作為福建閩江支流的一級支流，金溪流域早期因受到無(wú)序采石挖沙、城鎮生活污水污染、農業(yè)面源污染等因素影響，流域濱岸帶生態(tài)退化，生態(tài)安全面臨不小的挑戰。

　　2021年4月，水利部水文司專(zhuān)門(mén)召開(kāi)會(huì )議，研究部署數字流域建設和“四預”試點(diǎn)工作。其中，福建省被列為該項工作的試點(diǎn)省份之一。福建省水利廳高度重視本次數字孿生流域和河湖水文映射試點(diǎn)建設的任務(wù)。

　　作為開(kāi)展河湖水文映射工作的試點(diǎn)河段，三明市金溪流域將樂(lè )段具有水文站網(wǎng)較完善、水利工程多、防洪安全突出等特點(diǎn)。建設該河段的數字映射，并在此基礎上開(kāi)展防洪調度預演，為防洪調度指揮提供科學(xué)的決策支持，對探索數字流域建設和洪水防御決策支撐能力具有典型示范意義。

　　試點(diǎn)建設設想通過(guò)三維傾斜攝影及建模技術(shù)，實(shí)景展示洪水淹沒(méi)三維效果、防汛搶險動(dòng)態(tài)流程、轉移路線(xiàn)等，使預案更加真實(shí)、直觀(guān)，進(jìn)一步提升群測群防的效果。

　　按照案例最終的呈現，GIS技術(shù)、水文模型、洪水預報和洪水調度技術(shù)以水利一張圖數據底板為底座，在防汛場(chǎng)景上的技術(shù)融合和重要應用，實(shí)現對洪水“預報、預警、預演、預案”功能。

　　而對于該項目的背后技術(shù)支持方——數字孿生、元宇宙核心技術(shù)提供商深圳優(yōu)立時(shí)空科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“優(yōu)立科技”）來(lái)說(shuō)，其與水利數字孿生的故事也就此徐徐展開(kāi)。

　　「好看」是第一步

　　福建項目合作的契機是“全流域超大規模三維場(chǎng)景的高速呈現這一難題”，始終困擾著(zhù)項目組，但也正因這一難題，使得優(yōu)立科技有機會(huì )參與到水利行業(yè)的項目之中。

　　項目將水文、地形、氣象、水利工程等基礎數據數字化，極大程度在幫助決策者長(cháng)期探索水文規律、對流域水文信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監測、對災情發(fā)生前期的水文預報、預警和科學(xué)研究，提供準確、及時(shí)的數據信息，同時(shí)有利于對水文災害發(fā)生后損失進(jìn)行分析預測。

　　從具體效果來(lái)看，項目利用優(yōu)立科技“無(wú)限細節”引擎技術(shù)建設的大規模三維場(chǎng)景之上，實(shí)現多源異構數據融合應用，打造高仿真、智能化的水文映射數字化集成分析展示及虛擬水文動(dòng)態(tài)仿真演示系統平臺。通過(guò)將大體量水文資料數據的集成、分析、展示于網(wǎng)頁(yè)端平臺，借助優(yōu)立科技引擎的三維可視化與粒子渲染能力將3D-GIS技術(shù)與水文模型相結合，基于傾斜攝影模型、真實(shí)數字高程模型DEM來(lái)預測、對洪水時(shí)的淹沒(méi)過(guò)程及區域增強動(dòng)態(tài)演示，對洪水后的災害及其損失進(jìn)行分析預測，結合歷史洪水大數據，為決策者制定科學(xué)的防洪和減災對策及采取有效的抗洪救災措施提供保障。

　　不過(guò)優(yōu)立科技副總裁易濤表示，當時(shí)的業(yè)務(wù)系統以及水利領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)算法基本由設計院所提供，優(yōu)立科技的職責更多在于使合作方的成果能夠以數字孿生、可視化以及三維的形式呈現出來(lái)，以便于決策者直觀(guān)地看到推演算法的結果。

　　國產(chǎn)化引擎＋大體量數據

　　某種意義上，包括上述案例在內的水利數字孿生項目得以落地推開(kāi)，其首要原因是需求巨大。

　　當傳統水利已難以滿(mǎn)足當下經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展提出的專(zhuān)業(yè)化、精細化、智能化管理要求，以流域為單元、以江河水系為經(jīng)絡(luò )、以水利工程為節點(diǎn)的現代水利基礎設施網(wǎng)絡(luò )平臺需求應運而出。而啟動(dòng)水利數字孿生是在李國英部長(cháng)重點(diǎn)引領(lǐng)和要求下的國家級戰略，也順勢拉開(kāi)了水利新型基礎設施建設的序幕。

　　易濤介紹稱(chēng)，“從2019年開(kāi)始規劃，去年開(kāi)始加大落地力度。在江河湖泊、水資源開(kāi)發(fā)利用等建設的水利基礎設施以及庫壩、水利工程等之中利用數字孿生、云計算、GIS等技術(shù)提升我國水利基礎設施的能力，從而達到“四預”（預警、預報、預演、預案）的要求。就此，水利部在具體落實(shí)中相對明確，先后推出了相關(guān)工作推進(jìn)指南，確定試點(diǎn)范圍，成立專(zhuān)班進(jìn)行督辦?！?br />
　　在此背景下，一系列數字孿生領(lǐng)域工程建設的指導文件相繼出臺，加碼水利投資，推動(dòng)重大水利工程建設提速。

