水乃萬物之基、生命之源，事關(guān)社會生產(chǎn)與人民福祉。我國屬水資源大國，水系眾多，水利工程節(jié)點(diǎn)多，但分布范圍廣、管理難度大。由于氣候、環(huán)境等影響，我國長期存在水資源時空分布不均、水旱災(zāi)害頻發(fā)的問題。

為改善這一困境，“智慧水利”概念與相關(guān)建設(shè)政策應(yīng)運(yùn)而生。智慧水利是實(shí)景三維、GIS、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、智能傳感器等新興技術(shù)的融合應(yīng)用，能夠有效提高水資源的利用效率，提升水利工程的管理能力與水旱災(zāi)害的治理能力。

實(shí)景三維GIS助力智慧水利平臺建設(shè)

智慧水利強(qiáng)調(diào)的是全流域、全空間、全要素天空地一體化智能感知的呈現(xiàn)，目的是促使傳統(tǒng)水利治理體系不斷向智慧化、精細(xì)化、全局化轉(zhuǎn)變，智慧水利虛擬現(xiàn)實(shí)場景的搭建離不開GIS技術(shù)的應(yīng)用。

傳統(tǒng)的二維GIS只能夠籠統(tǒng)、粗略、宏觀的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在場景的表達(dá)上具備單一性和抽象性，無法滿足水利精細(xì)化管理的要求。實(shí)景三維GIS能夠高逼真、高精度還原現(xiàn)實(shí)全流域場景，為智慧水利治理提供可視化、直觀化、立體化的環(huán)境信息與空間信息，因此用實(shí)景三維GIS打造智慧水利平臺，具備“全流域場景還原更真實(shí)、智慧化數(shù)字模擬更準(zhǔn)確、輔助AI風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警更智能”等多個優(yōu)勢。

01

全流域場景還原更真實(shí)

不同于市區(qū)智慧服務(wù)場景建模，智慧水利建設(shè)需要對大尺度全流域范圍進(jìn)行可視化表達(dá)，而水利流域區(qū)域分布廣、地形環(huán)境復(fù)雜、地勢落差較大，傳統(tǒng)測量技術(shù)對現(xiàn)實(shí)流域可視化難度較高。因此基于傾斜攝影實(shí)景三維技術(shù)能夠高效率、低成本、高真實(shí)還原不同復(fù)雜流域的現(xiàn)實(shí)全景，為后續(xù)智慧水利平臺建設(shè)提供高真實(shí)三維數(shù)據(jù)底板。

02

智慧化數(shù)字模擬更準(zhǔn)確

智慧水利建設(shè)的一項(xiàng)重要目標(biāo)就是構(gòu)建數(shù)字孿生流域平臺，實(shí)現(xiàn)支撐水利預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案（“四預(yù)”）的模擬仿真體系。實(shí)景三維GIS能夠提供高精度DEM、DOM、DSM等數(shù)據(jù)底座支撐，并在此基礎(chǔ)上融合各類專業(yè)監(jiān)測與對應(yīng)算法， 從而準(zhǔn)確而高效的對水利流域泥石流、積水、洪澇等不同災(zāi)害進(jìn)行判斷、模擬、推演、預(yù)測，為后續(xù)應(yīng)對與完善措施做足準(zhǔn)備。

03

輔助AI風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警更智能

智慧水利平臺能夠基于實(shí)景三維底圖數(shù)據(jù)，通過監(jiān)測集成數(shù)據(jù)、智能傳感器傳回的實(shí)時數(shù)據(jù)，并結(jié)合三維模型中的地形、層高、周邊環(huán)境等全息三維信息，輔助AI算法，智能識別出流域全區(qū)或重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)正在發(fā)生及潛在發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

大勢智慧打造智慧水利 “一張圖”

大勢智慧在實(shí)景三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)上具備領(lǐng)先國產(chǎn)化技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合自身在洪澇災(zāi)害應(yīng)急管理項(xiàng)目上的多年經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)智慧水利建設(shè)目標(biāo)要求與地方水旱災(zāi)害防治需求，打造出符合水利常態(tài)管理與災(zāi)害應(yīng)急管理的智慧水利 “一張圖”。

智慧水利 “一張圖”以實(shí)景三維數(shù)據(jù)為基底，智能感知+數(shù)據(jù)融合+智能應(yīng)用三大體系為支撐，實(shí)現(xiàn)水利監(jiān)測、數(shù)據(jù)支撐、綜合監(jiān)督的一體化全過程管理。

平臺以日常狀態(tài)與應(yīng)急狀態(tài)為架構(gòu)維度，在日常狀態(tài)下，可對整體流域?qū)崿F(xiàn)多源數(shù)據(jù)常態(tài)化監(jiān)測與記錄；在應(yīng)急狀態(tài)下，系統(tǒng)形成了一套預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案于一體的全過程水利應(yīng)急管理解決方案，完美契合智慧水利災(zāi)害管理與防治所需。

智慧水利“一張圖”重點(diǎn)功能介紹

智慧水利 “一張圖”平臺由監(jiān)測預(yù)警、實(shí)景輔助、應(yīng)急響應(yīng)、救援部署、善后工作、重點(diǎn)目標(biāo)、應(yīng)急資源、救援力量、庇護(hù)場所、承災(zāi)體10大核心板塊組成。

