近日，中央財政宣布將在今年四季度增發(fā)2023年國債1萬億元，集中力量支持災(zāi)后恢復(fù)重建和彌補防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)短板，整體提升我國抵御自然災(zāi)害的能力。資金主要投向災(zāi)后恢復(fù)重建、防洪治理、自然災(zāi)害應(yīng)急能力提升、灌區(qū)建設(shè)等。智慧水務(wù)及水利行業(yè)即將迎來重要發(fā)展階段。近兩年來，黨和國家高度重視數(shù)字孿生流域建設(shè)，水利部先后出臺多項文件政策推動數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水利工程建設(shè)。其中，國家“十四五”規(guī)劃綱要明確提出“構(gòu)建智慧水利體系”，數(shù)字孿生流域建設(shè)已經(jīng)成為智慧水利高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。奧格科技憑借在數(shù)字孿生領(lǐng)域多年的經(jīng)驗，深度投入到數(shù)字孿生水利建設(shè)和技術(shù)研發(fā)中，本篇文章中將精選公眾號中數(shù)字孿生流域的相關(guān)報告進行分享。
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數(shù)字孿生由多項前沿技術(shù)融合驅(qū)動，數(shù)字孿生流域建設(shè)是一項技術(shù)難度大、實施復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其建設(shè)應(yīng)遵循“需求牽引，應(yīng)用至上”的原則，我們建議當(dāng)前階段以水利工程、骨干水網(wǎng)的數(shù)字孿生體構(gòu)建為突破口，并將工作重心落在數(shù)字映射環(huán)節(jié)，以算據(jù)建設(shè)為重點，利用傳感、定位、視頻、遙感等監(jiān)測技術(shù)，擴大對物理流域的監(jiān)測范圍，補充完善監(jiān)測要素和數(shù)據(jù)內(nèi)容。近年來，隨著數(shù)字孿生從工業(yè)仿真推廣到各個行業(yè)，數(shù)字孿生炙手可熱，帶動BIM、3D GIS和CIM等相關(guān)行業(yè)快速發(fā)展。它山之石可以攻玉，我們應(yīng)充分借助BIM、3D GIS和CIM等關(guān)聯(lián)技術(shù)的力量，用以彌補現(xiàn)有數(shù)字李生技術(shù)體系的不足，把寶貴的項目資源更多地聚焦在水利業(yè)務(wù)上。
不管是CIM，還是數(shù)字孿生流域，它們都是面向不同業(yè)務(wù)應(yīng)用場景提出的解決方案但不管是面向哪一個業(yè)務(wù)領(lǐng)域，解決何種問題，從技術(shù)實現(xiàn)的本質(zhì)來看，它們都需要實現(xiàn)物理實體到數(shù)字實體的數(shù)字化映射、存儲、融合、共享、表達、計算和分析模擬，這要求信息系統(tǒng)要比過去更加直觀，更加參數(shù)化，更加智能化，用起來也更加方便快捷,實現(xiàn)“在數(shù)字世界試錯、在真實世界運行”的數(shù)字孿生價值。在某種程度，它們對數(shù)據(jù)、技術(shù)、工具和能力的要求是一樣的，都需要一個公共數(shù)字底座，提供數(shù)據(jù)建模與治理、數(shù)據(jù)融合與服務(wù)、可視化渲染表達、空間分析計算、物聯(lián)感知融合、模擬仿真推演應(yīng)用開發(fā)與定制等平臺化能力。而比數(shù)字孿生流域提前的CIM已經(jīng)在這方向積累了大量的成果，可以為數(shù)字孿生流域填平前進道路上很多的“坑”。面向防洪四域的數(shù)字孿生流域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)
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數(shù)字孿生流域是以物理流域為單元、時空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識為驅(qū)動、對物理流域全要素和水利治理管理活動全過程的數(shù)字化映射、智慧化模擬，實現(xiàn)與物理流域同步仿真、虛實交互、迭代優(yōu)化。數(shù)字孿生流域建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)包括“三算四預(yù)遙感監(jiān)測、構(gòu)建數(shù)字底板、研發(fā)模型算法及軟件平臺，借助高性能計算平臺等。未來實踐中，建議構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系、建立太空監(jiān)測網(wǎng)、建立數(shù)據(jù)孿生底板、升級水利專業(yè)模型、提升模型計算效率、優(yōu)化數(shù)字孿生效能以及開展四預(yù)”業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)。
數(shù)字孿生流域建設(shè)中的幾點思考建議
數(shù)字孿生技術(shù)特有的賦能價值:看得“深”(通過數(shù)字模擬把看不見變?yōu)榭吹靡?、看得“早(提早預(yù)見問題)、看得“準(zhǔn)”(精準(zhǔn)預(yù)演隱性危險并能完全透明)、看得“全(系統(tǒng)性解決問題、細致周到事半功倍)、看得“實(壓實安全紅線)。智慧水利數(shù)字孿生技術(shù)基本要素為一隆(克隆)、二射(映射)、三算(算力、算據(jù)、算法)、四預(yù)(預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案)。當(dāng)前，全球工業(yè)信息安全形勢嚴(yán)峻，需要建設(shè)數(shù)字孿生技術(shù)賦能的水利安全仿真靶場，對現(xiàn)有水利安全體系進行完善、迭代。
現(xiàn)階段水利數(shù)字孿生在感知能力方面、信息資源利用方面及業(yè)務(wù)應(yīng)用智能化方面還有較大提升空間。奧格數(shù)字孿生流域解決方案利用AgCIM平臺成熟的可視化模型，并構(gòu)建了數(shù)字底板、模型平臺及2+N智慧應(yīng)用 (水利“一張圖”、基于“四預(yù)的流域防洪系統(tǒng)、水利工程運行管理系統(tǒng)、排水防澇管理系統(tǒng)等)。奧格數(shù)字孿生流域解決方案具備多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合能力、高效的可視化模型輕量化處理能力、高逼真渲染能力以及一種數(shù)據(jù)發(fā)布多種服務(wù)能力。但現(xiàn)階段仿真模型與渲染引擎仍然難以融合，盡管游戲引擎中強大的物理引擎已經(jīng)解決了可視化的真實感問題，如何關(guān)聯(lián)仿真結(jié)果實現(xiàn)可視化的準(zhǔn)確性，仍是國際研究前沿?！?/span>
