【引言】

在全球氣候變化加劇、水災害日益頻發(fā)的當下，水利行業(yè)正經歷著從“經驗驅動”到“智能驅動”的深刻變革。?作為國內領先的衛(wèi)星互聯網企業(yè)，航天宏圖信息技術股份有限公司（以下簡稱“航天宏圖”）（股票代碼：688066）以自主可控的PIE-Engine時空云計算平臺為核心，深度融合衛(wèi)星遙感、大數據、人工智能與水利專業(yè)模型等前沿技術，打造“數據全域感知、模型精準推演、四預閉環(huán)管控”的?數字孿生流域建設能力?，推動“預報、預警、預演、預案”的“四預”體系在防洪抗旱、生態(tài)調度、城市內澇等場景中落地生根，為水利治理現代化注入智慧動能。

【數據底板，空天地水工全域感知構建高精度數字鏡像】

數字孿生流域的建設離不開全面、準確、實時的數據支持。航天宏圖依托?“女媧星座”雷達衛(wèi)星+無人機編隊+物聯網終端?的立體感知網絡，打造覆蓋全域、動態(tài)更新的數據底板。

01多源數據采集

航天宏圖規(guī)劃了我國規(guī)模最大的多層次、多模式混合遙感衛(wèi)星星座——“女媧星座”。突破多云多雨環(huán)境監(jiān)測瓶頸，實現了全天時全天候對地觀測、高分辨率成像、高精度形變監(jiān)測、在軌智能處理等功能。截至2024年底，女媧星座已形成12顆衛(wèi)星組網規(guī)模，12星聯合使用，最大重訪時間小于20小時，平均重訪時間小于5.6小時，分辨率最高到0.3米。

航天宏圖擁有自主無人機生產基地4個，具備DSM、DEM、DOM、DLG、密集點云、實景三維單體等多種產品生產能力，實現物理流域和數字流域虛實映射，構建實景三維流域。結合數字孿生場景與動態(tài)仿真推演能力，賦能流域防洪監(jiān)測、水庫監(jiān)測、水利調度、智慧水務、河湖巡檢等領域。

航天宏圖利用物聯網技術，深度融合地面、水下、工程多維度數據，打造高精度、全時域、智能化的“地水工”監(jiān)測網絡。利用雨量站、蒸發(fā)站、視頻監(jiān)測站等地面監(jiān)測設施設備，實現對關鍵區(qū)域點位雨情、蒸發(fā)等要素的精準實時監(jiān)測感知；利用聲、光、電、無人船等監(jiān)測技術裝備，實現對河湖庫水體的水位、流速、水質、水下地形等水中水下要素的精準自動化監(jiān)測感知；利用滲壓計、應變計等手段，實現對水庫大壩、堤防、水閘、隧洞等水利工程內外的滲流滲壓、位移形變、應力應變等工情險情要素的實時精細監(jiān)測感知。

此外，航天宏圖整合了氣象、地質、社會經濟等多源數據，構建了全面、豐富的數據資源庫，通過對這些數據的深度挖掘和分析，能夠揭示流域內各種因素之間的內在聯系和作用規(guī)律，為數字孿生流域的精準模擬和智能決策提供有力支持。

02多源數據管理平臺

基于國產化軟硬件環(huán)境（華為arm架構、瀚高數據庫等）下，航天宏圖構建了多源異構時空數據管理系統(tǒng)，實現多源國產衛(wèi)星遙感影像和專題產品、示范區(qū)無人機航飛數據和產品，以及示范區(qū)地面監(jiān)測數據的匯集和管理，可為項目提供天空地監(jiān)測數據和產品的查詢、訂購、下載等服務。

【深度建模，實現流域精準模擬與預測】

在模型構建方面，航天宏圖依托多源數據和PIE-Engine Factory，引入deepseek等AI大模型，打造PIE-Hydr水文水動力云計算服務平臺，數據、算法、算力全部上云，向用戶提供水文水力計算和分析在線服務。平臺能夠根據實時降雨數據和流域特征，精準預測洪水的演進過程、淹沒范圍和水位變化情況。通過對不同調度方案的模擬分析，可以為防洪決策提供科學依據，有效降低洪水災害的損失。

【知識平臺，沉淀行業(yè)Know-How，驅動業(yè)務持續(xù)進化】

航天宏圖通過?知識圖譜+AI大模型?，將數據價值轉化為可復用的行業(yè)知識資產，構建知識平臺。知識平臺以圖等可視化方式呈現各知識圖譜單元的關聯關系，基于知識圖譜，實現水利對象點查詢與關聯對象查詢，用于挖掘水利知識圖譜實體之間的關系。通過知識圖譜匹配業(yè)務模式，支撐 “2+N”智能應用。

【四預一體，提升決策效能】

數字孿生流域的核心價值在于其“四預”（預報、預警、預演、預案）功能。航天宏圖將云計算、大數據、人工智能等技術與水利業(yè)務深度融合，打造了具有強大“四預”能力的數字孿生流域“四預”平臺。預報功能利用先進的水文水動力模型，實現對流域降雨、產流、匯流、演進等過程的精準預報；預警功能則基于預報結果，對流域內水庫、堤防、山洪易發(fā)區(qū)等重點防洪對象的防洪能力進行精細化、針對性預警；預演功能通過構建重要流域、關鍵工程、設施區(qū)設定場景，對設計、規(guī)劃或未來預報場景下的洪澇災害演進、水利工程運用進行模擬仿真。及時發(fā)現潛在問題，科學制定并優(yōu)化調度方案；預案功能則是根據預演結果，確定工程調度運用、非工程措施和組織實施方式，在面對實際災害時，預案能夠為決策者提供快速、有效的應對方案，減少災害損失。

【展望未來，共譜水利新篇】

為了打造“數據全域感知、模型精準推演、四預閉環(huán)管控”的?數字孿生流域建設能力?，航天宏圖構建了包括數據底板、模型平臺、知識平臺等產品，推動“預報、預警、預演、預案”的“四預”體系在防洪抗旱、水資源調度、城市內澇等場景中落地生根，為水利治理現代化注入智慧動能。

展望未來，我們將持續(xù)深耕水利領域，秉承創(chuàng)新驅動發(fā)展的理念，加大在衛(wèi)星遙感、人工智能、大數據等前沿技術領域的研發(fā)投入，不斷提升數字孿生流域建設能力。為經濟社會高質量發(fā)展注入強勁動能，在新時代水利建設事業(yè)中書寫更加輝煌的篇章。