2025(4):1-9. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.001
摘要:防洪“四预”作为数字孪生水利建设的出发点和落脚点,是流域防洪减灾智能化升级的重要手段。在数字孪生流域建设总体框架下,为优化和细化流域防洪业务流程与功能,基于文献梳理国内外流域防洪相关研究进展, 提出现阶段防洪“四预”业务流程和功能体系方面存在的问题。采用框架、流程、功能等设计方法,对防洪“四预” 通用流程与功能体系进行优化配置研究,制定“三道防线”支撑的滚动预报、潜在洪水风险靶向预警、“正向—反向—正向”预演、动态优化调度执行预案等流程,明确“四预”业务流程互馈机制,对准确把握防洪“四预”核心功能优化配置和关键技术要求起到指引作用,可有效推动防洪“四预”通用业务软件产品化,为数字孪生水利业务建设探索可复制、可推广的实现路径,具有较强的借鉴与指导意义。
李传龙,王思如,胡继成,顾一成,姚轶,刘米雪,孙金华,吴香华
2025(4):10-16. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.002
摘要:水资源管理数字化赋能是实现水资源精细化、智能化、科学化管理的重要途径。为全面提升水资源利用效率、优化配置效能、充分利用水资源条件,基于数字孪生流域建设总体部署,以数字孪生水资源系统建设为切入点, 以首批国家生态文明示范区安吉县为研究对象,通过整合多源水资源业务数据,构建本地级水利数据底板,开发水资源专业化模型平台,打造集数据监管、资源评价、优化调度等多功能于一体的业务平台,实现水资源供需侧全链条数据整合与动态监管,构建多模型协同的水资源配置机制,探索业务逻辑驱动—模型算法支撑—决策服务闭环的水资源数字孪生建设技术路径,为提高水资源现代化管理能力提供技术支撑,同时为水资源管理业务和数字孪生技术的结合提供可复制的技术路径和参考范式。
2025(4):17-26. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.003
摘要:数字孪生平台建设是数字孪生流域建设的基础和核心,为推动数字孪生平台优化发展,促进智慧水利体系高效建设,深入探究新一代人工智能技术在数字孪生平台构建中的应用现状、成效及未来趋势。总结分析新一代人工智能技术的发展历程,探索在数据底板、模型平台及知识平台建设过程中的应用,阐述在“2 + N”应用中取得的成果。分析表明:新一代人工智能技术在提高数据处理效率、优化模型精度及增强知识平台智能化等方面具有积极作用,但也存在数据质量不高、模型泛化能力不足等问题。研究成果对推动数字孪生平台的构建与进一步发展具有借鉴和参考意义。
2025(4):27-38. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.004
摘要:为促进多源遥感技术与智慧水利深度融合应用,利用 CiteSpace 文献分析工具,梳理 835 篇“水利/水利各业务+ 遥感/无人机”主题相关的中文核心期刊文章。从发文量、关键词、主要研究机构 3 个维度分析遥感技术在水利领域的应用现状,直观展示水利遥感应用的研究热点和发展趋势。利用网络聚类分析法总结卫星与无人机遥感在洪涝灾害监测、水资源监测、水利工程监管、河湖管理、水土流失监测等方面的应用热点。利用时间轴可视化方法展示水利遥感应用经历 1980—2000 年起步阶段、2001—2015 年发展阶段,以及 2016—2023 年“快车道”3 个阶段,并指出各研究方向在不同阶段的发展过程和未来趋势,以期更好地促进多源遥感技术与智慧水利业务的深度融合应用。
2025(4):39-46. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.005
摘要:针对取水许可领域文档中表格结构复杂、单元格关联性强导致的信息检索效率低和准确性差的问题,提出一种基于大语言模型与图表示学习的取水许可表格智能检索方法。基于图表示学习的表格检索方法,实现不同类型表格的特征提取与高效检索;结合大语言模型强大的语义理解能力,构建面向表格数据的问答模块,提高对单元格间复杂语义关系的理解与回答能力;开发长江流域取水许可信息问答系统,该系统在专业测试集上表格检索准确率达 90.61%,问答准确率达 89.20%。研究成果能够有效支撑长江流域取水许可领域的智能化信息检索需求,为水资源领域文档智能处理提供参考。
2025(4):47-54. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.006
摘要:针对我国农业灌溉取水工程点多,面广,量大,传统统计方法难以快速大范围获取灌溉面积空间分布的问题,提出基于多源遥感的季节实际灌溉面积提取方法。以河北省为典型,基于哨兵 2 号与高分 1和 6 号多源光学遥感数据获取季节种植结构的空间分布,利用水云模型和 BP 神经网络将哨兵 1 号时序主动微波数据转换为土壤水分数据集,结合季节种植结构与时序土壤水分数据集,采用最大类间方差法(OTSU)实现分季节的灌溉面积识别。 识别结果表明,春季、夏季和秋季的灌溉面积识别精度均优于 81%,全年平均识别精度为 83.81%,与未引入种植结构的方法相比精度提升 5.94%。研究成果能有效提高灌溉面积识别的频次和精度,为农业水资源精细化管理提供科学的借鉴和参考。
2025(4):55-61. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.007
