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水利水电工程施工管理概论
Introduction to the Construction Management of Water Conservancy and Hydropower Projects

流域向虚拟流域保真建模，另一方面是如何实现虚拟流域向物理流域反馈优化。
1. 实现物理流域向虚拟流域保真建模
物理流域对象空间分布广、行为特征不同，建立精准映射的前提是要根据不
同物理流域对象的时空演变特点，优化布局可靠的感知装置、构建高效传输的连

接以及海量数据的接入与处理方式。由于流域系统复杂性，影响水循环系统运行
的环境因素多，水循环系统运行状态存在随机性和不确定性，应充分结合物理机
理建模和数据驱动建模的优点，构建物理流域与虚拟流域融合的动态多维、多时
空保真模型，同时要平衡虚拟流域环境模型保真度与计算复杂度之间的矛盾，根

据研究对象和场景的变化能够实现模型自适应动态匹配和无缝切换，从而保证以
有效计算资源支持模型高效求解、数据快速分析与场景沉浸渲染。
2. 实现虚拟流域向物理流域反馈优化
流域治理管理决策影响因素众多、约束条件复杂、目标维度高、非线性特点

突出、时效滞后，传统的单一时空尺度、单目标最优的决策模式已无法满足可变
时空下的综合效益最优，需要构建物理流域和虚拟流域之间的迭代交互与动态演
化模式，实现物理流域系统运行数据驱动下的虚拟流域模型自主学习与进化。虚
拟流域通过与物理流域之间数据、知识的双向流动，利用人工智能将数据与知识

深度融合，进而对流域治理管理决策方案进行挖掘分析，生成最优方案与执行指
令反馈给物理流域对象。
（二）关键技术
围绕上述 2 个科学问题，需要突破 6 项关键技术，包括物理流域对象全景感

控与共融关键技术、虚拟流域高保真模型构建关键技术、数字孪生流域实时连接
交互关键技术、数字孪生流域孪生数据关键技术、数字孪生流域孪生知识关键技
术及数字孪生流域数字赋能服务关键技术。
1. 物理流域全景感控与共融关键技术

物理流域的全面感知是实现数字孪生流域的基础。虽然具备了较为全面的空
间信息基础设施，但如何有效地集成利用、构建一体化空间信息基础设施、应对
“三多现状”（多观测融合、多协议互联、多主题交互）和“三高需求”（高时
空感知、高精度感知、高智能感知）一直面临巨大挑战，而构建空天地集成化传

感网是应对这一挑战具有希望的解决方案。空天地集成化传感网，利用高速通信
网络和无处不在的感知手段，遵循观测、数据、处理和服务等标准规范，集成现

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