解决方案:数字孪生智能流域

小夏 科技 更新 2024-02-22

水利部印发《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》和《“十四五”期间推进智慧水利建设实施方案》,提出加快推进数字孪生流域和数字孪生工程建设,强化“四个前期规划”功能。

冰百科技推出智慧流域解决方案。

兵佰科技数字孪生流域平台建设将以水利感知网和水利商业网为基础,运用物联网、大数据、人工智能、虚拟**等技术,以实物水利为单元,以时空数据为踢脚线,以水利模型为核心, 以水利知识为动力。

对流域各要素及流域治理活动全过程进行数字化测绘和智能仿真,实现与实体流域同步运行、虚实交互、迭代优化,支撑水利业务精准决策。

数字化工程难度大数字孪生工程建设的基础是工程向量的数字化。 根据数字孪生工程建设的要求,需要对海量图纸和材料进行矢量绘图,这是一项繁琐而艰巨的任务。 同时,工程级数字底板,如工程区域的倾斜摄影,对精度要求高,需要定期更新。

数据集成难度大基于大数据的分析应用通常需要多行业的TB级非结构化数据,海量数据的共享是智能分析的基础。

预测准确性很困难目前,洪水预报模型大多基于水库全径流模型进行改进,模型精度较低,因此需要开展大量基础资料调查分析,建立适合本领土的预报模型模型,需要根据流域气象环境参数对模型算法进行修改, 通过历史洪水和实际洪水确定模型参数,耗时大,技术难度大,瓶颈多。

无人驾驶飞行器(UAV)用于收集大面积流域的图像Mirauge3D全自动3D建模系统生成3D模型,获取地面物体的综合纹理细节,呈现逼真直观的数字世界和流域的数字基地。

通过AIRIS3 真实世界 3D 应用系统渲染TB级流域模型,结合“一张地图、大屏”,实时直观展示气象要素、降雨观测、报警号、应急预案、物料状况、泄洪等数据。

基于流域大模型和气象环境算法,整合背景洪水预警、预报、演练、预案和其他应用。

1. 构建自然流域数字化场景

通过高分辨率航天航空遥感技术与地面水文监测技术的有机结合,推动建立流域“空天地”洪水综合监测系统提高流域洪水监测系统的覆盖范围、密度和准确性。

将目标流域内河流上下游、左岸右岸、河流干支流、相关水域水利建设等工程体系、影响范围、经济社会要素等现实情况数字化,形成二维影像图和三维模型,对物理世界进行数字化映射和展示。

炳佰科技拥有行业领先的航测遥感设备和具有丰富实践经验的专业数据采集处理团队,拥有标准化的数据生产服务流程,满足基础测绘、勘测设计、自然资源、智慧城市等各行业的数据服务需求。

水文水资源信息是流域数字化制图的基础信息,涉及水量、水位、流量、水质、泥沙量、降雨量等信息。 实现对所有要素的实时监控,提升信息抓取和感知能力。

针对流域内重要水库、堤防、蓄洪滞区、水闸、泵站等水利工程,采用BIM+GIS和数字孪生技术建立数字图像,接入实时监测设备可实现对关键工程对象的实时监测。 通过创建水利工程数字孪生,可以实现重要数据的精准映射,实现三维场景的模拟,并利用无人机倾斜摄影等技术,进一步使数字孪生更加逼真。

实时监测和模拟调度结果动态交互,实时集成、高质量模拟展示,实现水相关要素的数字化、实时感知和模拟可视化,支撑和完善“四预规划”工作。

建立流域防洪系统

利用卫星、雷达等遥感监测手段实现大规模动态监测和预警,利用智能监测,通过对图像的智能分析,实现自动识别、智能监测和自动预警。

在国家防汛抗旱指挥体系的基础上,拓展定制流域防洪数字化场景,升级完善流域防洪“四防”功能,搭建防洪抗旱“四防”业务平台。

预测

整合“降水-径流-汇流-演化”全过程模型,实现气象与水文、水文与水力的耦合预报,以及预报与调度的一体化。

预警

拓展防汛风险影响和薄弱环节识别、大江大河风险防控目标认定等功能,提高洪水预警的及时性、精细化和覆盖面。

排演

扩展模拟计算、动态**等功能,支持生成防汛调度方案集合。

计划

整合各类防汛方案、调度规则和专家经验,拓展自动方案生成、多方案比对选择等功能,支持形成防汛调度决策优化方案。

主通道存储容量分析

通过河道蓄水量计算,得到河道冲刷淤积量、河段平均冲刷淤积厚度、槽式蓄水量高程曲线、槽式蓄水量分布图、冲刷淤积量高程曲线、沿河排水淤积量分布图。

利用高精度水下地形模型,结合上下游水位站水位高程实时预测,计算分析干流不同时期河槽蓄水量,为河流演化分析、流域开发、防洪调度、河流治理等提供数据支撑。

洪水动态演化 3D 虚拟**

基于计算域和周边3D场景,根据水深信息生成水面图层,将水材、水速矢量信息等标量信息映射到水面层,实现地形特征、景观和洪水演变的动态展示。

基于河流三维数字场景,利用洪水预测模型和主流洪水演化模型,模拟洪水路径和洪峰到达时间,分析上下游关系,研究判断小型水库风险、病水库风险、 流域内堤防溢流风险、洪水淹没风险,为项目调度、应急救援、人员调动等提供决策支持。

大型场景的详细建模和渲染

拥有行业领先的航空测绘遥感设备和专业的数据采集处理团队,构建了卫星遥感、航拍等多模式数据采集、处理和建模服务,形成了一套标准化的数据生产服务流程。

自主研发的自动化实景3D建模软件MiRaugE3D可以精准求解数十万海量图像的位置和姿态,高效稳定地求解弱纹理、长条等易出错的数据,并可处理数百万张图像生成具有真实纹理的高精度3D模型,用最少的数据来表达3D结构和轻量级模型数据。

协助水利工程动态运行

基于高精度河流地形和剖面数据,利用高频、高精度遥感数据获取河流、水库等水面信息,并与现有水文、实时监测水位、流量、流量等数据进行集成建模,实现水面一体化的实时感知孪生, 河流物理流场的水位、流量和流速。

流域和项目全生命周期可视化

通过实时渲染,展示物理实体和业务流程,结合空间数据相关计算分析,以及路径规划、漫游、视域分析、场景标注等能力,将流域全貌和大场景呈现到项目细节,为排练提供视觉直观的效果。

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