流域四預(yù)防洪平臺(tái)建設(shè)的一項(xiàng)重要工作就是數(shù)字孿生流域建設(shè),并在數(shù)字孿生流域的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)防洪業(yè)務(wù)應(yīng)用。數(shù)字孿生流域?qū)崿F(xiàn)物理流域的精準(zhǔn)映射,實(shí)現(xiàn)數(shù)字流域和物理流域的虛實(shí)交互,通過(guò)智能干預(yù)實(shí)現(xiàn)流域防洪調(diào)度的智能化決策。本項(xiàng)目綜合運(yùn)用GIS、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等各項(xiàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生流域智慧防洪“四預(yù)”體系建設(shè)。
1、預(yù)報(bào)
預(yù)報(bào)是基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)降水、水位、潮位、氣象數(shù)據(jù)等要素實(shí)現(xiàn)短期預(yù)報(bào),通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和識(shí)別,利用人工智能算法實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)雨水情的預(yù)測(cè)。
2、預(yù)警
預(yù)警是前哨,預(yù)警工作贏得先機(jī),預(yù)警是前哨,通過(guò)預(yù)警為預(yù)演工作提供指引??茖W(xué)設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)閾值指標(biāo)及預(yù)警發(fā)布機(jī)制,預(yù)警信息及時(shí)精準(zhǔn)、預(yù)警對(duì)象全面覆蓋、預(yù)警渠道直達(dá)一線,構(gòu)建水災(zāi)害預(yù)警體系。
根據(jù)預(yù)警不同量級(jí)、發(fā)展態(tài)勢(shì)以及可能造成的危害程度,明確預(yù)警等級(jí),依托預(yù)警發(fā)布平臺(tái),及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。
3、預(yù)演
預(yù)演是關(guān)鍵,通過(guò)預(yù)演為預(yù)案制定提供支撐。在數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程基礎(chǔ)上,對(duì)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或未來(lái)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的場(chǎng)景進(jìn)行前瞻預(yù)演,既可以根據(jù)預(yù)報(bào)預(yù)警結(jié)果,“正向”預(yù)演出風(fēng)險(xiǎn)形勢(shì)和影響,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,以在萌芽之時(shí)、成災(zāi)之前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出措施
4、預(yù)案
預(yù)案是目的,通過(guò)“四預(yù)”環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn),提升流域治理管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平,為增強(qiáng)國(guó)家水安全保障能力提供信息快速感知、智能分析研判、科學(xué)高效決策的強(qiáng)大技術(shù)驅(qū)動(dòng)。在預(yù)演結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行分析評(píng)估,滾動(dòng)調(diào)整水工程運(yùn)行、應(yīng)急調(diào)度、人員防災(zāi)避險(xiǎn)等應(yīng)對(duì)措施
1、 高精度的數(shù)字化場(chǎng)景
通過(guò)高精度的DEM、BIM模型等數(shù)據(jù)支撐。沿河傾斜攝影和水利工程BIM模型等構(gòu)建了流域的數(shù)字底板。除了加載上述高精度的數(shù)字底板數(shù)據(jù)構(gòu)建三維場(chǎng)景以外,還利用粒子技術(shù)模擬降雨、洪水演進(jìn)等虛擬現(xiàn)實(shí)效果,滿足了當(dāng)前階段洪水場(chǎng)景的虛擬現(xiàn)實(shí)需求。虛擬現(xiàn)實(shí)是數(shù)字孿生的核心技術(shù)之一,直接承載著各類防洪“四預(yù)”應(yīng)用,提升用戶使用體驗(yàn)最重要的部分,適應(yīng)范圍更廣、更加逼真、渲染效率更高的數(shù)字化場(chǎng)景技術(shù)。
2、 洪水演進(jìn)智能決策
在數(shù)字流域中利用預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)(如降雨數(shù)值預(yù)報(bào))進(jìn)行超前的洪水推演,工作人員對(duì)可能出現(xiàn)的洪澇災(zāi)害提前采取應(yīng)對(duì)措施,從而最大限度地避免洪災(zāi)帶來(lái)的損失。
3、 專業(yè)算法模型支撐
由中國(guó)水利水電科學(xué)研究院提供專業(yè)算法模型,模型系統(tǒng)自動(dòng)分析分洪對(duì)河道水位的影響,通過(guò)一維模擬河道洪水漫堤水位變化,二維模擬洪水淹沒區(qū)域,提高模擬精度和可靠性。