四信城市雨洪數字孿生平臺的構建與應用
隨著城市化進程的加速，人類對城市的過度開發導致極端天氣現象頻發，洪澇災害也越來越頻繁。傳統的防洪模式已經無法滿足當今的需求，難以抵擋自然災害造成的生命財產巨大損失。
利用數字孿生技術，依托水文水動力模型算法，打造智慧水利大腦，可大大提高防洪效率，在災難發生之前做到準備。將GIS與數字孿生技術相互融合，運用模型算法分析，大大縮短了災情發展前的分析時間，提高了預報分析的準確度，在災難發生前提前預警，災難發生時及時發動救援并啟動救災預案，真正做到科學化、智能化、可視化的預測預報洪水災害發生的全過程、影響程度及范圍，為政府部門日常業務化應用和災害應急應用的實現提供核心業務支撐。
四信自研雨洪數字孿生平臺基于高分辨率地形數據，構建高性能一維、二維水動力學洪水模擬計算模型，將試點河段劃分提取多個橫斷面、剖分多個網格單元，采用分布式并行加速算法，對試點區域洪水快速精細化模擬。結合模型成果數據、三維虛擬仿真、數據智能分析等先進技術手段，對洪水在每個時間段、每個流經區域的淹沒范圍、淹沒水深、最大流速進行預判分析，實時、動態模擬洪水演進全過程，實現數字孿生技術與洪澇模擬技術的深度融合，為有效解決城市水災害，應對防洪排澇等問題提供有效支撐。
01洪水預報數據分析
平臺可以根據實時的氣象和水文數據，對河道斷面水位、水深、流量、流速等數據指標進行趨勢分析，及時對洪水風險進行預報預警。
02洪水風險評估和監測
自研雨洪數字孿生可通過平臺三維界面實時感知洪水風險狀況，可對區域淹沒面積、經濟損失等數據指標進行動態評估，直觀動態展示受災情況，更好部署和安排救災工作。
03洪水分屏對比
平臺可對同一模型下不同重現期設計洪水進行對比，動態對比淹沒面積、水位流量等數據指標，查看不同洪水淹沒趨勢變化，分析不同洪水之間的共性與差異，總結防洪經驗。
技術創新
水文水動力模型
除具有傳統水利模型的特點外，具備動態設置并耦合各種涉水建筑物的能力，為復雜環境下的水動力學模型演算提供了必要的技術支撐。支持在不同操作系統環境下的開發和運行，并支持基于MPI標準下的模型并行計算運算能力，極大提升了模型結果的運算速度和輸出效率。
三維可視化
基于三維GIS地圖引擎，具備加載各種不同的3D數據，包含傾斜攝影模型、三維建筑物、CAD和BIM的外部和內部，點云數據的能力，并支持樣式配置和用戶交互操作，實現了高精度地形數據可視化，支持地形夸張效果、以及可編程實現的等高線和坡度分析效果。
01高性能模型算法
02多源數據融合
03實時仿真模擬
實施服務
在自研雨洪數字孿生平臺中，數據需求主要包括實時的氣象和水文數據；
數據處理方面，采用了二維水文水動力模型和非結構化網格算法分析，并結合現代信息技術、三維虛擬仿真、數據智能分析等先進技術手段；
數據產出方面，可以實現洪水預報、預警、預演、預案全流程信息化和可視化，以及洪水風險的實時評估；
服務流程耗時會因具體情況而異，但通過業務化運行不斷提升預報精度，優化已有調度運行方案和應急預案，提升管理水平，為災害事件的高效、精準應對提供先進、有效的支撐。
自研雨洪數字孿生平臺主要應用于洪水預測、風險評估、響應和救援支持。該平臺可以提供更高效、更準確、更實時的服務，以保護人民生命財產安全。
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