星图亿水丨科技驱动水文革新亿水方案赋能全国水文现代化建设

在“十六字”治水思路与国家“十四五”规划纲要双重驱动下，我国水文工作迎来战略升级。政策明确要求健全涵盖水位、流量、水质、泥沙、地下水等九大要素的监测网络体系，强化山水林田湖草沙系统化监测能力。中科星图亿水信息技术有限公司（以下简称“星图亿水”）联合行业头部企业推出的水文现代化解决方案，实现洪水来源区、水资源管控节点、行政边界、重大工程对象四大关键区域的100%覆盖监测，为统筹解决水资源短缺与洪涝灾害并存的“新老水问题”提供科学支撑。

从站网短板到智能预警的行业痛点

目前，水文在站网布局、监测能力和服务水平等方面，与保障国家水安全、支撑引领水利高质量发展还存在差距，当前水文建设仍面临四大核心挑战：

● 水文站网空间布局不平衡

大江大河、中小河流仍存在站网密度不足的问题，水质监测站存在分布不均衡、密度不足、自动监测水平低等问题，水生态监测站网覆盖度偏低，不能满足水旱灾害防御、水资源节约集约利用管理、生态流量管控、水资源保护工作的需要。

● 技术手段与自动装备不足

信息采集手段仍以传统方法为主，整体自动测报率较低；监测仍以地面定点观测为主，缺乏多尺度采集手段；应急装备老化、新的技术手段缺乏，机动监测能力不强。

● 预测预报智能化亟待加强

现有应用系统功能分散；短期洪水预测预报精度低，预警时效性难以保证；预报平台功能不完善，支撑“四预”措施的智能精准预报、数字化模拟亟待提高；预警预报能力难以满足新的防灾减灾要求。

● 水文信息服务水平亟需加快提升

水文数据深加工程度低；水文业务系统不统一、标准不一致、功能单一；缺少统一的水量、水质和地下水监测分析评价；有关公报、年报的编制仍以人工手段居多，水文水资源数据分析和产品动态变化展示不足，信息发布渠道较少。

构建端到端水文现代化建设方案

星图亿水总结多年水文信息化建设经验，结合新质生产力提供的多种技术手段，提出水文现代化建设解决方案，构建了覆盖监测体系、支撑体系、应用服务体系的端到端全链条技术方案。

● 构建天空地水工一体化监测体系

应用卫星遥感、航空遥感、无人机、北斗、雷达、水下机器人等多种监测技术装备方法，构建覆盖全域的全空间、全时域、实现水利对象全要素和治理管理全过程的智能监测感知体系。

· 空天监测网补齐天基感知能力

依托空天院丰富的空天信息资源、自主遥感大模型星图地球智脑引擎，实现多源卫星数据的近实时获取和小时级解译更新，实现对流域下垫面、河湖库水体、洪涝灾害、高空云中雨、地球重力场、工程位移形变等进行多尺度全局监测。可应用于汛前本底数据获取、汛中洪水演变分析、灾后灾损评估、水域面积监测、水质参数反演、干旱监测、蒸散发监测等等。

· 低空遥感+X波段雷达加强空基能力

使用无人机搭载雷达波流速仪、视频测流等多种传感设备，快速监测河道、湖泊、城市水体等大范围区域，实时生成点云和实景地形，支持水文测验、调查监测、水体监测、河湖岸线保护、防汛应急等业务。

使用测雨雷达监测半径45公里范围内（面积约6300km²）的云中雨，集成高精度X波段雷达技术和多种自主知识产权先进算法，提供从降水反演到成果评估的全套成熟系统，实现广监测范围、高自动化和低成本维护的局地强降雨实时监测和精准预报，有效延长洪水预见期并降低漏报风险。

· 基于丰富的地面监测站建设经验提供地基能力

依托多年水文站规划设计、设备研发、站点建设的全链条服务能力与上千个项目的实施经验，星图亿水提供全要素、全量程现代化水文站建设方案，监测内容包括水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质、工情等，平时采用GPRS与北斗双信通讯方式实时传送监测数据，极端天气或应急状态下，可通过无人机、北斗便携应急监测、北斗短报文指挥机等设备进行数据监测与传送，同时应急现场工作人员可通过北斗手持终端进行应急通讯。

· 基于无人船搭载设备提供水下探测能力

使用星图亿水自主水文壹号无人船，搭载走航ADCP实现流量在线、远程测验，搭载多波束测深仪实现水下地形测量，搭载水质监测设备实现河湖库水质自动监测，实现对水中水下要素的精准自动化监测感知，还可独立用于湖泊、水库等水域安全的自动巡查，解放人力、从人工迈进智能化管理。

· 基于多种传感器提供工情险情监测能力

集成应用渗压计、光纤光栅、应变计、震动仪、测量机器人、水下机器人等手段，实现对水库大坝、堤防、水闸、隧洞等水利工程内外的渗流渗压、位移形变、应力应变等工情险情要素的实时精细监测感知。

● 建设数字孪生水文的应用支撑体系

基于iWater智水平台的数据引擎、模型引擎、仿真引擎等核心平台能力，为数字孪生水文建设提供应用支撑体系。

· 水文水资源IoT平台实现对监测数据与设备的统一管理

平台提供自动测报数据的统一接收、解析、处理、存储和转发功能，支持水文监测数据通信规约、水资源监测数据传输规约及国内行业主流厂商私有规约，同时支持MQTT物联网协议，可实现感知设备的统一接入和管理。

· 自主数据引擎实现多维异构数据治理与分析

星图时空大数据平台提供多维多时空异构数据汇聚、清洗、转换、共享、展示、计算、更新等服务能力，具备多类型多层次数据仓库，采用人工智能算法处理各类数据，实现各类数据的采集清洗、标准化治理、数据服务、应用服务。

· 模型平台提供自主水利模型与遥感智能模型

星图亿水长期从事水文水动力模型研发，具有自研栅格型垂向混合产流机制模型、降雨径流模型、TANK模型、一二维水动力模型及耦合模型、城市内涝模型等行业专业模型，集成集团自研河湖四乱识别、水域面积提取、植被识别等遥感智能解译模型、高精度数值预报模型和短临时预报模型等气象模型。同时模型管理平台可集成其他生态伙伴研发的模型，并进行统一的管理。

· 模拟仿真引擎支撑数字孪生水文建设

模拟仿真引擎采用空天大数据可视化引擎和视景仿真可视化引擎双引擎架构，支持大场景批量目标高效渲染、IE环境秒级加载，提供影像、地形、矢量、BIM、倾斜摄影、地名、点云和3DGIS数据模型二三维一体化展示能力，支持小场景物理级还原展示及影视级渲染效果，为数字孪生水文建设提供实时、炫酷、逼真的沉浸式交互体验，可流畅加载于大屏、PC端与移动端。

● 建立智能高效的水文业务应用体系

以水文站为对象推进测报自动化，解决系统和业务融合不深入、水文业务系统整体支撑能力不足的问题，覆盖水文站测验、查询、预报、预警、整编、率定、定线、质量控制、测站管理、宣传、视频监控、在线监测、巡测、应急监测等全部业务流程，结合数字孪生场景，提供在线监测、流量在线推算和率定、测验断面套绘、冲淤计算、历年特征值展示、AI辅助定线、流场分析、在线实时整编、数据质量自动控制及异常告警、测验方案管理及测验成果考核等应用服务。实现水文管理的现代化、数智化，辅助水文管理能力提升，支撑水安全保障和智慧水利建设。