三維智慧水(shuǐ)利

黨的(de)十九大(dà)報告中明(míng)确提出要建設網絡強國、數字中國、智慧社會，黨中央對(duì)實施網絡強國戰略做(zuò)出全面部署，2018年中央一号文件明(míng)确提出實施智慧農業林(lín)業水(shuǐ)利工程。2019年全國水(shuǐ)利工作會議(yì)提出，抓好智慧水(shuǐ)利頂層設計，構建安全實用(yòng)、智慧高(gāo)效的(de)水(shuǐ)利信息大(dà)系統。智慧水(shuǐ)利是智慧社會的(de)組成部分(fēn)，是補短闆、強監管的(de)重要抓手，是推進新時(shí)代水(shuǐ)利現代化(huà)的(de)重要舉措，也(yě)是水(shuǐ)利信息化(huà)的(de)發展方向。

智慧水(shuǐ)利離不開準确的(de)空間數據獲取與表達，飛(fēi)燕遙感擁有最先進的(de)航空攝影(yǐng)測量技術、設備及專業團隊，在水(shuǐ)利空間數據獲取上，能爲客戶提供大(dà)流域面積、地形、水(shuǐ)質、工程、斷面等空間數據。

在智慧水(shuǐ)利應用(yòng)層面，飛(fēi)燕遙感充分(fēn)運用(yòng)雲計算(suàn)、物(wù)聯網、大(dà)數據、移動互聯、數字映射、數字孿生、人(rén)工智能等新一代信息技術，以物(wù)理(lǐ)流域爲單元，強化(huà)水(shuǐ)利業務與數字化(huà)、智能化(huà)深度融合，基于數字孿生技術，搭建數字流場(chǎng)，實現流域時(shí)空場(chǎng)景數字化(huà)。

一、方案總體架構

解決方案總體架構總體分(fēn)爲六層，感知層、網絡層、數據層、平台層、應用(yòng)層和(hé)展現層。

整體架構

感知層是平台所需信息的(de)智能感知和(hé)主動獲取體系，主要通(tōng)過綜合運用(yòng)手持設備、視頻(pín)監控、GPS、航空遙感、衛星遙感等技術手段，實時(shí)獲取水(shuǐ)利基礎信息，并感知水(shuǐ)利要素變化(huà)。

網絡層是平台運行所依賴的(de)網絡環境，主要包括無線和(hé)有線網絡。

數據層是平台需要的(de)數據類型，主要包括基礎地理(lǐ)數據、河(hé)網水(shuǐ)系數據、人(rén)員(yuán)數據、涉水(shuǐ)數據、實時(shí)監測數據、業務動态數據、氣象時(shí)空數據等。

平台層是水(shuǐ)利三維地理(lǐ)信息服務平台運營的(de)基石，主要包括運維管理(lǐ)平台、地圖服務平台和(hé)移動支撐平台等，爲應用(yòng)層提供基礎性架構和(hé)運行環境。

應用(yòng)層是依托平台層并結合用(yòng)戶實際需求設計的(de)業務應用(yòng)，包括水(shuǐ)利一張圖管理(lǐ)、流域一體化(huà)管理(lǐ)、三維配水(shuǐ)運維管理(lǐ)、排污監測管理(lǐ)、水(shuǐ)質監測管理(lǐ)和(hé)氣象監測預警等。

展示層爲平台的(de)各項服務與應用(yòng)提供用(yòng)戶操作展示界面和(hé)多(duō)種接入方式，主要采用(yòng)門戶網站、PC端和(hé)移動端三種展示方式。

二、天空地一體化(huà)涉水(shuǐ)時(shí)空大(dà)數據采集

水(shuǐ)利時(shí)空大(dà)數據來(lái)源分(fēn)爲江河(hé)湖泊水(shuǐ)系、水(shuǐ)利工程設施和(hé)管理(lǐ)活動，其采集手段主要爲地面監測、衛星遙感、航空遙感、互聯網采集及模型模拟等五類。

