数字孪生淮河防洪“四预”建设实践与发展思考.pptx

P1数字孪生淮河防洪“四预”建设实践与发展思考

P2一、背景现状二、数字孪生三、建设实践四、发展思考目录

背景现状P3P301

背景现状淮河流域北邻黄河、南连长江，通江达海，是长三角一体化、长江经济带、大运河文化带、淮河生态经济带等国家重大战略高度重叠区域，在我国社会经济发展大局中具有十分重要地位。国家重大战略高度重叠区域河淮河淮江长P4

背景现状P5淮河是新中国第一条全面、系统治理的大河。1951年毛泽东主席发出“一定要把淮河修好”的伟大号召。党的几代最高领导人都曾亲临淮河视察，对淮河治理作出重要指示。1950 1951 1960 1991

数字孪生P8P802

数字孪生和数字孪生水利数字孪生（DigitalTwin）是物理实体在虚拟空间中交互映射，反映全生命周期演变过程。数字孪生水利通过大数据、云计算、人工智能等最新信息技术和水利业务深度融合，将江河湖泊、水利工程实时映射到数字世界，精准预报，超前预警，快速预演，制定预案，为防洪、水资源管理等水利工作提供智慧“大脑”。P7

数字孪生——数字孪生流域数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程的数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理流域实时监控、发现问题、优化调度。P8

数字孪生——数字孪生流域2022年2023年2025年发布全国L1级数据底板汛期初步应用防洪“四预”完成94项先行先试建设任务基本建成水利部数字孪生平台大江大河大湖实现防洪“四预”建成具有“四预”功能的水利部和七大江河数字孪生流域按照“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，整合建设全国统一、及时更新的数据底板，构建多级协同的模型平台和知识平台，迭代提升信息化基础设施，至“十四五”末期，建成水利部和七大江河数字孪生流域，在重点防洪地区实现流域防洪“四预”，在跨流域重大引调水工程、跨省重点河湖基本实现水资源管理与调配“四预”，N项业务智能应用水平大幅提升，数据共享和网络安全防护能力明显增强，为新阶段水利高质量发展提供有力支撑和强力驱动。P9

数字孪生——数字孪生流域数字孪生流域包括信息化基础设施和数字孪生平台；水利业务应用调用数字孪生流域的算据、算法、算力等资源，支撑流域防洪、水资源管理与调配等业务应用。其中，数据底板、模型平台、知识平台等主要是新建。水利感知网、水利云、数据资源、水利专业模型等主要是升级改造。P10

建设实践P13P1303

建设实践——数据底板10米分辨率的高精度DEM数据1米分辨率的DOM数据建设项目建设内容拟采用的数据源（方法）及数据标准全流域数字场景高空间分辨率遥感影像利用GF-1、GF-2、GF-6等卫星数据建立流域遥感影像数据集，能够为全流域提供2m和0.8m分辨率的卫星影像全流域数字高程模型（DEM）采用资源三号卫星数据与建模技术生产流域尺度5m空间分辨率的数字高程模型数据土地利用与作物分布遥感数据以高空间分辨率多光谱遥感影像为数据源，拟利用CNN深度学习方法对流域范围的土地利用与作物种植分布进行监测分类，数据分辨率为米级流域水体淹没范围遥感数据以高空间分辨率多光谱与雷达卫星影像为数据源，应用水体指数漂移算法提取水体淹没范围空间数据，数据分辨率为米级精度0.1米点云高程数据临淮岗枢纽倾斜摄影重点河道精细化数字场景高空间分辨率数字高程模型数据生产开展点云密度为4点/m2的机载激光雷达航空摄影以及1m空间分辨率的DEM制作高精度水下地形测量数据采用ADCP技术进行流域重要河道的高精度水下地形实地测量重点水利工程的数字孪生BIM模型重点水利工程的数字孪生BIM模型构建采用三维激光扫描仪获得的三维点云数据和无人机倾斜摄影获取的倾斜摄影数据制作重点水利工程内景及外景三维场景模型；采用收集到的工程设计资料（比例尺1:1）进行制作BIM模型P12

建设实践——专业模型研发了淮河分布式水文模型、一二维水动力学模型、水文水动力耦合模型、并行计算模型、超额水量分配模型等多尺度多过程耦合模型。P13

建设实践——专业模型淮河分布式模型基于最新高精度DEM数据，从底层内核完全自主研发了基于水文响应单元的淮河正阳关以上流域分布式水文模型，实现精细化水文建模；该模型已作为样板模型集成到水利部模型平台。P14

建设实践——专业模型通用型一维水动力学模型综合一维和二维水动力学的优点，从底层内核完全自主研发了标准化一二维水动力融合水动力学模型，将模型范围扩展至正阳关以上流域。P15

建设实践——专业模型二维水动力学模型从底层内核完全自主研发了二维水动力学模型，防洪“四预”关键核心模型取得了重大突破。继续完善基于并