數字孿生在新型智慧城市建設中可以進行數字孿生流域建設、數字孿生排水管網、數字孿生橋梁防撞指揮等應用場景，進行數字化、精細化、可視化管理。
壹、數字孿生流域政策環境：
2021年12月23日水利部召開推進數字孿生流域建設工作會議，水利部部長李國英提出：“數字孿生流域是以物理流域為單元、時空數據為底座、數學模型為核心、水利知識為驅動，對物理流域全要素和水利治理管理全過程的數字化映射、智能化模擬，實現與物理流域同步仿真運行、虛實交互、叠代優化”，同時強調以數字化、網絡化、智能化為主線，以數字化場景、智慧化模擬、精準化決策為路徑，以算據、算法、算力建設為支撐，加快推進數字孿生流域建設，實現預報、預警、預演、預案功能。
二、水利信息化發展現狀：
①透徹感知能力不足：
水利感知的覆蓋範圍和要素不全，對於水文信息、環境信息、工程信息等方面的監測能力已經不能滿足現有業務發展和管理需要，雖然現在能夠通過地面、水上、航空、航天等技術與設備進行信息采集工作，但整體智能化水平仍處於相對較低的程度。對於將要建設的數字孿生流域體系要求仍有較大的距離，物聯網技術與設備也沒有得到充分的利用，且通信基礎能力較為薄弱，在網絡帶寬、應急措施方面均有不足。
②信息基礎設施“算力”欠缺：
現有水利業務網中，僅有6個省（自治區）的水利業務網能夠通達到鄉鎮級水利單位，對於工程管理單位來說聯通率更低，嚴重阻礙了水利業務應用“三級部署、多級應用”的發展原則。骨幹網絡不能滿足現有數據傳輸、服務調用的需要。面對現在越來越多的影像、圖像等數據的快速增長，缺乏大數據處理、雲計算與數據存儲能力。
③信息資源開發利用有待提升：
水利內部信息系統缺乏整合，導致現有水利設施基礎信息不全、準確性不高、基礎數據不統壹、對象代碼不統壹、數據標準不統壹等問題，各類業務和各級部門間存在數據“重采、重存”的現象。同時對所需要的如地質信息等聯系緊密的外部信息缺乏***享，聯動不足。
④業務應用智能化水平差距較大：
現有水利信息系統中的水利工程、水資源開發、水災旱災防禦、水土保持等業務均存在業務與信息技術融合不深入，智能化水平不足，對於5G、AI、大數據、物聯網等新興技術未能充分應用，最終導致信息系統對業務發展支撐能力薄弱的問題。
三、水利數字孿生，實現物理空間數字化映射與智慧化模擬
廣東地空智能科技有限公司協同水利專業機構，在智慧水利領域進行了相關的鉆研和實踐，通過感知層抓取實時監測數據，基於全數字測量、大數據、雲計算、地理信息、三維虛擬模型、人工智能、區塊鏈等十余項高新技術，整合水利各項基礎數據，以水利時空數據為重點研究對象，聚焦於水利數據的管理、展示與分析，對水利空間進行精細、全面、動態的模擬，構建水利業務橫向***享、縱向聯動，以此實現各級水利部門間信息聯通，真正打通涉水信息孤島，打破涉水業務分割，為管理者進行安全分析評估、工程運維管理、防汛調度管理、綜合展示等提供可視化的便捷支持。數字孿生水利信息化監管平臺集成數字孿生流域管理系統、數字孿生模擬仿真系統和數字孿生知識服務系統三大系統，融合與匯聚了多源數據，建立全時空、多維度、多粒度的水利全時空資源池，實現水利數據資產的壹體化管理；壹方面升級與拓展水利壹張圖，建設基礎數據統壹、?監測數據匯集、 二三維壹體化、三級協同貫通的數字底板，提供水利場景的高保真、高穩定、高質量模擬仿真；另壹方面集成耦合多維多時空尺度的水利專業模型和AI智能模型，提供集分析-模擬-表達-決策於壹體的“四預”能力，為“2+N”業務提供智慧化服務。
