黨的十九大報告中明確提出要建設(shè)網(wǎng)絡強國、數(shù)字中國、智慧社會，黨中央對實施網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略做出全面部署，2018年中央一號文件明確提出實施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程。2019年全國水利工作會議提出，抓好智慧水利頂層設(shè)計，構(gòu)建安全實用、智慧高效的水利信息大系統(tǒng)。智慧水利是智慧社會的組成部分，是補短板、強監(jiān)管的重要抓手，是推進新時代水利現(xiàn)代化的重要舉措，也是水利信息化的發(fā)展方向。

智慧水利離不開準確的空間數(shù)據(jù)獲取與表達，飛燕遙感擁有最先進的航空攝影測量技術(shù)、設(shè)備及專業(yè)團隊，在水利空間數(shù)據(jù)獲取上，能為客戶提供大流域面積、地形、水質(zhì)、工程、斷面等空間數(shù)據(jù)。

在智慧水利應用層面，飛燕遙感充分運用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、數(shù)字映射、數(shù)字孿生、人工智能等新一代信息技術(shù)，以物理流域為單元，強化水利業(yè)務與數(shù)字化、智能化深度融合，基于數(shù)字孿生技術(shù)，搭建數(shù)字流場，實現(xiàn)流域時空場景數(shù)字化。

一、方案總體架構(gòu)

解決方案總體架構(gòu)總體分為六層，感知層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)層、平臺層、應用層和展現(xiàn)層。

整體架構(gòu)

感知層是平臺所需信息的智能感知和主動獲取體系，主要通過綜合運用手持設(shè)備、視頻監(jiān)控、GPS、航空遙感、衛(wèi)星遙感等技術(shù)手段，實時獲取水利基礎(chǔ)信息，并感知水利要素變化。

網(wǎng)絡層是平臺運行所依賴的網(wǎng)絡環(huán)境，主要包括無線和有線網(wǎng)絡。

數(shù)據(jù)層是平臺需要的數(shù)據(jù)類型，主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、河網(wǎng)水系數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)、涉水數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務動態(tài)數(shù)據(jù)、氣象時空數(shù)據(jù)等。

平臺層是水利三維地理信息服務平臺運營的基石，主要包括運維管理平臺、地圖服務平臺和移動支撐平臺等，為應用層提供基礎(chǔ)性架構(gòu)和運行環(huán)境。

應用層是依托平臺層并結(jié)合用戶實際需求設(shè)計的業(yè)務應用，包括水利一張圖管理、流域一體化管理、三維配水運維管理、排污監(jiān)測管理、水質(zhì)監(jiān)測管理和氣象監(jiān)測預警等。

展示層為平臺的各項服務與應用提供用戶操作展示界面和多種接入方式，主要采用門戶網(wǎng)站、PC端和移動端三種展示方式。

二、天空地一體化涉水時空大數(shù)據(jù)采集

水利時空大數(shù)據(jù)來源分為江河湖泊水系、水利工程設(shè)施和管理活動，其采集手段主要為地面監(jiān)測、衛(wèi)星遙感、航空遙感、互聯(lián)網(wǎng)采集及模型模擬等五類。

方案提供高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)服務，同時基于自研8.8億像素的航空集成多傳感器航攝儀、最高像素為4.5億的大幅面高精度UC系列數(shù)碼航攝儀、200萬赫茲的機載激光雷達相機、5億像素的傾斜航攝儀及無人機隊，結(jié)合云數(shù)據(jù)處理中心，構(gòu)建空天地一體化數(shù)據(jù)獲取服務，可為水利時空大數(shù)據(jù)的建設(shè)提供衛(wèi)星影像、航空影像、傾斜影像、高光譜影像、熱紅外影像和激光點云等數(shù)據(jù)采集和處理。

三、二三維水利時空數(shù)據(jù)治理

方案提供多源多形態(tài)數(shù)據(jù)綜合治理，實現(xiàn)高精度遙感解譯服務，快速生產(chǎn)江河湖庫常規(guī)4D產(chǎn)品、影像掛圖、電子地圖和三維實景模型等產(chǎn)品，建立健全江河湖庫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，通過水利時空大數(shù)據(jù)云平臺實現(xiàn)遙感大數(shù)據(jù)的收集、處理與下發(fā)應用，輔助水利相關(guān)單位快速摸清問題底數(shù)，有效解決水利“四亂”等突出問題，實現(xiàn)江河湖庫的動態(tài)實時監(jiān)管。

海岸帶正射影像圖

河湖藍線空間化

水域侵占監(jiān)測

四、智慧水利時空大數(shù)據(jù)云平臺

時空大數(shù)據(jù)云平臺是智慧水利的基礎(chǔ)支撐平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)接入、存儲、共享、發(fā)布及展示。云平臺依托地理信息多源數(shù)據(jù)單次同步獲取技術(shù)，融合江河湖庫基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實時感知和互聯(lián)網(wǎng)在線抓取等數(shù)據(jù)，構(gòu)建水利大數(shù)據(jù)底座，圍繞水利相關(guān)實際需求，提供智慧應用支撐。

