Page 59 - 水利水电工程施工管理概论

第一章 水利水电工程智慧管理——以数字孪生流域建设为例

目前“共享共建”的原则明确，即各级建设主体按照统一时空基准进行建设，确
保共享数据的统一性、时效性和同步性，保障各单位建设成果能够集成为有机整
体。但成果如何共享尚无应用示范。从技术角度出发，可根据实际情况选用数据
交换、调用服务、离线拷贝等方式，科学性和适用性有待实践检验。

（二）应用实践
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曹娥江位于浙江省东部，流域面积 6080km ，流域内的主要水利工程包括四
个大型水库、两个滞洪区、主要干支流、河口大闸，形成蓄、分、堤、挡的防洪
布局。聚集流域防洪，以浙江水利一张图为基础，融合自然资源、气象、应急等

部门数据，建立粗细适宜的曹娥江流域三维数据底板，包括干流 L2 级、曹娥江
大闸等重点工程区域 L3 级底板。
从地理对象角度看，涵盖流域内的影像、地形、河流、道路、建筑等完整要素；
从数据分类角度，包括 DEM、DOM、BIM、倾斜摄影等多种类型，源数据总量

约700GB。采用国产主流的GIS软件，对上述多源、异构数据完成复杂细致的配准、
开挖、接边等融合操作。对曹娥江大闸等重点关注对象，制作 Max 模型和激光
点云两套模型，并设置不同的可见距离，当视野由远及近时，能够由粗略模型自
动切换到精细模型。在 BIM+GIS 三维场景搭建完成后，将场景数据统一导出为

S3M 缓存文件，其中金字塔剖分类型选择八叉树方式，实现数据的轻量压缩，
解决流域三维“拖不动，看不了”的问题。
将轻量压缩数据上传至高性能图形服务器进行渲染发布，使三维数据底板从
线下创建走向了线上应用；进而支撑流域管理范围内的各类监测数据、专业模型

和业务流程，成为数据交互、业务协同的纽带。基于三维数据底板，集成流域态
势感知、风险预演和多方案比选等功能模块，实时推送预报调度一体化工作平台
中水文水动力学模型计算结果，并依托 GIS 引擎叠加运用等值线、热力图、粒子
运动等方式在三维环境中渲染展示，达到洪水预演“看得见，看得真”的效果。

三维数据底板为水利业务工作提供数字化场景，同时构成数字孪生流域建设
成果展示窗口。基于三维数据底板打造流域防洪应用驾驶舱，面向决策者展示关
键信息和成果，通过动态预演“降雨在哪里—洪水在哪里—风险在哪里”，实现
“预报科学化、预警超前化、预演数字化、预案科学化”。

（三）卫星通导遥技术在数字孪生流域建设应用潜力
卫星通导遥技术为全要素水利信息感知、数据高效传输以及高保真数字孪生

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