摘要:为研究水文模型在数字孪生水利项目中的优选适配问题,对影响模型适用性的主要因素进行系统分析,梳理常见水文模型的特点和适用性,研究区域适配性优化改造、组件化适配设计,以及遥感、区域化方法和人工智能等在资料稀缺地区应用的模型适用性改进技术,并结合部分实例验证技术的合理性。通过分析成果,提出从区域、 参数、算力配置、经济等适用性,以及复用性与扩展性共 5 个方面对各类模型进行对比、分析和优选的方法,可有效辅助模型应用主体在数字孪生水利项目中进行模型优选决策。研究成果可为数字孪生水利项目中水文模型的科学选取与高效应用提供理论依据和技术支撑。
2025(4):62-68. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.008
摘要:为研究湿地景观提取结果与多维特征的关系,以若尔盖县湿地为研究对象,基于 GEE(谷歌地球引擎)平台,以 Landsat 影像为数据源,融入归一化水体指数、归一化植被指数及地形因子等特征,采用随机森林法完成若尔盖县湿地景观类别提取,并对比不同特征的提取精度。研究表明:基于 GEE 平台能快速构建湿地景观提取的样本,并实现湿地景观提取,使用 Landsat 影像提取的若尔盖县湿地景观总体精度为 0.781,Kappa 系数为 0.725;融入多维特征能有效提高湿地景观提取效果,总体精度为 0.856,Kappa 系数为 0.819。研究表明,利用 GEE 平台和 Landsat 影像数据能够有效提取湿地景观,且融入多维特征能提高湿地景观提取精度,对湿地景观研究、水利工程的生态功能优化、景观价值提升和合理布局具有较大应用意义。
2025(4):69-73. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.009
摘要:数据是数字孪生水利建设的基础,是数字时代驱动流域治理管理新发展的重要引擎。为推动松辽流域治理管理能力的提升,针对数据分散、应用不充分、共享程度低等关键问题,基于松辽委数据资源现状,设计数据资源管理平台总体框架,运用多模态数据融合与同化等关键技术,提出数据汇集、治理、挖掘与服务等数据资源化建设实施路径,并进一步探讨数据资源化对提升流域治理管理能力的驱动作用。研究成果不仅为松辽流域的数据资源化建设提供参考,更为推动松辽流域数字孪生水利建设及提升流域治理管理能力奠定坚实的数据基础。
2025(4):74-80. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.010
摘要:为增强水文水资源专业计算服务能力,利用数字技术解决计算工具分散、取值不标准等问题,立足四川省水文水资源服务实际,分别从用户群体、功能模块、性能需求等方面分析四川省水文水资源计算服务的客观条件,深入探讨构建平台的方法和路径,研发四川省水文水资源计算服务平台。按照需求分析、平台开发、技术方案选用等流程,基于多种编程语言,通过计算逻辑设计、结构框架搭建、功能模块划分、数据库设计等一系列建设工作,实现水文水资源数据和计算程序的整合,为开展计算服务提供集成化的平台。实际应用表明:该平台能够提高计算效率,较好地满足政府机构和社会公众的计算需求,为水文水资源设计、施工、管理等工作提供有力的算力支撑。
2025(4):81-86. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.011
摘要:为多措并举纵深推进“放管服”改革,全面提升水利一体化政务服务能力,在分析水利部政务服务相关系统(平台)建设现状及存在问题的基础上,以新一代信息技术为支撑,提出水利一体化政务服务平台总体框架和整合建设思路与技术实现方式,对水利一体化服务门户构建、应用整合、数据融合、应用支撑能力整合等建设内容进行探索。在平台架构设计上,重点引入微服务框架,通过模块化设计与服务解耦,提升平台的灵活性与可扩展性。 同时,针对政务服务数据融合问题,提出多源数据融合策略,并结合 AI 智能分析技术,提出在水利政务服务中的应用框架。水利一体化政务服务平台的构建将解决制约水利政务服务“一网通办”的难点问题,进一步提升水利政务服务效能,研究成果可为下阶段水利一体化政务服务平台构建提供技术参考。
2025(4):87-91. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.012
摘要:“天空地水工”一体化监测感知是推进数字孪生水利建设、推动新阶段水利高质量发展的重要措施。为实现对西藏自治区水利对象全要素和治理管理全过程的监测,统筹完善水旱灾害、水资源、水利工程、水土保持等地面监测站网的结构布局和密度,强化卫星遥感、无人机、视频等新型监测技术应用,提出多维一体、互相协同的“天空地水工”一体化监测感知体系建设设想,并展望实施效果。期望通过监测感知体系逐步提供全面、实时、精准、可靠的算据,助力西藏自治区数字孪生水利建设,提升水旱灾害防御、水资源管理与调配、水利工程运行管理、河湖长制管理、河湖管理等业务的数字化和网络化及智能化水平。
2025(4):92-98. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.04.013
摘要:为切实提高现代化水库运行管理的科学化和智能化水平,提升水库“四预”能力,针对山东省水库运行管理矩阵平台建设中的关键问题展开研究。通过分析当前水库运行管理面临的挑战,结合山东省水库运行管理现状, 统筹优化洪水预测预报与实时预警、小型水库纳雨能力分析与水位预报、水库群调度模型构建与精度评估等关键技术,并通过具体案例验证应用效果。结果表明:山东省水库运行管理矩阵平台“四预”建设能够显著提高水库管理的科学化水平和应急响应能力,研究成果具有广泛的推广价值,可为水库管理提供有力的理论和实践支撑。