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关于建设数字孪生流域 推动黄河流域高质量发展的提案
流域管理是一项系统性、综合性工作，需要协调流域开发、利用、保护、管理等多方关系。随着云计算、大数据、人工智能等技术的快速发展，数字孪生技术应运而生，为流域治理及可持续发展提供了有力支撑。
一、现状与问题
2022年，黄河水利委员会印发了《数字孪生黄河建设规划（2022—2025）》，并在构建黄河数字孪生平台、完善黄河信息基础设施、构建“2+N”业务应用体系、完善黄河网络安全体系和保障体系等方面取得了一定成绩。存在的问题：
（一）算据质量不高，难以满足精细化管理需求
数据收集不全。数据收集仍以人工监测为主，存在监测不到位、不及时等问题；感知系统自动化、智能化水平不高，智能视频、卫星遥感、无人机等新技术应用不足，监测手段和能力有待提升。地理空间数据覆盖不全。缺乏倾斜摄影、水下地形、工程建筑信息模型等高精度数据。
数据共享机制不完善。基础数据跨层级更新机制不够完善，业务管理数据尚未与全国水利一张图形成有效联动。跨行业共享数据种类不足，大部分流域管理机构跨区域、跨行业数据共享集中于气象数据，其他行业部门数据共享仍处于起步阶段。各级水行政主管部门在数据汇集交换、存储处理、挖掘分析和服务共享方面未能形成全流程治理体系，数据规范不统一，深度挖掘分析应用不足。
（二）模型算法精细化、集约化、规范化水平不高
水利专业模型标准化、集约化程度不高，存在低水平重复开发建设问题。智能模型应用场景覆盖不全、稳定性不高。智能识别模型类型较少，与业务融合不深入。卫星遥感智能识别地物类型数量不多、精准度不高。可视化模型规范性不强，目前尚未出台可视化相关标准，可适用的国产化软件工具较为缺乏。
（三）多算力融合黄河云有待进一步完善
数字孪生流域建设应用过程中涉及大量非结构化数据处理和模型运算，需要高性能计算支撑，而现有基础软硬件云计算存储能力不足，无法有效满足数据汇集交换、水利智能业务应用等对算力的要求。
（四）业务应用智能化水平亟待提升
流域防洪方面，主要以集总式、概念性和经验预报方法为主，尚未实现洪水分布式模拟预报，缺乏从降水到流域的全过程、全要素模拟，无法实现多场景预演和预案优选推荐。
水资源管理调配方面，对取用水单位、取用水量、生态流量以及地下水监测信息覆盖仍不全面，尚未全面实现流域方案预演，面向决策支持的分析评价能力不强。
水利工程建设与运行管理、农村水利水电等应用系统主要以信息汇集、展示查询、统计分析等功能为主，业务智能分析、辅助决策和自动化提醒等功能有所欠缺。
二、相关建议
（一）建设黄河流域水利数据湖
面向黄河流域保护治理业务需求，建设水利数据湖。基于流域“空天地水”水沙立体监测体系，构建流域水文水资源、水环境、水生态、水灾害、河湖岸线等多源异构信息融合技术体系，制定数字孪生流域水信息模型系统标准，构建流域管理全覆盖数据湖。
（二）突破典型应用场景智能提取算法
持续加大流域水利业务场景智能提取算法研究及创新技术的研发。构建黄河流域多尺度图像数据训练样本集，构建面向黄河流域的多要素图像语义智能识别算法和典型业务应用场景智能提取算法，为流域业务智慧管理提供高质量、高精度的算法支撑。
（三）打造黄河流域一流大数据中心
按照“集约高效、共享开放、安全可靠、按需服务”的原则，建设专有云和公有云有机统一的一级水利云黄河节点，打造一流黄河流域大数据中心。探索算据数据交换共享融通方式和多维多时空数据模型建模方法，按需汇集各类存量算据，初步实现黄河流域数字化映射，为业务应用提供“算据”支撑。搭建“标准统一、接口规范、分布部署、快速组装、敏捷复用”的模型算法平台，提升“算法”服务能力。
（四）构建黄河流域智能业务应用体系
构建“天空地水工”一体化流域监测网络。研究突破多源异构数据融合、复杂系统高保真建模等技术瓶颈，推进流域物联网、北斗导航、第五代移动通信技术等新一代信息技术应用，实现流域全要素、全过程的高密度动态感知。
推动实现流域全景展示和沉浸式交互。利用虚拟现实、增强现实等技术，实现流域全景展示和沉浸式交互，提升流域管理的直观性和用户体验。
建立流域智能分析模型库。加强流域建模、模拟、预测、优化、调度等业务需求的模型、算法研究，形成一批实用、高效的流域智能分析模型库。
构建流域数字化场景。搭建重要河段、重要水库蓄水、洪水淹没演进等动态仿真场景，实现不同来水情景的调度方案正算与反算、风险损失评估、方案对比评估以及过程动态推演。
优化预案分析。结合预案和方案体系，在预演结果分析评估的基础上，生成调度建议、工程抢护、人员转移等行动方案，推荐防御措施，执行调度方案。
构建水利工程全生命周期管理平台。优化完善水库安全运行监管、堤防水闸运行管理系统，打造与物理工程孪生的数字化场景。建设水利工程专业模型、人工智能模型及可视化模型，支撑工程调度、安全监测等智慧化模拟，打造同步仿真运行的数字孪生工程。
