Page 8 - 2022年第53卷第3期

业务应用 流域防洪减灾系统 水资源管理系统 水环境保护管理系统 水生态治理管理系统

水利“智慧大脑” 基于数据驱动方法的智能模型
智能建设
组件化水 工程调度规则库 数据驱动方法 洪水发生器
孪 生 江 长 字 数 孪 字 数 生 建 设 平 台 利对象搭
建技术 知识平台 水工程联合调度引擎 防洪知识图谱 多目标优化调度
标准化流
程组态技 算力建设 降雨径流预报模型 水质预报预测模型 水工程调度模型
术
模型平台 河道洪水演算模型 水资源配置模型 风险评估模型
基于 BIM+
GIS 流域信
息全景动态 数据底板
展示 基础信息 监测信息 业务信息 其他信息

基础 监测站网 航空摄影 互联网 无人机 无人船
信息
设施 卫星遥感 物联网 激光扫描 空天地一体化监测

物理流域 江河湖泊 水利工程 涉水治理管理对象 影响辐射区域

研究系统构建 拟建系统构建 物理世界
图 3 以防洪为示范应用的数字孪生长江建设总体框架图

监控全覆盖水利信息感知能力 一体化信息采集➝处理集成应用

卫星遥感 手机-位置信息

无人机 航空摄影

激光扫描 物联网 水 资 源 、 水 生 态 、 大型飞机航飞 固定翼/旋翼无人机
水环境、水灾害监 低空遥感
测传感器
GNSS 互联网

地形地貌、地质、水文、气象、土壤、 机 载/车 载 激 测量机器人 通信卫星/监测卫星
水土保持、土地覆盖、人群…… 光扫描

图 4 天空地立体监测技术（监测对象包括流域内物理要素及人类活动）

个长江干流、主要支流和重要支流入河口等固定观测断面，对流域环境、生态、水土保持等情况实
施控制性监测；每 5 年开展 1 次长江中下游水道地形观测；连续 20 年开展长江重点江段水生态监测。
同时，经过几十年的积累，长江流域已系统收集整理了水文泥沙、地质勘查、河道观测、涉水工
程、地理信息、生态环境、社会经济等方面的基础信息资料，包括 1.8 万余条河流、1600 余个湖泊、
5 万余座水库、4 万余段堤防、3 万余座水闸、4 万余座泵站和 50 余座引调水工程等；积累形成了
1930 年代以来系统的监测资料，形成了较为全面的流域基础监测数据。此外，还建成了一批业务管
理数据库，形成了一套涵盖规划、水旱灾害防御、水资源管理、河湖管理、节约与保护、采砂管
理、水土保持管理、监督执法等业务数据体系。长期、大量、多专业数据积累为数字孪生长江的建
设提供了重要的基础支撑。
数据建设的关键是融合与应用。正在不断完善构建的长江大数据中心融合了地形地质、土地利
用、水文气象、社会经济、人群行为等多维度信息，耦合气象、水环境水生态发展、风险评估等边
界，利用了云计算、大数据、5G 等现代信息技术，为数字孪生长江的智能计算中心和决策支持中心

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