按照淠（pì）史杭數字灌區(qū)建設“五大智慧”的總體建設布局，依托SuperMap?GIS?產品體系，超圖協助淠史杭管理局打造了基于GIS+BIM融合的灌區(qū)一張圖，實現灌區(qū)數據橫向貫通、縱向共享，筑牢數字孿生灌區(qū)數據底板，進一步提升灌區(qū)科學化調度管理水平，也為國內數字孿生灌區(qū)建設帶來新范式。該項目榮獲2023地理信息產業(yè)優(yōu)秀工程金獎。

淠史杭灌區(qū)地處安徽省，橫跨長江、淮河兩大流域，是全國三個特大型灌區(qū)之一，也是江淮大地的防洪安全和生態(tài)安全屏障。2020 年 12 月，《安徽省淠史杭數字灌區(qū)建設規(guī)劃》獲批，提出系統構建智慧感知、智慧大腦、智慧應用、智能控制、智慧支撐的“五大智慧體系”。

基于超圖 SuperMap GIS 產品體系打造的灌區(qū)一張圖作為淠史杭數字灌區(qū)的數據底板，是灌區(qū)業(yè)務“四預”（預報、預警、預演、預案）功能實現的關鍵支撐，服務于集科普展示中心、數字沙盤展示、運營管理中心于一體的綜合性調度中心。

目標明確，需求至上

灌區(qū)一張圖是本次數字灌區(qū)建設的基石，也是基礎數據匯聚與可視化呈現的核心。為了解決數據雜亂、業(yè)務不聚焦等問題，通過梳理灌區(qū)主要水系、重點工程、機構權責等信息，構建灌區(qū)主要水源、重點工程、灌區(qū)渠系、機構權責等專題，建成了工程要素類別全、數據內容豐富、展現交互便捷多樣、數據成果直觀可視的灌區(qū)一張圖，支持灌區(qū)日常管理、水資源調配、渠道防汛會商等需求。

??標準先行，促進數據資源的開放共享?

“一張圖”梳理省水利廳、管理總局等相關單位已有的數據成果，在統一的數據和服務標準規(guī)范的約束下，整合形成一個開放共享的數據底板，借助相關制度明晰各單位的更新維護責任，形成利于共建共享的數據服務體系，促使數據資源的長序列有效積累。

??盤活數據，轉變現有的建、管、用模式

項目將灌區(qū)數據資源“建、管、用”的模式由“獨立建設、獨享使用、零星維護”向“共同建設、共享使用、持續(xù)維護”轉變，健全數據運營更新機制，盤活灌區(qū)數據資產。

??多跨融合，提升信息化對日常工作的支撐作用?

開展灌區(qū)一張圖建設，充分發(fā)揮地理信息直觀性、一覽性特點，以灌區(qū)業(yè)務為主線匯聚工程要素管理、水資源分布管理、水資源調度等水行政管理業(yè)務信息，構建跨專業(yè)領域的綜合應用，全面支撐灌區(qū)日常管理業(yè)務工作。

??化繁為簡，提高用戶信息獲取效率

“一張圖”采用“匯聚、提醒、分享、定制”理念開展數據融合治理上圖，將灌區(qū)日常管理中隱藏得較深的高頻、熱點需求和信息篩選出來，經過整合、匯聚后形成統一風格的業(yè)務場景。

業(yè)務引領，技術融合

??全域數據一體化融合

“一張圖”對灌區(qū)基礎地理、場景模型、工程要素等數據進行處理融合，實現數據存儲應用的二三維一體化，利用 GIS引擎和游戲引擎相結合，實現交互應用場景的模擬仿真。

??GIS+BIM+IoT

在三維場景中，“一張圖”通過將 BIM 模型與傾斜攝影進行處理融合，支持構件級別水工建筑精細化管理，同時融合水情、農情、工情、視頻等站點的實時監(jiān)測信息，完成灌區(qū)動態(tài)感知體系建設。

