Page 51 - 现代测绘技术在水利工程中的应用

The Application of Modern Surveying and Mapping Technology in Water Conservancy Engineering
现代测绘技术在水利工程中的应用

2. 构建原则
（1）对物理对象进行忠实反映
由于水利工程运行环境的复杂性和多变性，需要水利工程中的物理实体具备多源
异构数据的实时感知和互联能力，能够对人、机、物、环境这四大要素进行全面的感

知和融合，从而对物理对象的几何、运动、状态等信息真实可靠的实时采集和传输。
（2）虚拟模型构建的真实性和可靠性
虚拟模型是水利工程中的物理实体在信息空间内的数字化映射，从几何形状、物
理属性、行为响应及规则规律等诸多方面进行真实刻画和描述建模，通过该模型能够

对水利工程的调度管理、控制运用、工程检查、工程修养维护、安全管理等进行模拟
仿真、评估、优化、预测和决策，能够对整个实施过程进行实时监测、预测和管控。
（3）孪生数据的全面性、集成性和动态性

水利工程运行管理数据具有数据量大、数据类型繁多、多维度、多源异构等特点，
虚拟模型对采集的数据进行分析、处理之后将会产生新的数据，这类数据叫做衍生数
据，孪生数据来源物理实体、虚拟模型和服务系统。孪生数据是推动数字孪生与水利
工程运行管理相结合的核心，它通过动态实时的交互将物理实体、虚拟模型和服务系
统连接成一个有机的整体，并且在这个过程中不断地迭代优化。

3. 主要功能
（1）模拟、评估、优化、分析、监控和预测水利工程运行管理过程
构建水利工程运行管理数字孪生体系的主要作用之一就是模拟、评估、优化、分

析、监控和预测水利工程运行管理在现实环境中的一系列行为和过程。在执行任务之
前，通过在虚拟环境中模拟水利工程运行管理操作，掌握各个要素的行为、状态、任
务成功率、运行参数等，为后续制定相应的管理计划提供依据。在执行任务的过程中，
通过分析实时的运行数据，借助规则模型评估当前管理方式的优劣，并且在这个过程

中物理空间和信息空间不断交互、迭代优化，产生优化的信息来对物理实体进行控制。
同时通过数字孪生体可以对物理实体进行可视化监控，能够对水利设施设备进行故障
诊断、故障定位和健康管理。建立预测模型，利用监测的实时数据、历史数据、经验库、
知识库等，通过聚类分析、数据挖掘等数据处理分析技术来对水利工程运行管理中各

个业务未来运行情况进行预测，从而能够提前做好预防保障和维护措施。
（2）在水利工程运行管理全生命周期的各个阶段，强化数据整合，促进信息
共享
通过数字孪生技术，将水利工程控制运用、工程维修养护、调度管理、安全管理、

技术档案管理等在水利工程数字孪生体中进行实时映射，并以水利工程数字孪生体为
主要数据来源，对管理过程中的状态、行为、物理参数等进行监测，实现水利工程运

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