Page 191 - 测绘科学技术理论及实践应用研究

第七章 水利工程中数字孪生技术的相关思考

据、水资源管理需求、人员分布等数据集成化数据耦合展示和动态更新。
（五）智慧模拟，加强新技术应用
基于流域水资源孪生数据，可借助 3D 可视化展示系统、高仿真场景模拟、

水利工程运行状态监测和重点区域地形水文监测等数据，获得高精度的水上水下
一体化数字地形数据，通过叠加水位、水文、水利工程等相关信息，实现全场域
数据环境模拟，并与真实环境对应，为水资源管理提供直观、高效、精准的数据
支持，可面向防灾减灾、流域水资源调度和水利工程建设等决策提供科学的数据

支持服务。通过建设全流域数字孪生体技术应用，基于数字孪生数据和设计工具、
仿真工具、物联网、虚拟现实等数字化手段，对流域河网水系和下垫面特征进行
数字化转化，基于卫星、无人机倾斜摄影等遥感数据解译流域下垫面和小流域的

基础属性数据，对流域内水雨情监测站网进行数字化转化，建立流域监测站网，
可在具体的应用场景、不同时空分辨率、不同精细化粒度下实现河网水系、小流
域下垫面、水利工程上下游、流域影响范围和经济社会要素等全局性的要素动态、
实时数字化智慧模拟，实现流域的智慧虚拟画像。
（六）智慧应用，实现流域水资源管理“四预”目标

基于数字孪生技术的水资源管理系统，其核心是对已采集获取的物理实体信
息进行跨学科、多尺度、多概率仿真，通过对可能发生的概率性事件进行预测，
最终为决策提供支撑服务。在智慧应用中，系统可根据数字孪生技术对流域内降

雨产流、流域汇流、洪水演进、水土侵蚀、水质扩散、地下水运动、水文预测预
报等数据进行预测，通过预测流域内水位、水文、水量、水质等变化情况和水资
源管理的利用情况进行研究，提出防灾减灾方案和水资源调度调控决策方案，为
水资源管理的保护、利用，污染事件的应急处置提供决策支持。在水资源管理系
统中，基于水资源数字分析与处理，可实现用水计划和水量调度管理的精细化，

如结合土壤墒情、农作物生长周期、气象水文信息等基础数据，对流域内水资源
用水计划、用水调度进行演算预测，并根据实时引水、用水数据实时更新水资源
的总量、需水量、用水量等信息，能够实现水资源管理与调配智慧化的科学模拟

与决策。为提高系统的自动化、信息化水平，降低人工干预对模拟仿真结果的干
扰，水资源管理系统应集成人工智能、神经网络、大数据挖掘等技术手段，确保
系统能够在多源、复杂数据中分析、提取出有价值的数据，提高数据预测的精度，
缩短数据分析时间，为研究流域水资源规律提供技术支持。

183