数字地球生态讲堂第24期 | 用一双“数字之眼” 守望智慧水网下的江河安澜
发布时间：2023-07-21
7月20日下午，由中国科学院空天信息创新研究院、国际数字地球学会中国国家委员会、中国地理信息产业协会、中国指挥与控制学会、中国软件行业协会、中国气象服务协会、中国卫星导航定位协会、中国遥感应用协会指导，中科星图股份有限公司（以下简称“中科星图”）主办的“数字地球生态讲堂”第24期成功举行。 水——是万物之母、生存之本、文明之源。在浩瀚的历史长河中，无数水源汇聚成一条条河流，每一条流动的河流都氤氲着人类活动的历史，源远流淌在永恒且同样奔涌向前的时空里。 人类与水相生相依，世界几大文明皆发源于大江大河。但人类与水又不断牵制，始终在共处、共生和斗争的进程中不断前行。 自古以来，水患都是人类的心腹大患之一。纵观中华民族发展历程，治水是个绕不开的话题。治国必先治水，水治才能兴邦，这是世世代代中国人的常识。从“三番洪水泡天庭”的上古神话，到“大禹理百川，杀湍湮洪水”的历史传说，从战国修建都江堰大型水利至今依旧在灌溉农田，到南水北调等持续加固江河堤防，中华文明发展史，就是一部与洪水不断作斗争的奋斗史。 作为农业大国，我国人多水少、时空分布不均，水旱灾害频发，是世界上水情最为复杂、江河治理难度最大、治水任务最为繁重的国家之一，有着夏汛冬枯、北缺南丰，水资源的时空分布不均衡，与耕地资源、矿藏资源等经济要素不相匹配的基本水情。兴水利、除水害历来都是治国安邦的大事，关乎我国经济社会发展稳定和人民健康福祉。 当前，我国正式进入“七下八上”防汛关键期，多地进入主汛期。入汛以来，我国经历了18次强降雨过程，21个省份271条河流发生超警以上洪水，多雨区主要集中在东北中部、西北东部、华北西南部、黄淮西部、江淮东部及湖北西北部。习近平总书记对防汛救灾工作作出重要指示，要求有关部门精准指导重点地区做好中小河流洪水、中小水库出险和城市内涝等灾害防范工作，全力抢险救灾。各地区各部门紧盯中小河流洪水、中小水库安全度汛等环节，落细落实防范应对措施，保障人民群众生命财产安全。 步入数字时代，水利工程也正向数字化、网络化、智慧化发展。当江河湖海拥有了“智慧”，防汛救灾各项工作将迎来哪些改变？“智慧脑+千里眼”如何更好实现“智慧护水”“智慧管水”“智慧用水”？一张智慧水网中怎样统筹解决水资源、水生态、水环境和水灾害问题？ 中科星图“数字地球生态讲堂”第24期，邀请中科星图水利首席科学家、星图亿水副董事长、星图亿水首席科学家朱庆平、水利部南京水利水文自动化研究所原总工程师，水利部水文水资源监控工程技术研究中心副主任，学术期刊《水利信息化》副主编丁强、星图亿水高级副总裁巩怀永、星图亿水高级副总裁王晓晶做客直播间。共同围绕“GEOVIS iWater的技术路线与产品”“监测感知数据在水利数字孪生的合理应用”“测雨雷达系统技术与应用”等话题进行深入解读，并就热点话题共同解读数字时代让“治水”变“智水”的中国式探索和实践。 “数字地球+大江大河”能产生什么效果？
随着云计算、大数据、物联网等新兴技术的发展，水利信息化建设面临着新的发展机遇。如何让“治水”更便捷、更安全、更高效，成为“带有智慧的水”，是业界一直在探索的课题。 直播当天，中科星图水利首席科学家、星图亿水副董事长、星图亿水首席科学家朱庆平作了题为《GEOVIS iWater技术路线与产品》的主旨报告。分别从“什么是GEOVIS iWater”“ 数字地球赋能智慧水利”“ GEOVIS iWater技术路线与产品”三个维度进行全方位解读。 朱庆平介绍，数字地球平台在信息系统建设中发挥着“体系基座”的核心作用，已经在国家水网、与水利专业深度融合等方面发挥着重要作用。以日前发布的星图地球智脑引擎（GEOVIS Earth Brain）为例， 通过密集型“智能计算”可为用户提供地球数据智能处理、地球信息智能感知、地球场景智能重建能力，并向互联网用户开放各类计算能力接口，便于快速构建云上应用，为地球科学研究、遥感行业应用、大众日常生活等提供高质量的时空内容服务。 