水利部印發《關於大力推進智慧水利建設的指導意見》和《“十四五”期間推進智慧水利建設實施方案》,提出加快推進數字孿生流域和數字孿生工程建設,強化“四個前期規劃”功能。
冰百科技推出智慧流域解決方案。
兵佰科技數字孿生流域平台建設將以水利感知網和水利商業網為基礎,運用物聯網、大資料、人工智慧、虛擬**等技術,以實物水利為單元,以時空資料為踢腳線,以水利模型為核心, 以水利知識為動力。
對流域各要素及流域治理活動全過程進行數位化測繪和智慧型模擬,實現與實體流域同步執行、虛實互動、迭代優化,支撐水利業務精準決策。
數位化工程難度大數字孿生工程建設的基礎是工程向量的數位化。 根據數字孿生工程建設的要求,需要對海量圖紙和材料進行向量繪圖,這是一項繁瑣而艱鉅的任務。 同時,工程級數字底板,如工程區域的傾斜攝影,對精度要求高,需要定期更新。
資料整合難度大基於大資料的分析應用通常需要多行業的TB級非結構化資料,海量資料的共享是智慧型分析的基礎。
預測準確性很困難目前,洪水預報模型大多基於水庫全徑流模型進行改進,模型精度較低,因此需要開展大量基礎資料調查分析,建立適合本領土的預報模型模型,需要根據流域氣象環境引數對模型演算法進行修改, 通過歷史洪水和實際洪水確定模型引數,耗時大,技術難度大,瓶頸多。
無人駕駛飛行器(UAV)用於收集大面積流域的影象Mirauge3D全自動3D建模系統生成3D模型,獲取地面物體的綜合紋理細節,呈現逼真直觀的數字世界和流域的數字基地。
通過AIRIS3 真實世界 3D 應用系統渲染TB級流域模型,結合“一張地圖、大屏”,實時直觀展示氣象要素、降雨觀測、報警號、應急預案、物料狀況、洩洪等資料。
基於流域大模型和氣象環境演算法,整合背景洪水預警、預報、演練、預案和其他應用。
1. 構建自然流域數位化場景
通過高解像度航天航空遙感技術與地面水文監測技術的有機結合,推動建立流域“空天地”洪水綜合監測系統提高流域洪水監測系統的覆蓋範圍、密度和準確性。
將目標流域內河流上下游、左岸右岸、河流幹支流、相關水域水利建設等工程體系、影響範圍、經濟社會要素等現實情況數位化,形成二維影像圖和三維模型,對物理世界進行數位化對映和展示。
炳佰科技擁有行業領先的航測遙感裝置和具有豐富實踐經驗的專業資料採集處理團隊,擁有標準化的資料生產服務流程,滿足基礎測繪、勘測設計、自然資源、智慧城市等各行業的資料服務需求。
水文水資源資訊是流域數位化製圖的基礎資訊,涉及水量、水位、流量、水質、泥沙量、降雨量等資訊。 實現對所有要素的實時監控,提公升資訊抓取和感知能力。
針對流域內重要水庫、堤防、蓄洪滯區、水閘、幫浦站等水利工程,採用BIM+GIS和數字孿生技術建立數字影象,接入實時監測裝置可實現對關鍵工程物件的實時監測。 通過建立水利工程數字孿生,可以實現重要資料的精準對映,實現三維場景的模擬,並利用無人機傾斜攝影等技術,進一步使數字孿生更加逼真。
實時監測和模擬排程結果動態互動,實時整合、高質量模擬展示,實現水相關要素的數位化、實時感知和模擬視覺化,支撐和完善“四預規劃”工作。
建立流域防洪系統
利用衛星、雷達等遙感監測手段實現大規模動態監測和預警,利用智慧型監測,通過對影象的智慧型分析,實現自動識別、智慧型監測和自動預警。
在國家防汛抗旱指揮體系的基礎上,拓展定製流域防洪數位化場景,公升級完善流域防洪“四防”功能,搭建防洪抗旱“四防”業務平台。
預測
整合“降水-徑流-匯流-演化”全過程模型,實現氣象與水文、水文與水力的耦合預報,以及預報與排程的一體化。
預警
拓展防汛風險影響和薄弱環節識別、大江大河風險防控目標認定等功能,提高洪水預警的及時性、精細化和覆蓋面。
排演
擴充套件模擬計算、動態**等功能,支援生成防汛排程方案集合。
計畫
整合各類防汛方案、排程規則和專家經驗,拓展自動方案生成、多方案比對選擇等功能,支援形成防汛排程決策優化方案。
主通道儲存容量分析
通過河道蓄水量計算,得到河道沖刷淤積量、河段平均沖刷淤積厚度、槽式蓄水量高程曲線、槽式蓄水量分布圖、沖刷淤積量高程曲線、沿河排水淤積量分布圖。
利用高精度水下地形模型,結合上下游水位站水位高程實時預測,計算分析幹流不同時期河槽蓄水量,為河流演化分析、流域開發、防洪排程、河流治理等提供資料支撐。
洪水動態演化 3D 虛擬**
基於計算域和周邊3D場景,根據水深資訊生成水面圖層,將水材、水速向量資訊等標量資訊對映到水面層,實現地形特徵、景觀和洪水演變的動態展示。
基於河流三維數字場景,利用洪水預測模型和主流洪水演化模型,模擬洪水路徑和洪峰到達時間,分析上下游關係,研究判斷小型水庫風險、病水庫風險、 流域內堤防溢流風險、洪水淹沒風險,為專案排程、應急救援、人員調動等提供決策支援。
大型場景的詳細建模和渲染
擁有行業領先的航空測繪遙感裝置和專業的資料採集處理團隊,構建了衛星遙感、航拍等多模式資料採集、處理和建模服務,形成了一套標準化的資料生產服務流程。
自主研發的自動化實景3D建模軟體MiRaugE3D可以精準求解數十萬海量影象的位置和姿態,高效穩定地求解弱紋理、長條等易出錯的資料,並可處理數百萬張影象生成具有真實紋理的高精度3D模型,用最少的資料來表達3D結構和輕量級模型資料。
協助水利工程動態執行
基於高精度河流地形和剖面資料,利用高頻、高精度遙感資料獲取河流、水庫等水面資訊,並與現有水文、實時監測水位、流量、流量等資料進行整合建模,實現水面一體化的實時感知孿生, 河流物理流場的水位、流量和流速。
流域和專案全生命週期視覺化
通過實時渲染,展示物理實體和業務流程,結合空間資料相關計算分析,以及路徑規劃、漫遊、視域分析、場景標註等能力,將流域全貌和大場景呈現到專案細節,為排練提供視覺直觀的效果。