为贯彻习近平总书记关于防灾减灾救灾的重要指示精神,认真落实李克强总理关于防汛抗旱工作的重要批示要求,今年3月,水利部召开水旱灾害防御工作视频会议。会议要求强化预报、预警、预演、预案“四预”措施,加强实时雨水情信息的监测和分析研判,完善水旱灾害预警发布机制,开展水工程调度模拟预演,细化完善江河洪水调度方案和超标洪水防御预案;要求强化科技引领,推进建立流域洪水“空天地”一体化监测系统,建设数字孪生流域,为防洪调度指挥提供科学的决策支持。
中科星图智慧科技有限公司(以下简称“星图智慧”)依托geovis数字地球和空天大数据优势,打通专业壁垒,融合水文、气象、水利专业模型,智能模型等多学科技术成果,构建了数字孪生流域洪水预报调度一体化系统,通过水文气象一体化、预报调度一体化,实现洪水预见期的延长和防御方案的科学制定,助力强化水利部提出的“四预”措施,有效提升水灾防御能力,减少洪涝灾害造成的损失。
geovis数字流域预报调度一体化系统
产品架构
geovis数字流域预报调度一体化系统架构
产品特点
系统基于geovis流域数字孪生平台搭建,利用北斗立体网格码、数字孪生、物联网、云计算、大数据、gis 等新一代信息技术,实现物理河湖到数字孪生河湖的“多尺度-分布式-多层次”全面多维精细刻画及动态模拟,为河湖全要素表达、全属性分析、全编码查询、全拓扑追溯、全系列演化提供支撑;实现对数字地球承载的各类数据进行跨类型、跨数据库的数据统一组织与网格索引,提供多源异构数据多尺度网格嵌套的查询能力;对影像、地形、水域岸线、河湖、水文、水环境等多源异构数据的集成、二三维一体化展示及综合分析,实现三级融会贯通及一体化的数字融合,辅助业务精细化管理与决策。
系统基于geovis流域数字孪生平台与星图智慧空天大数据资源,结合水文、气象实时监测数据,构建流域河湖水文映射数字环境,实现对流域地理环境、水文环境、气象环境的空天地一体化监测,结合历史监测数据对洪水水位、流量的变化趋势进行直观研判分析。
数字孪生流域
气象数值预报
系统根据流域特点进行水文预报模型的选择和迭代训练,形成特定流域的精准水文预报模型,结合历史气象、水文数据,以及气象网格化数值预报数据进行流域洪水预报,大大延长洪水预报的预见期,为后续防洪超前仿真推演、评估优化、指挥调度提供充足时间。在贵州省某流域的预报中,预测数据和实测数据实现了精准匹配,如下图所示:
模拟流量与实测流量精准匹配
系统提供兼容实时数据预警和预报数据预警的多模式预警服务,数值超过阈值后自动生成预警报告,并按照预警等级推送给相关责任人。预警数据内容包括雨量站、河湖水文站的实时监测数据,以及预报的雨量站、河湖水文站水位、流量数据。
河湖多模式预警
可视化调度预演
系统基于河道一维水动力模型、淹没区和湖库二维水动力模型,实现洪水动态过程的预演,自动对不同调度方案的洪水过程、淹没区域进行推演,结合三维承载体空间信息进行淹没损失的自动评估,为不同调度过程提供直观的动态场景和对应数据成果。
调度方案推演过程
预演水位线
系统通过预报调度的一体化管理,根据雨情预报进行多次洪水调度预演和研判,形成不同调度模式下的准确数据成果。同时,结合geovis丰富的空间分析、指挥调度功能,最后形成科学的洪水防御预案。
预案制作
未来展望
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