【引言】

在全球氣候變化加劇、水災(zāi)害日益頻發(fā)的當下，水利行業(yè)正經(jīng)歷著從“經(jīng)驗驅(qū)動”到“智能驅(qū)動”的深刻變革。?作為國內(nèi)領(lǐng)先的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，航天宏圖信息技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“航天宏圖”）（股票代碼：688066）以自主可控的PIE-Engine時空云計算平臺為核心，深度融合衛(wèi)星遙感、大數(shù)據(jù)、人工智能與水利專業(yè)模型等前沿技術(shù)，打造“數(shù)據(jù)全域感知、模型精準推演、四預(yù)閉環(huán)管控”的?數(shù)字孿生流域建設(shè)能力?，推動“預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案”的“四預(yù)”體系在防洪抗旱、生態(tài)調(diào)度、城市內(nèi)澇等場景中落地生根，為水利治理現(xiàn)代化注入智慧動能。

【數(shù)據(jù)底板，空天地水工全域感知構(gòu)建高精度數(shù)字鏡像】

數(shù)字孿生流域的建設(shè)離不開全面、準確、實時的數(shù)據(jù)支持。航天宏圖依托?“女媧星座”雷達衛(wèi)星+無人機編隊+物聯(lián)網(wǎng)終端?的立體感知網(wǎng)絡(luò)，打造覆蓋全域、動態(tài)更新的數(shù)據(jù)底板。

01多源數(shù)據(jù)采集

航天宏圖規(guī)劃了我國規(guī)模最大的多層次、多模式混合遙感衛(wèi)星星座——“女媧星座”。突破多云多雨環(huán)境監(jiān)測瓶頸，實現(xiàn)了全天時全天候?qū)Φ赜^測、高分辨率成像、高精度形變監(jiān)測、在軌智能處理等功能。截至2024年底，女媧星座已形成12顆衛(wèi)星組網(wǎng)規(guī)模，12星聯(lián)合使用，最大重訪時間小于20小時，平均重訪時間小于5.6小時，分辨率最高到0.3米。

航天宏圖擁有自主無人機生產(chǎn)基地4個，具備DSM、DEM、DOM、DLG、密集點云、實景三維單體等多種產(chǎn)品生產(chǎn)能力，實現(xiàn)物理流域和數(shù)字流域虛實映射，構(gòu)建實景三維流域。結(jié)合數(shù)字孿生場景與動態(tài)仿真推演能力，賦能流域防洪監(jiān)測、水庫監(jiān)測、水利調(diào)度、智慧水務(wù)、河湖巡檢等領(lǐng)域。

航天宏圖利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，深度融合地面、水下、工程多維度數(shù)據(jù)，打造高精度、全時域、智能化的“地水工”監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。利用雨量站、蒸發(fā)站、視頻監(jiān)測站等地面監(jiān)測設(shè)施設(shè)備，實現(xiàn)對關(guān)鍵區(qū)域點位雨情、蒸發(fā)等要素的精準實時監(jiān)測感知；利用聲、光、電、無人船等監(jiān)測技術(shù)裝備，實現(xiàn)對河湖庫水體的水位、流速、水質(zhì)、水下地形等水中水下要素的精準自動化監(jiān)測感知；利用滲壓計、應(yīng)變計等手段，實現(xiàn)對水庫大壩、堤防、水閘、隧洞等水利工程內(nèi)外的滲流滲壓、位移形變、應(yīng)力應(yīng)變等工情險情要素的實時精細監(jiān)測感知。

此外，航天宏圖整合了氣象、地質(zhì)、社會經(jīng)濟等多源數(shù)據(jù)，構(gòu)建了全面、豐富的數(shù)據(jù)資源庫，通過對這些數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析，能夠揭示流域內(nèi)各種因素之間的內(nèi)在聯(lián)系和作用規(guī)律，為數(shù)字孿生流域的精準模擬和智能決策提供有力支持。