??模型驅動科學決策

“一張圖”構建以供需水預測、水資源配置、水資源調度為核心的灌區(qū)智能決策模型體系，實現對灌區(qū)內來水、蓄水、需水的動態(tài)預測，并通過科學計算為灌區(qū)日常水資源配置方案進行指導，對水資源調度過程進行模擬優(yōu)化，實現灌區(qū)水資源管理由經驗決策提升為智慧決策。

? 全域要素整合上圖

運用二三維一體化技術，“一張圖”全面整合數據信息，聚焦業(yè)務場景，挖掘數據資源價值。本次完成 42 類灌區(qū)要素 400 多張數據庫表的構建，入庫基礎和關系數據 46000 多條，開發(fā)數據服務 100 多個；同時完成安徽省水利廳共享近6 萬平方公里影像處理接入，7 萬多平方公里中高精度地形高程、160 平方公里傾斜攝影、220 公里主干渠道水下的地形、50 個精細模型等孿生地板數據采集和處理融合，整體數據體量1500GB，提供地理空間服務近 800 個。

創(chuàng)新驅動，科技把脈
創(chuàng)新空間智能，升維 IT 價值，用科技手段為灌區(qū)管理精準把脈。依托于多技術創(chuàng)新融合，通過灌區(qū)一張圖的建設，強化了灌區(qū)預報、預警、預演、預案功能，有效支撐了配置灌區(qū)工業(yè)、農業(yè)和生態(tài)水源資源業(yè)務管理，提高灌區(qū)水旱災害防御能力。

??雙引擎提升場景可視化

根據業(yè)務應用場景需求，基于同一套數據和服務底座，既可以采用 GIS 引擎支撐大中小場景及渠道防汛、水資源調度模型推演結果可視化，又可以采用游戲引擎實現重點工程區(qū)域高逼真場景及工程調度可視化，最終實現從宏觀到微觀的業(yè)務“四預”功能的模擬仿真。

??數據動態(tài)更新鏈路化

構建灌區(qū)基礎數據運維體系，實現基礎數據更新聯動運維機制，數據更新同步更新鏈路化到數據服務，可根據典型應用場景將基礎數據標簽化、業(yè)務主題化管理，便于開發(fā)高頻需求的數據服務接口，強化數據質量管理和融合應用。

??知識圖譜搜索高效化

通過梳理灌區(qū)渠系與水閘、涵口等重點水工建筑的空間拓撲及業(yè)務管理關系，同時補充關聯水情、工情等站點信息，“一張圖”運用知識圖譜相關技術進行存儲和管理，方便多維度進行灌區(qū)工程管理的同時，為渠系工程在防汛調度和水資源配置調度上的運用提供支撐。

??模擬決策科學化

“一張圖”充分利用現有成果，強化信息感知、決策支持、泛在服務等體系構建，以物理灌區(qū)為單元、時空數據為底座、專業(yè)模型為核心、知識經驗為驅動，初步搭建淠史杭的數字映射、調度模擬、前瞻預演的灌區(qū)孿生平臺，促進多業(yè)務融合管理新模式，實現對灌區(qū)的實時監(jiān)控、發(fā)現問題、優(yōu)化調度。

淠史杭灌區(qū)作為全國三個特大型灌區(qū)之一，率先開展了數字灌區(qū)建設，基于 SuperMap GIS 軟件產品體系搭建灌區(qū)一張圖，采用 BIM+GIS 融合技術，結合一個標準、一個框架、一張圖、一個界面的理念，整合 L1-L3 級多維多時空尺度地理空間數據，構建了數字孿生淠史杭灌區(qū)的數據底板，實現跨層級、跨地域、跨系統、跨部門、跨業(yè)務的信息融合，為淠史杭灌區(qū)各業(yè)務“四預”功能的實現打下堅實基礎，也為全國其他灌區(qū)的數字化建設提供示范作用。

作者 | 超圖信息水氣環(huán)工程中心 馬文濤 陳志剛