流域水库群联合调度知识图谱构建研究

根据水利部对智慧水利建设的要求，从九龙江流域控制性水库群联合调度规则库、预案语料库和知识库构建，流域水库调度知识图谱可视化表示模型研发等方面，研究九龙江流域控制性水库群联合调度知识图谱构建方案。研究成果将应用于数字孪生九龙江北溪建设先行先试项目和未来对整个九龙江流域的调度管理工作。     

虚拟现实技术及其在数字流域中的应用

该文介绍了面向21世纪的数字化工程中的数字流域、虚拟现实等重要概念。研究了虚拟现实技术应用于数字流域研发的相关技术：提高图形系统效率的多种细节层次的视景表示、多层次数据管理与视景调度技术，优化界面的多维人机交互技术，流域模型构建以及3S数据在数字流域中的应用模型。讨论了数字流域采用虚拟现实技术在三维漫游，仿真结果叠加，抗洪减灾，开发旅游资源等方面的重要应用。     

四川省数字孪生流域知识图谱的设计与实现

知识图谱是数字孪生流域建设知识平台的重要组成部分,本研究以数字孪生流域建设而汇聚的数据底板为基础,依托自顶向下和自底向上相结合的方法,通过总体框架设计,基于BERT-BiLSTM-CRF命名实体识别、Transformer模型的关系抽取、Neo4j的存储和可视化展示完成知识图谱的搭建,并基于知识图谱建设性构建智能问答系统,为四川省数字孪生流域物理流域的全映射提供了支撑,实现了知识的可视化表达、精准查询与智能推荐,为四川省河湖智能管理提供知识性参考。     

基于数字孪生的周公宅水库防洪“四预”系统构建与应用

以构建数字孪生流域、开展智慧化模拟、支撑精准化决策为实现路径,利用天空地一体化空间数据底板、多维智能感知数据、以及专业模型网格数据和计算结果数据等几类多源异构数据,进行数据汇聚和融合,采用WebGL孪生引擎进行可视化展示,构建数字孪生流域;聚焦流域防洪数字化场景,通过山区集总式水文模型和洪水演进模型对洪水过程进行预报和模拟,形成包括预报调度一体化、区域联防预警一体化、模拟仿真预演、决策建议方案等功能的四预孪生系统。本文以周公宅水库为具体研究对象,探索了具有水库工程的中小流域数字孪生建设的相关关键技术和应用场景构建,提供了建设思路和案例参考。     

基于数字孪生流域的防汛“四预”平台设计

针对我国防洪减灾业务流程未打通、数字底板不完全、孪生场景难构建、决策支持不到位等现状问题,基于水利部数字孪生建设和流域防汛“四预”能力提升的总体要求,研究一站式防汛流程搭建、数字孪生场景实现、防汛结构化知识体系构建等关键技术,应用关键技术梳理平台数字化需求,设计并研发数字孪生流域防汛“四预”平台,实现流域自预报预警、形势研判、决策调度至抢险支持等全流程封闭的一站式防汛。“四预”平台先后在浙江钱塘江、雄安白洋淀、济宁泗河流域及郑州贾鲁河等上线应用,实践应用表明：“四预”平台有助于提高流域防汛的“四预”能力,对加强水库拦蓄、保障大坝安全、提高抢险效率、降低人员影响、减少经济损失等起重要作用,具有一定的实用价值。     

数字孪生潭江流域先行先试建设与实践

数字孪生流域与数字孪生水网、数字孪生水利工程互联互通、信息共享、各有侧重,共同构成数字孪生水利系统核心,是推动新时代水利高质量发展的重要实施路径之一_[^1]。水利部于2022年2月启动了数字孪生流域建设先行先试工作,为切实其提高潭江流域水利工程防洪调度能力,江门市水利局按照水利部及广东省数字孪生流域试点建设工作要求_[^2],开展数字孪生潭江流域建设。数字孪生潭江面向流域防洪调度需求,以精细化调度22宗大中型水库、7宗梯级闸陂为目标,围绕四预核心功能,建设数据底板、模型平台、业务应用等内容,构建了流域LI级数据底板,流域重点区域及重点工程L2级数据底板,开发了五大类水利专业模型,初步构建了流域联合调度平台,并在2022年“龙舟水”、西北江洪水、台风暴雨防御期间投入实战,助力潭江流域水库水闸的群联合调度,取得防洪不受淹水资源不浪费的最佳效益。     

虚拟现实GIS核心技术的研究

数字城市、数字流域是GIS的研究热点，而虚拟现实GIS是实现数字城市、数字流域的手段之一，文中研究了实现基于虚拟现实技术的三维Web GIS的若干核心技术。     

基于DEM的三维景观在流域模拟中的应用

流域模拟试验区的选取受到诸如地理过程复杂性和数据获取难度大等因素的制约,传统的实地踏勘方法不能满足大尺度流域试验区的选取要求。该文提出基于数字高程模型和遥感影像建立三维景观图的方法,构建了流域三维地表模型,从不同视角、尺度观察整个流域及子流域划分情况,为确定试验区提供了客观、科学的依据。     

韧性城市视角下的甬江流域数字孪生平台建设

针对甬江流域水灾害防御需求,结合韧性城市理论,以防洪减灾“预报、预警、预演、预案”四预体系为导向,利用数字孪生引擎的强大渲染能力,建设全要素的数字孪生流域时空底座,以水文水动力模型、空间计算技术等为重要基础支撑,围绕综合监测、洪涝预报、洪涝预演、综合调度、协同预案等业务需求构建孪生场景,实现了甬江流域数字孪生平台。实践应用表明,该平台成功抵御了甬江流域超标准洪水,并对未来防洪工程体系优化具有启示意义,对其他流域防洪减灾、城市内涝治理工作具有一定的借鉴意义。     

“数字流域”剖析

该文通过分析数字地球的概念,引伸出数字流域的概念,重点研究了数字流域的系统模型和实施中需要关注的问题。