一体化监测系统，提高流域洪水监测体系的覆盖度、密度和精度。对目标流域内河流的上下游、左右岸、干支流，及相关水域水利建设的工程体系、影响范围、经济社会要素等现实条件进行数字化，形成二维图像图表和三维仿真模型来对物理世界进行数字映射展示。冰柏科技拥有行业内领先的航测遥感设备和实践经验丰富的专业数据采集和处理团队，具有标准化的数据生产服务流程，满足基础测绘、勘测设计、自然资源、智慧城市等各行业的数据服务需求。
水文水资源信息是实现流域数字映射的基础信息，涉及水量、水位、流量、水质、泥沙、降雨量等信息。实现全要素的实时在线监测，提升信息捕捉和感知能力。对流域重要的水库、堤防、蓄滞洪区、水闸、泵站等水利工程运用BIM+GIS、数字孪生技术建立数字映像，并接入实时监测设备，能够对重点工程对象实现实时监控。通过打造水利工程数字孪生体，实现重要数据的精准映射，实现三维场景的仿真模拟，辅助以无人机倾斜摄影等技术能够进一步使得数字孪生体更加逼真。将实时监测与模拟调度结果实现动态交互、实时融合及高仿真模拟展示，实现涉水要素数字化、感知实时化、模拟可视化，支撑完善“四预”工作。使用卫星、雷达等遥感监测手段实现大尺度的动态监测预警，运用智能视频监控，通过图像智能分析，实现自动识别、智能监视与自动预警。
在国家防汛抗旱指挥系统的基础上，扩展定制流域防洪数字化场景，升级完善流域防洪“四预”功能，搭建防汛抗旱“四预”业务平台。集成“降水—产流—汇流—演进”全过程模型，实现气象水文、水文水力学耦合预报以及预报调度一体化。扩展防洪风险影响和薄弱环节判别、主要江河风险防控目标识别等功能，提高洪水预警时效性、精细化和覆盖面。扩展模拟计算和动态仿真等功能，支撑防洪调度方案集合生成。集成各类防洪方案、调度规则和专家经验，扩展方案自动生成、多方案比选等功能，支撑形成防洪调度决策优化方案。通过河道槽蓄量计算，得到河道冲淤量、河段平均冲淤厚度、槽蓄量高程曲线图、槽蓄量沿程分布图、冲淤量高程曲线图、冲淤量沿程分布图等。利用高精度水下地形模型，结合上下游水位站实时预报水位高程，计算分析主要干流不同时段河道槽蓄量，为河道演变分析、流域开发、防洪调度及河道治理提供数据支撑。综合运用三维GIS技术和虚拟现实技术，在计算域及周边三维场景基础上，根据水深信息生成水面层，将水的材质、水流速度矢量信息等标量信息映射到水面层上，实现地形地物、景观、洪水演进的动态显示。
以河道三维数字场景为基准，利用洪水预报模型和干流洪水演进模型，模拟洪水路线、洪峰到达时间，分析上下游关系，研判流域内小型水库风险、病险水库风险、堤防漫堤风险、洪水淹没风险等安全风险，为工程调度、应急抢险、人员转移提供决策支持。
总体流程图
拥有行业内领先的航测遥感设备和专业数据采集、处理团队，构筑了卫星遥感、航空摄影等多模式的数据采集、处理以及建模服务，形成了一套标准化的数据生产服务流程。全自研自动实景三维建模软件Mirauge3D，准确解算数十万海量影像的位置姿态，高效、稳健解决弱纹理、长条带状等易错数据，可处理百万级影像生成高精度真实纹理的三维模型，并采用最小数据表达三维结构，轻量化模型数据。基于高精度河道地形及断面数据，应用高频高精度遥感数据获取河道、水库等水面信息，与现有水文，视频实时监测的水位、流速、流量等数据进行融合建模，实现河道物理流场水面－水位－流量－流速空天地一体化实时化感知孪生。
通过实时渲染展现物理实体、业务流程，结合空间数据相关计算、分析，以及路径规划、漫游、可视域分析、场景标注等能力，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。
本文标签：冰柏科技 数字孪生解决方案 智慧水利 数字孪生流域
发布时间：2023/08/25 16:46:38 文章来源：实景三维建模_数字孪生解决方案_冰柏科技 阅读量：4521