方案提供高(gāo)分(fēn)辨率衛星影(yǐng)像數據服務，同時(shí)基于自研8.8億像素的(de)航空集成多(duō)傳感器航攝儀、最高(gāo)像素爲4.5億的(de)大(dà)幅面高(gāo)精度UC系列數碼航攝儀、200萬赫茲的(de)機載激光(guāng)雷達相機、5億像素的(de)傾斜航攝儀及無人(rén)機隊，結合雲數據處理(lǐ)中心，構建空天地一體化(huà)數據獲取服務，可(kě)爲水(shuǐ)利時(shí)空大(dà)數據的(de)建設提供衛星影(yǐng)像、航空影(yǐng)像、傾斜影(yǐng)像、高(gāo)光(guāng)譜影(yǐng)像、熱(rè)紅外影(yǐng)像和(hé)激光(guāng)點雲等數據采集和(hé)處理(lǐ)。

三、二三維水(shuǐ)利時(shí)空數據治理(lǐ)

方案提供多(duō)源多(duō)形态數據綜合治理(lǐ)，實現高(gāo)精度遙感解譯服務，快(kuài)速生産江河(hé)湖庫常規4D産品、影(yǐng)像挂圖、電子地圖和(hé)三維實景模型等産品，建立健全江河(hé)湖庫基礎數據庫，通(tōng)過水(shuǐ)利時(shí)空大(dà)數據雲平台實現遙感大(dà)數據的(de)收集、處理(lǐ)與下(xià)發應用(yòng)，輔助水(shuǐ)利相關單位快(kuài)速摸清問題底數，有效解決水(shuǐ)利“四亂”等突出問題，實現江河(hé)湖庫的(de)動态實時(shí)監管。

海岸帶正射影(yǐng)像圖

河(hé)湖藍線空間化(huà)

水(shuǐ)域侵占監測

四、智慧水(shuǐ)利時(shí)空大(dà)數據雲平台

時(shí)空大(dà)數據雲平台是智慧水(shuǐ)利的(de)基礎支撐平台，實現數據接入、存儲、共享、發布及展示。雲平台依托地理(lǐ)信息多(duō)源數據單次同步獲取技術，融合江河(hé)湖庫基礎地理(lǐ)數據、專題數據、業務數據、物(wù)聯網實時(shí)感知和(hé)互聯網在線抓取等數據，構建水(shuǐ)利大(dà)數據底座，圍繞水(shuǐ)利相關實際需求，提供智慧應用(yòng)支撐。

雲平台功能特點有：

•三維多(duō)源數據管理(lǐ)與展示

支持DOM、DEM、傾斜mesh、點雲、BIM模型、衛星遙感、高(gāo)光(guāng)譜等多(duō)源數據服務管理(lǐ)、展示及交互式浏覽。

•三維自然場(chǎng)景渲染

支持日照(zhào)、降雨(yǔ)、降雪(xuě)、霧等自然場(chǎng)景模拟。

•空間量算(suàn)

支持距離量算(suàn)、面積量算(suàn)、高(gāo)度量算(suàn)及位置拾取。

•自動浏覽

自動飛(fēi)行浏覽及書(shū)簽自動浏覽、自定義設置及循環播放。

•空間分(fēn)析

天際線分(fēn)析、限高(gāo)分(fēn)析、通(tōng)視性分(fēn)析、可(kě)視域分(fēn)析、日照(zhào)分(fēn)析、剖面分(fēn)析等。

•三維數據共享服務

實現三維數據的(de)網絡動态共享，按照(zhào)三維數據範圍、時(shí)間、權限等進行共享控制。

•坐(zuò)标轉換

提供互聯網地圖坐(zuò)标、國家标準地圖坐(zuò)标、本地坐(zuò)标的(de)批量轉換服務。

•其他(tā)功能

視頻(pín)終端動态接入、三維專題圖、三維動态規劃等。

五、數據及業務應用(yòng)

（一）水(shuǐ)利大(dà)數據中心

水(shuǐ)利大(dà)數據中心依托于雲計算(suàn)、大(dà)數據物(wù)聯網和(hé)空間信息等技術，通(tōng)過整合基礎地理(lǐ)數據、河(hé)網水(shuǐ)系數據、人(rén)員(yuán)數據、涉水(shuǐ)數據、實時(shí)監測數據、業務動态數據、氣象時(shí)空數據等數據，實現河(hé)道産彙流分(fēn)析、水(shuǐ)情水(shuǐ)質相關關系分(fēn)析、水(shuǐ)質水(shuǐ)量調度分(fēn)析、受災影(yǐng)響預測、河(hé)段水(shuǐ)污染風險分(fēn)析等功能，爲水(shuǐ)利業務決策提供科學依據。

