地理信息赋能智慧水利建设的路径思考黄河勘测规划设计院

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式地理信息赋能智慧水利建设的路径思考0103从水利一起0204新要求与老问题方向及路径愿景从水利一起012020年7月27日，《水利一间信息服务规范》的发布标志着全国水利系统开展水利一组织、设计、建设、管理与应用

有了统一标准

，进一步规范水利一设，在技术层面对水利一体架构、数据组织、信息表达、服务提供、服务访问、数据更新和信息安全等内容进行约定。全国水利一建了基础地理、遥感影像、水利基础、业务共享和经济发展多源数据体系

，包括河道、堤防、水库、蓄滞洪区、水

闸、泵站、水文站

，以及实时水雨情、工情、

旱情、视频监控等水利信息

，图上共计有55类超过1600万对象的基础信息

，为智慧水利的建设提供着重要基础支撑。在各地智慧水利建设实践中

，基础地理信息对水利信息化起着重要的支撑作用

，各流域某省市、市构建起区域水利一用平台

，全面支撑各类水利业务应用。天空地水一体化的空间地理信息采集支撑了一构建和更新数字化测绘

数字化交付

施工动态模拟

主机设备

预测性维护1动态化数字

施工管理施工模型转换运维一体化

管理

正向协同设计采测传集一体化

数字化移交

数字化内业

可视化交底12111089742356水利工作涉及的河流湖泊、

水库大坝等各类对象大多都具有明显空间位置特征

，

防汛、

水资源管理、

河湖管理、

工程管理、水土保持等诸多水利业务对测绘地理信息和地图服务的需求也日益迫切

，各类水利信息系统纷纷围绕电子地图

展开建设和应用

，地图服务在各项水利工作中的应用日益广泛。综合信息门户水资源调配视频监控设施运行河湖管理防汛减灾02新要求与老问题2021年3月3日专题研究水利信息化工作：2月28月,全国人大常委会任命我为水利部部长

，这是任命之后第一家听取的专题汇报

，研究信息化工作。我想用这种实际行动来告诉大家我们对推动智慧水利建设的高度重视。2021年10月水利部

：推进智慧水利建设是实现新阶段水利高质量发展的重要路径之一。要按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求

，以数字化、

网络化、智能化为主线

，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径

，全面推进算据、算法、算力建设

，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。要坚持系统观念

，做好顶层设计

，从数字孪生流域、数字孪生工程、水利业务应用、网络安全体系等方面构建标准统一、模块链接、互为融通、共享共用的总体框架

，全面覆盖各项水利业务应用

，全面提升推动新阶段水利高质量发展的能力和水平。2021年12月23日：“各级水利部门特别是流域管理机构要把数字孪生流域建设列入重要议事日程，

明确任务分工、时间节点

，实行清单管理、挂图作战

，加强督促检查和考核

，确保各项任务按时保质完成。要在统一指挥下开展数字孪生流域建设

，确保建成标准化、规范化、系统化的体系。流域管理机构、地方水利部门、工程建管单位要各负其责

，有力有序有效推进项目建设。智慧水利由数字孪生流域、

业务应用、

网络安全体系、

保障体系等组成。

数字孪生流域是智慧水利建设的核心与关键

，包括数字孪生平台和信息化基础设施；

流域防洪、

水资源管理与调配以及其他业务调用

数字孪生流域提供的算据、

算法、

算力等资源。流域级三维地理场景（L2）流域级三维地理场景（L1）流域级三维地理场景（L3）数据底板建设依赖三维空间下地理信息的全面支撑数据层面

应用层面

l

图层化展示l

查询为主l

无法映射动态信息l

外观形态固化l

专业数据缺失l

区域分割l

项目驱动l

资源分散l

共享困难l

协作不足03方法与路径1973年，诺兰(Nolan)提出了信息系统发展的阶段理论，被称为诺兰模型。诺兰模型所表达的是

信息系统在个组织机构中投入应用，经过从初级到成熟，逐步成长、逐步扩散和逐步完善的一般性演

进规律。当前水利行业大致处于第四个阶段。水利对象分类与编码规则为有效解决智慧水利建设中出现的水利对象编码标准不一、共享困难等问题

，为统一数据目录和数据共享奠定基础。一物一码

：为所有水利对象赋“身份证“

，形成唯一标识为各系统之间的数据交换提供保障

，

以唯一编码为桥梁

，

实现不同系统之间的同一对象数据调用构建水利对象数据治理平台工具水务对象编码标准数据底板管理水利一河流图层DEM图层供水管网图层排水管网图层流域图层地质图层水库图层数据完善业务数据BIM图层监测数据基础数据数据异常反馈西丽-南山引水孪生体.USD大沙河流域孪生水网.USD大沙河孪生体.USD水