党的十八大以来，我国水利治理能力与时代发展同频共振。中共中央、国务院近期还印发了《国家水网建设规划纲要》（以下简称《规划纲要》）。提出“到2035年，基本形成国家水网总体格局，国家水网主骨架和大动脉逐步建成，省市县水网基本完善”。朱庆平以智慧黄河（起步区）创新平台为例表示，围绕全域感知、生态黄河、安全黄河、文化黄河四个主要方向，为流域安全防汛管理、生态环境监测、文化宣传保护等提供了智能感知和智慧管理的信息化服务。创新平台进一步实现了流域治理管理的数字化、智能化、现代化水平的全面提升。业务应用系统涵盖了水旱灾害防御、水资源量动态评价、节水管理、地下水监测评价、智慧河湖、水库管家、智慧灌区、智慧水务等领域。 “智慧脑+千里眼”对防汛有何作用？
随着我国防汛工作正式进入“七下八上”关键期，建设防汛监测预警系统，是有效防范水患的方式之一。从洪水演进、灾情评估，到调度水库和生产生活用水，随着应用场景越来越多，数字孪生已深度应用到水旱灾害防御工作中，成为“主力军”之一。 “智慧水利是水利信息化的阶段性目标，是新阶段水利高质量发展的显著标志和实施路径之一。而水利数据孪生就是智慧水利的重要任务。”水利部南京水利水文自动化研究所原总工程师，水利部水文水资源监控工程技术研究中心副主任，学术期刊《水利信息化》副主编丁强在直播间详细解读了水利信息化、智慧水利与水利数字孪生三者之间的关系。同时，对水利数字孪生的算据要求、数据采集的精度与应用、算据平台建设、数据底板数据的共享及关注点等话题进行了专题分享。 同时，丁强也就数字孪生技术在水利行业的应用存在的挑战进行分析。他认为，数字孪生技术的应用需要大量的数据支持，对数据质量和安全提出了更高的要求。水利数字孪生存在的问题有三维实景数据量过大、摄影模型缺少语义、更新和共享困难、建模成本高等。很多人觉得模型越精细越好，其实精细是为了解决问题，而不解决问题的精细是多余的。水利数字孪生应用于水利的“四预”业务，安全和实用才是水利信息化的第一要务。 防汛救灾的“铜墙铁壁”靠啥实现？
防灾减灾是关系人民群众生命财产安全和国家安全的大事。在人与水患的斗争中，人类已经从简单地“抗”发展为“防抗救”相结合，不断一体推进监测预警、隐患排查、应急处置，进一步筑牢了防汛救灾的“铜墙铁壁”。 监测感知、提前预警、精准预报……风险监测预警属于灾害事故防控的基础问题，而监测预警的核心技术水平就体现在精度上。随着数字技术的不断推进，水旱灾害防御数字化水平的提高，也让雨水汛情信息尽在一“屏”之中，人们尽可通过提前推演和防范风险，最大限度降低灾害损失。 星图亿水高级副总裁巩怀永在作题为《测雨雷达系统技术与应用》的主题报告时表示，“测雨雷达能够实现一定区域的高分辨率面雨量实时监测，其建设应用涉及中小流域暴雨洪水监测预警、山洪灾害防御能力提升、城市暴雨监测预警、境外降雨监测及水文水生态研究等。” 近期召开的水利部部务会议强调，要始终把保障人民群众生命财产安全放在第一位，以此作为流域防洪工程联合调度的根本原则和根本目标。要加快构建气象卫星和测雨雷达、雨量站、水文站组成的雨水情监测预报“三道防线”，努力延长洪水预见期、提高洪水预报精准度。巩怀永认为：“行业呼唤测雨雷达，测雨雷达也将赋能智慧水利感知。”他还就测雨雷达的主要种类、应用场景、发展历程和建设应用等进行了现场解读。 直播当天，嘉宾们还就GEOVIS iWater、水文监测、测雨雷达的应用现状及发展前景进行延展讨论，收到直播间在线网友的一致好评。共同为应对洪涝灾害做好万全准备，以更有力措施切实做好防汛救灾各项工作，助力国家“织”造智慧水网贡献力量。 除中科星图视频号外，“数字地球生态讲堂”也同步在中国地理信息产业协会视频号、中国气象服务协会视频号、中国指挥与控制学会视频号，中证金牛座APP，遥感学报视频号、B站等多个平台同步进行直播。