02多源數(shù)據(jù)管理平臺

基于國產(chǎn)化軟硬件環(huán)境（華為arm架構(gòu)、瀚高數(shù)據(jù)庫等）下，航天宏圖構(gòu)建了多源異構(gòu)時空數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)多源國產(chǎn)衛(wèi)星遙感影像和專題產(chǎn)品、示范區(qū)無人機航飛數(shù)據(jù)和產(chǎn)品，以及示范區(qū)地面監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯集和管理，可為項目提供天空地監(jiān)測數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的查詢、訂購、下載等服務(wù)。

【深度建模，實現(xiàn)流域精準模擬與預(yù)測】

在模型構(gòu)建方面，航天宏圖依托多源數(shù)據(jù)和PIE-Engine Factory，引入deepseek等AI大模型，打造PIE-Hydr水文水動力云計算服務(wù)平臺，數(shù)據(jù)、算法、算力全部上云，向用戶提供水文水力計算和分析在線服務(wù)。平臺能夠根據(jù)實時降雨數(shù)據(jù)和流域特征，精準預(yù)測洪水的演進過程、淹沒范圍和水位變化情況。通過對不同調(diào)度方案的模擬分析，可以為防洪決策提供科學依據(jù)，有效降低洪水災(zāi)害的損失。

【知識平臺，沉淀行業(yè)Know-How，驅(qū)動業(yè)務(wù)持續(xù)進化】

航天宏圖通過?知識圖譜+AI大模型?，將數(shù)據(jù)價值轉(zhuǎn)化為可復用的行業(yè)知識資產(chǎn)，構(gòu)建知識平臺。知識平臺以圖等可視化方式呈現(xiàn)各知識圖譜單元的關(guān)聯(lián)關(guān)系，基于知識圖譜，實現(xiàn)水利對象點查詢與關(guān)聯(lián)對象查詢，用于挖掘水利知識圖譜實體之間的關(guān)系。通過知識圖譜匹配業(yè)務(wù)模式，支撐 “2+N”智能應(yīng)用。

【四預(yù)一體，提升決策效能】

數(shù)字孿生流域的核心價值在于其“四預(yù)”（預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案）功能。航天宏圖將云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)與水利業(yè)務(wù)深度融合，打造了具有強大“四預(yù)”能力的數(shù)字孿生流域“四預(yù)”平臺。預(yù)報功能利用先進的水文水動力模型，實現(xiàn)對流域降雨、產(chǎn)流、匯流、演進等過程的精準預(yù)報；預(yù)警功能則基于預(yù)報結(jié)果，對流域內(nèi)水庫、堤防、山洪易發(fā)區(qū)等重點防洪對象的防洪能力進行精細化、針對性預(yù)警；預(yù)演功能通過構(gòu)建重要流域、關(guān)鍵工程、設(shè)施區(qū)設(shè)定場景，對設(shè)計、規(guī)劃或未來預(yù)報場景下的洪澇災(zāi)害演進、水利工程運用進行模擬仿真。及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，科學制定并優(yōu)化調(diào)度方案；預(yù)案功能則是根據(jù)預(yù)演結(jié)果，確定工程調(diào)度運用、非工程措施和組織實施方式，在面對實際災(zāi)害時，預(yù)案能夠為決策者提供快速、有效的應(yīng)對方案，減少災(zāi)害損失。

【展望未來，共譜水利新篇】

為了打造“數(shù)據(jù)全域感知、模型精準推演、四預(yù)閉環(huán)管控”的?數(shù)字孿生流域建設(shè)能力?，航天宏圖構(gòu)建了包括數(shù)據(jù)底板、模型平臺、知識平臺等產(chǎn)品，推動“預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案”的“四預(yù)”體系在防洪抗旱、水資源調(diào)度、城市內(nèi)澇等場景中落地生根，為水利治理現(xiàn)代化注入智慧動能。

展望未來，我們將持續(xù)深耕水利領(lǐng)域，秉承創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的理念，加大在衛(wèi)星遙感、人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)投入，不斷提升數(shù)字孿生流域建設(shè)能力。為經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展注入強勁動能，在新時代水利建設(shè)事業(yè)中書寫更加輝煌的篇章。