务

一

张

图西丽水库BIM大坝图层引调水图层水闸图层数据库+。。。模型++

多层级场景融合重要设施三维模型

，构建数字孪生流域场景。供排管网建模

03地下管网三维模型集成管网类别、埋深、标高

、

管径、材质、坡度、长度、流向，关联检查井位置等信息流域全要素精细化数字孪生场景河道建模

02河道中心线两侧各外扩500m范围内区域基础场景

01

融合河道实景模型、

地下管网三维模型、重要设施建模

040.2m影像＋5m地形流域全要素精细化数字孪生场景多维多时空数据融合是数据底板构建的关键

，涉及地形数据融合、影像数据融合、倾斜与BIM数据融合等内容。多

源

数

据的

水陆一

体

场景

构

建工程坝址区地形与水下地形场景构建龙口枢纽BIM模型请乐旻截图万家寨数字孪生体构建万家寨坝体倾斜模型水上水下地形融合岸水城保证水位警戒水位隐堤防汛知识图谱高保真场景数据治理引擎.

分布式.

GPU加速并行计算.

全过程紧耦合模型.

全要素求解算法.

积水深度.

积水时间.

积水点位.

积水总量愿景

04黄河设计院历时10余年从底层自主研发了数字孪生模拟仿真引擎——

云河地球，

建设黄河流域数字底板，深度整合了多尺度

、多种类

、多空间

、多时态时空数据，

构建了GIS+BIM+VR+数学模型的数字孪生场景，

为防

汛减灾

、水资源调度

、工程运行管理等提供了全空间

、全过程

、全要素

、智能化的决策支持环境。发改立项规划报建

设计审查抽查招投标工程建设竣工归档运维管理流域管理

数据资产化

数字孪生管理平台一模多用

，数据传递、汇聚、共享，全生命用，

支撑流域精细化运营构建水利工程全生命字孪生流域数据管理机制工程概算清单中标通知及清单开标清标记录合同备案保证金凭证消防审查合格意见书抗震审查合格意见书图纸及清单一致性证明时空基础数据

资源调查数据

规划管控数据工程项目数据公共专题数据

物联感知数据竣工验收记录工程归档资料

工程决算资料

质量安全资料

采购合约数据一致性证明用地规划复

工程规划复规划验收记录确权登记记录施工人料机数据质量安全资料

采购合约数据运维移交资料空间资产资料

设备巡检资料

维保信息资料产生的数据发改批复意见各类立项指标指标调整记录产生的模型BIM勘察

设计模型BIM竣工

模型BIM方案

模型BIM交易

模型BIM运维模型BIM概念

模型BIM工程

模型BIM数据资产数据资产目录BIM+CIM业务需求建筑物/设施流域数据底板AI大数据IOT2/3D

GISBIM小流域供排水网工程设施影响范围数字孪生工程、水网、流域关联关系建立流域规划

流域建造流域管理公共服务智慧房间构件关系属性技术

类

其他多源异构数据房间构件关系智能感知IOT间范关联融合关联融合…•利用人工智能、

大数据等新技术等新手段，

研发具备语音问答、

防汛值班、

智慧分析

等功能的防汛智能机器人。•旨在解决防汛工作强度大、

防汛知识范围

广、

防汛指挥决策难等多方面问题

，为防

汛调度指挥提供决策服务。SCIENCETECHNOLOGYIntelligentRobotfor

Flood

Control识别、深度学习等人工智能技示升针对防讯业务所关注的各类问题搭建了防剂问题意图识别知识库基于防汛知识数据及防相关数学模型针对防部专业词汇及月常句或进行了有针对性的优化训练科

技未

来识

防汛问答•百问不倒、少问多答、模糊问精确

答•

以图、数据、表、文字等多种方式答小禹智慧防汛系统可通过语音问答或文字交互方式实现对防汛业务中所指标、历史防汛数据、防汛图表、调度文档进行多源数据综合检索及统计分析。关注的雨情、水情、工

及过水

音、蓄调滞

等它各程系的要防汛特征工

谢

谢

感谢各位院士专家为2023跨界融合创新应用合作发展大会作精彩报告并授权分享！请关注协会

，

经报告人同意后

，会后陆续分享报告PPT（提供下载）

等大会精彩内容！

转发请保留此页。

分享请注明

“来源：

中国地理信息产业协会”。——

关注地信产业精彩

了解协会最新动态

——中国地理信息产业协会智慧政务解决方案微信（扫第一个码）每日分享智慧政务领域高质量专业的解决方案，内容某省市大脑、某省市、数字政府、一网统管、一某著名企业办、智慧园区、智慧公安、