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數字孿生水利信息化監管平臺聚焦數字孿生，以物理流域為單元，以水利時空數據為底座，以流域數據集成和可視化、水利模擬仿真為核心，以水利知識為驅動，運用物聯網、大數據、人工智能、虛擬仿真等技術，實現物理空間內全域、全要素、全過程的數字化映射與智慧化模擬，支撐水利精準化決策。
四、整合數據，搭建數字孿生水利大數據中心：
基於水利行業相關的數據標準與規範，梳理水利數據資源目錄，接入並整合多時空、多粒度、多維度水利數據，包括基礎地理空間數據、業務管理數據、監測感知數據、跨行業***享數據等，經標準化處理，形成數字孿生水利大數據中心，為用戶提供統壹標準的數據服務。
五、分類入庫，形成水利時空大數據全景圖：
分類融合與匯聚多時空、多粒度、多維度水利數據，構建標準壹致的水利數據資源池，形成水利時空大數據全景圖，為用戶提供全方位、多時空、多粒度的全時空數據資源服務。
子系統壹：數字孿生流域管理系統
數字孿生流域管理系統是數字孿生水利信息化監管平臺的基礎，主要是建設數據底板，為模擬仿真、知識服務提供海量數據支撐。系統構築統壹門戶，接入多源水利時空數據，打破數據壁壘，實現數據統壹管理；建立物理空間到數字空間的虛擬映射,構建水利時空全景壹張圖；綜合運用物聯網、雲計算、大數據、人工智能、地理信息等新型信息化技術手段，提供海量數據分析能力，實現對水利空間的精細、全面、動態模擬，為精細化管理提供支撐。
①多源異構數據接入，實現數據統壹管理
②“物理-數字”全映射，形成水利資源“壹張圖”：
③軟、硬件加持，助力海量數據分析：
子系統二：數字孿生模擬仿真系統
數字孿生模擬仿真系統是數字孿生流域管理系統的升級，主要是提供高保真、低延時、高穩定的三維可視化場景，為提供細化、量化、動態、直觀的計算分析提供支撐。系統基於大場景高效率圖形可視化技術，借助輕量化+webp+塊存儲+子域等壹系列技術，提升整體加載效率與瀏覽流暢度，實現多源、多維度、多粒度數據的高保真、高質量空間化表達與仿真建模。
子系統三：數字孿生知識服務系統
數字孿生知識服務系統是數字孿生水利信息化監管平臺的核心內容與最終目標，主要是集成耦合多維多時空尺度的數據模型，提供“四預”能力。系統在***享水利部本級、流域管理機構各類計算模型與計算成果的基礎上，按需構建水利專業模型、人工智能模型和水利知識模型，形成數字孿生水利模型庫，提供工程調度、安全監測、知識挖掘等智慧化服務，實現“預報、預警、預演、預案”功能的綜合決策指揮。
①集成水利專業模型，推進水利精準模擬：
聚焦智慧水利與空間智能領域，廣東地空智能科技有限公司致力於打造專業的水文-水動力-水質耦合模型，支撐流域、區域的防洪抗旱、水資源水環境的調度管理、智慧城市的防洪排澇與水環境治理、大江大河的水汙染應急調度指揮等，推進水利精準化模擬與分析。
②引入AI智能模型，助力水利智慧決策：
利用遙感AI、視頻AI等技術，對遙感影像進行自動解譯和加工處理，對雨水情、工情、險情、旱情、水土流失、水質水環境、非法采砂、水域岸線占用等實現大尺度的動態監測預警，提升水利安全監測能力。
③建立水利知識模型，支撐水利知識服務：
以模型庫、知識庫為驅動，快速分析研判，優化完善應急方案，配合人員終端信息交互，為單位內部以及與流域管理機構、水利部的異地多方會商、相關人力、物力資源應急調度指揮等提供支撐。