（二）智慧水(shuǐ)利一張圖

以水(shuǐ)利普查、1∶10000基礎地理(lǐ)信息數據和(hé)第一次全國地理(lǐ)國情普查成果等爲數據源，提取水(shuǐ)系、地名、行政區(qū)劃等基礎要素，結合河(hé)道岸線、藍線和(hé)管理(lǐ)線等範圍線，整合水(shuǐ)電站、排污口、監測斷面、水(shuǐ)文站、涉河(hé)建築、水(shuǐ)利工程等數據，形成水(shuǐ)利信息完整覆蓋的(de)一張圖基礎信息數據庫，通(tōng)過接入各類涉水(shuǐ)的(de)監測信息疊加分(fēn)析，實現區(qū)域水(shuǐ)情監測、險情監控、淹沒分(fēn)析、氣象分(fēn)析、水(shuǐ)質監測及河(hé)長(cháng)制管理(lǐ)等功能。

（三）三維配水(shuǐ)運維管理(lǐ)

在系統中引入BIM模型，通(tōng)過三維引擎仿真渲染後，實時(shí)直觀地以三維場(chǎng)景展示配水(shuǐ)運維工程，并将實時(shí)獲取的(de)各類運行信息在三維場(chǎng)景中結合局部三維模型直觀展示，具有配水(shuǐ)運維工程空間查詢、建築信息查詢、安全監測、運行狀态監測、水(shuǐ)質監測、視頻(pín)監控和(hé)工程管理(lǐ)等功能。

（四）排污監測管理(lǐ)

結合物(wù)聯網、網絡通(tōng)信、傳感控制等信息科技手段，對(duì)各路管網污水(shuǐ)排放、運行、處理(lǐ)等進行全程動态管控，統計排污總量、排污口等信息，并展示各區(qū)域内排污治理(lǐ)情況。通(tōng)過對(duì)污染源、管網、泵站、處理(lǐ)廠的(de)水(shuǐ)質水(shuǐ)量進行監控，實現排污預警預報功能。

（五）水(shuǐ)質監測管理(lǐ)

通(tōng)過接入已有的(de)水(shuǐ)質監測站點數據，對(duì)排水(shuǐ)泵站、污水(shuǐ)排放口、排水(shuǐ)管網監測點的(de)水(shuǐ)質進行實時(shí)監測，監測指标主要包括PH值、COD、SS、氨氮以及總磷等，可(kě)進行水(shuǐ)質查詢、水(shuǐ)質分(fēn)布情況查詢及水(shuǐ)質标準查詢。

（六）氣象監測預警

通(tōng)過三維GIS技術，結合氣象數據、區(qū)域地形、河(hé)網等信息，構建氣象監測預警系統。基于氣象因素動态分(fēn)析，科學預測區(qū)域内水(shuǐ)域、水(shuǐ)利受影(yǐng)響範圍及程度。針對(duì)極端天氣，例如台風，系統會錄入台風的(de)運動軌迹與時(shí)間信息，預測台風登陸的(de)時(shí)間地點，适時(shí)發出預警信息。

三、項目案例

1、福建省縣級海域動态監管系統建設

2、淮河(hé)數字流域建設

3、福建省河(hé)道岸線規劃服務

4、青島市入河(hé)湖排污（水(shuǐ)）口排查

5、無人(rén)機海洋巡查

6、甯夏黃(huáng)河(hé)數字航攝及正射影(yǐng)像圖制作

7、疏勒河(hé)數字航攝及正射影(yǐng)像圖制作

8、福清海岸線數字航攝

9、福建閩江流域數字航攝

10、浙江海岸線數字航攝

11、福建海岸線數字航攝

12、黑(hēi)河(hé)幹流河(hé)道地形圖航攝

13、九龍江河(hé)道岸線正射影(yǐng)像圖制作

14、河(hé)北(běi)海岸帶正射影(yǐng)像圖制作

15、北(běi)幹流河(hé)段地形圖測繪