▲智慧水利“一張圖”視頻介紹

平臺在災(zāi)害發(fā)生之前，可基于三維實(shí)景數(shù)據(jù)，以災(zāi)害數(shù)據(jù)或案例為藍(lán)本，對災(zāi)害進(jìn)行模擬、推演與判斷，力求在災(zāi)害發(fā)生之前完善應(yīng)對措施。在災(zāi)害發(fā)生之后，可通過平臺監(jiān)測風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)、數(shù)字預(yù)案、協(xié)同救援、資源分配等內(nèi)容，最大限度減少受災(zāi)面與受災(zāi)人群，提供精準(zhǔn)、高效的應(yīng)急解決方案。

實(shí)時監(jiān)測，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

平臺系統(tǒng)利用監(jiān)測設(shè)備，接入底圖全局的氣象預(yù)報(bào)、風(fēng)象預(yù)報(bào)、水情預(yù)報(bào)、風(fēng)力預(yù)報(bào)等數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)時雨量、氣象監(jiān)測、風(fēng)力監(jiān)測等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對水庫區(qū)、河流區(qū)、監(jiān)測站、易澇區(qū)等重點(diǎn)防治區(qū)域的實(shí)時監(jiān)控，并依據(jù)正常、設(shè)防、警戒、保證四個層級進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)劃分，以達(dá)到可視化、實(shí)時化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的目的。

快速渲染、一鍵查看

大勢智慧自主研發(fā)的新型實(shí)景三維應(yīng)用平臺—DasEarth，實(shí)現(xiàn)了三維大場景的快速渲染展示，能夠在災(zāi)害事件發(fā)生第一時間快速打開響應(yīng)平臺，一鍵定位事件區(qū)域，了解相關(guān)事件的重要信息，如災(zāi)害區(qū)域、受災(zāi)面積、受災(zāi)人數(shù)等。

數(shù)字預(yù)案、及時響應(yīng)

平臺依據(jù)事件應(yīng)急響應(yīng)等級，直接在專題圖中查看應(yīng)急預(yù)案，預(yù)案通過數(shù)字化分解可以看到總指揮部、現(xiàn)場指揮部，成員單位以及具體的聯(lián)系人，聯(lián)系方式，系統(tǒng)提供一鍵短信、一鍵電話等聯(lián)系操作，將以往需要2-3小時的通知時間縮短到5分鐘以內(nèi)，極大提高事件處理的響應(yīng)時間。

協(xié)同操作、精準(zhǔn)決策

系統(tǒng)通過無人機(jī)、單兵裝備(布控球)、監(jiān)控視頻等信息手段以視頻融合的技術(shù)將救援現(xiàn)場、救援路線情況在一張圖中真實(shí)還原，構(gòu)建線上、線下共享場景。并基于線下隊(duì)員通訊裝備及回傳信息，線上指揮部可全程實(shí)時跟蹤與了解現(xiàn)場救援情況，線下救援人員可通過電話、視頻等方式統(tǒng)一接收救援指令，從而輔助救援行動精準(zhǔn)決策、統(tǒng)一指揮、協(xié)同操作。

風(fēng)險(xiǎn)識別、安全救援

在真實(shí)的救援場景中，不可忽視潛在風(fēng)險(xiǎn)存在的可能性，為保證救援工作良好進(jìn)行，風(fēng)險(xiǎn)識別必不可少。因此系統(tǒng)架設(shè)風(fēng)險(xiǎn)識別板塊，基于時間軸的核心算法來預(yù)判未來泥石流、交通堵塞、山體滑坡、泥石流等風(fēng)險(xiǎn)事件存在的可能性，為前期應(yīng)急路線部署與后期救援工作安全、有序、穩(wěn)步進(jìn)一步展開提供強(qiáng)有力的決策支撐。

復(fù)查追蹤、有序善后

在災(zāi)后重建階段，我們需要對前期事件全節(jié)點(diǎn)流程經(jīng)過進(jìn)行復(fù)盤、追蹤與匯總，包括事件上報(bào)時間、防汛級別響應(yīng)時間切換時間、事件解除時間、隊(duì)伍響應(yīng)時間、隊(duì)伍信息回傳情況、受災(zāi)面積、物資消耗等，幫助后續(xù)優(yōu)化災(zāi)害決策措施。同時，對事件的追溯與復(fù)盤有利于進(jìn)一步規(guī)劃善后事宜，例如資源補(bǔ)給、災(zāi)區(qū)重建、維修、改造等方面。

資源整合、厘清家底

在應(yīng)急與非應(yīng)急狀態(tài)，系統(tǒng)都需將應(yīng)急資源、救援力量、庇護(hù)場所、承災(zāi)體、重點(diǎn)目標(biāo)等各類信息進(jìn)行及時規(guī)整、匯集，并以上圖的形式實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的集成化、可視化，以保障日常與突發(fā)事件的信息查閱與資源供給。

結(jié)語

時至今年3.22世界水日，水利部部長李國英再次重申大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)的重要性，強(qiáng)調(diào)以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，建設(shè)具有“四預(yù)”功能的智慧水利體系。

大勢智慧以水利資源的信息共享、水災(zāi)害的科學(xué)預(yù)警、防治、應(yīng)急為目標(biāo)，打造“四預(yù)”體系在內(nèi)的“監(jiān)測預(yù)警、趨勢預(yù)警、快速響應(yīng)、科學(xué)救援、災(zāi)情匯聚、事件復(fù)盤”綜合式智慧水利 “一張圖”解決方案，助推智慧水利建設(shè)轉(zhuǎn)向高質(zhì)量、高精度、高效率發(fā)展。同時，智慧水利“一張圖”可根據(jù)不同區(qū)域、單位的管理需求，進(jìn)行擴(kuò)展化和個性化定制，以滿足不同級別與不同區(qū)域的水利管理需求。