云平臺功能特點有：

?三維多源數(shù)據(jù)管理與展示

支持DOM、DEM、傾斜mesh、點云、BIM模型、衛(wèi)星遙感、高光譜等多源數(shù)據(jù)服務管理、展示及交互式瀏覽。

?三維自然場景渲染

支持日照、降雨、降雪、霧等自然場景模擬。

?空間量算

支持距離量算、面積量算、高度量算及位置拾取。

?自動瀏覽

自動飛行瀏覽及書簽自動瀏覽、自定義設(shè)置及循環(huán)播放。

?空間分析

天際線分析、限高分析、通視性分析、可視域分析、日照分析、剖面分析等。

?三維數(shù)據(jù)共享服務

實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡動態(tài)共享，按照三維數(shù)據(jù)范圍、時間、權(quán)限等進行共享控制。

?坐標轉(zhuǎn)換

提供互聯(lián)網(wǎng)地圖坐標、國家標準地圖坐標、本地坐標的批量轉(zhuǎn)換服務。

?其他功能

視頻終端動態(tài)接入、三維專題圖、三維動態(tài)規(guī)劃等。

五、數(shù)據(jù)及業(yè)務應用

（一）水利大數(shù)據(jù)中心

水利大數(shù)據(jù)中心依托于云計算、大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)和空間信息等技術(shù)，通過整合基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、河網(wǎng)水系數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)、涉水數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務動態(tài)數(shù)據(jù)、氣象時空數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)河道產(chǎn)匯流分析、水情水質(zhì)相關(guān)關(guān)系分析、水質(zhì)水量調(diào)度分析、受災影響預測、河段水污染風險分析等功能，為水利業(yè)務決策提供科學依據(jù)。

（二）智慧水利一張圖

以水利普查、1∶10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和第一次全國地理國情普查成果等為數(shù)據(jù)源，提取水系、地名、行政區(qū)劃等基礎(chǔ)要素，結(jié)合河道岸線、藍線和管理線等范圍線，整合水電站、排污口、監(jiān)測斷面、水文站、涉河建筑、水利工程等數(shù)據(jù)，形成水利信息完整覆蓋的一張圖基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，通過接入各類涉水的監(jiān)測信息疊加分析，實現(xiàn)區(qū)域水情監(jiān)測、險情監(jiān)控、淹沒分析、氣象分析、水質(zhì)監(jiān)測及河長制管理等功能。

（三）三維配水運維管理

在系統(tǒng)中引入BIM模型，通過三維引擎仿真渲染后，實時直觀地以三維場景展示配水運維工程，并將實時獲取的各類運行信息在三維場景中結(jié)合局部三維模型直觀展示，具有配水運維工程空間查詢、建筑信息查詢、安全監(jiān)測、運行狀態(tài)監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、視頻監(jiān)控和工程管理等功能。

（四）排污監(jiān)測管理

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡通信、傳感控制等信息科技手段，對各路管網(wǎng)污水排放、運行、處理等進行全程動態(tài)管控，統(tǒng)計排污總量、排污口等信息，并展示各區(qū)域內(nèi)排污治理情況。通過對污染源、管網(wǎng)、泵站、處理廠的水質(zhì)水量進行監(jiān)控，實現(xiàn)排污預警預報功能。

（五）水質(zhì)監(jiān)測管理

通過接入已有的水質(zhì)監(jiān)測站點數(shù)據(jù)，對排水泵站、污水排放口、排水管網(wǎng)監(jiān)測點的水質(zhì)進行實時監(jiān)測，監(jiān)測指標主要包括PH值、COD、SS、氨氮以及總磷等，可進行水質(zhì)查詢、水質(zhì)分布情況查詢及水質(zhì)標準查詢。

（六）氣象監(jiān)測預警

通過三維GIS技術(shù)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、區(qū)域地形、河網(wǎng)等信息，構(gòu)建氣象監(jiān)測預警系統(tǒng)?；跉庀笠蛩貏討B(tài)分析，科學預測區(qū)域內(nèi)水域、水利受影響范圍及程度。針對極端天氣，例如臺風，系統(tǒng)會錄入臺風的運動軌跡與時間信息，預測臺風登陸的時間地點，適時發(fā)出預警信息。

三、項目案例

1、福建省縣級海域動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)

2、淮河數(shù)字流域建設(shè)

3、福建省河道岸線規(guī)劃服務

4、青島市入河湖排污（水）口排查

5、無人機海洋巡查

6、寧夏黃河數(shù)字航攝及正射影像圖制作

7、疏勒河數(shù)字航攝及正射影像圖制作

8、福清海岸線數(shù)字航攝

9、福建閩江流域數(shù)字航攝

10、浙江海岸線數(shù)字航攝

11、福建海岸線數(shù)字航攝

12、黑河干流河道地形圖航攝

13、九龍江河道岸線正射影像圖制作

14、河北海岸帶正射影像圖制作

15、北干流河段地形圖測繪