　　有相關(guān)統計顯示，2023年截止目前，先行先試數字孿生水利公開(kāi)中標公示的總額為2.31億左右、共計12個(gè)項目完成招標：第一，膠東調水數字孿生，中標額約7177.77萬(wàn)元；第二，數字孿生夾巖水庫樞紐至黔西北供水工程，中標額約5288萬(wàn)元；第三，數字孿生關(guān)門(mén)嘴子水庫，中標額約1980萬(wàn)元。

　　從整個(gè)時(shí)間線(xiàn)來(lái)說(shuō)，自2019年起，水利設施、庫壩、水利工程等層面的水利數字孿生建設一直上升到水資源管理、水調度甚至水利環(huán)保、生態(tài)需求，于優(yōu)立科技而言是能發(fā)揮自我優(yōu)勢的舞臺。

　　事實(shí)上，在優(yōu)立科技出現之前，國內還未出現一個(gè)能支撐三維應用的純國產(chǎn)原生引擎?！霸瓉?lái)的引擎基本上是國外的或“二次封裝”。國家對信創(chuàng )的要求越來(lái)越高也越來(lái)越嚴格，水利等相關(guān)部門(mén)亟需國產(chǎn)自主的引擎?！?br />
　　據介紹，優(yōu)立科技三維引擎已通過(guò)信創(chuàng )認證，支持統信UOS、國產(chǎn)銀河麒麟系統以及ARM架構服務(wù)器等，滿(mǎn)足用戶(hù)對于自主可控的要求。

　　直面水利領(lǐng)域相關(guān)政策與市場(chǎng)的機遇和需求，團隊也在不停地問(wèn)自己：公司能為水利領(lǐng)域數字孿生帶來(lái)什么？

　　“除去水利設施的BIM，水利領(lǐng)域的數字孿生場(chǎng)景以自然景觀(guān)為多，需要擁有高速加載能力的引擎，最好還能延伸到終端應用?！?br />
　　經(jīng)過(guò)充分論證，優(yōu)立科技的引擎可以解決三維大數據瓶頸，能夠在一秒鐘內加載TB/PB級三維數據?！绊椖看蠖嗖捎眉す鈷呙?、傾斜攝影等實(shí)景數據。這類(lèi)的數據體量較大，但我們的算法本身能夠解決大體量數據的加載問(wèn)題?！?br />
　　例如，上文提及的水利項目數據源便基本覆蓋數百平方公里的將樂(lè )城區及六個(gè)電站實(shí)景三維地形與高精傾斜攝影模型、真實(shí)數字高程模型DEM，總體量高達120GB。此外，業(yè)務(wù)數據上還包含水文波動(dòng)粒子模型及實(shí)時(shí)的水文站監測數據、歷史洪水大數據庫等監測數據。

　　而在大體量數據加載之后，將這一數據輕量化地延伸至普適性終端應用市場(chǎng)，才是優(yōu)立科技更為優(yōu)選的路線(xiàn)?！芭c國外傳統引擎的三角面圖形計算路線(xiàn)不同，優(yōu)立科技的引擎走的是純計算路線(xiàn)，通過(guò)點(diǎn)云數據算法，再進(jìn)行圖像還原，不依賴(lài)GPU。在節省成本的同時(shí)，我們支持多終端適配，使三維渲染效果能夠正常輸出到普通的筆記本電腦甚至手機上。即不限制三維數據大小，不依賴(lài)硬件資源，不強依賴(lài)網(wǎng)絡(luò )條件的遠程訪(fǎng)問(wèn)”。

　　“好用”-立足普適性，下沉行業(yè)應用

　　水利數字孿生等專(zhuān)業(yè)場(chǎng)景中，對于數字孿生的要求不僅僅是「看著(zhù)好」，更重要的還是能「好用」。

　　即便已經(jīng)陸續有水利數字孿生落地，仍有人還在質(zhì)疑數字孿生在其中的作用。

　　易濤坦言，優(yōu)立科技在剛剛入局時(shí)，也曾被潛在用戶(hù)方質(zhì)疑公司的技術(shù)?！拔覀円话銜?huì )開(kāi)一些驗證測試賬戶(hù)，親自上門(mén)為用戶(hù)進(jìn)行數據轉換對接，用這種方式來(lái)打消他們的疑慮?！?br />
　　從用戶(hù)體驗的角度上來(lái)講，優(yōu)立科技需要一個(gè)將過(guò)去技術(shù)積累轉化成一個(gè)被用戶(hù)認可的機會(huì )。

　　對于后來(lái)者優(yōu)立科技而言，“水利行業(yè)的特殊性在于，用戶(hù)方不僅要考察公司總體產(chǎn)品的技術(shù)設計方案與技術(shù)路線(xiàn)，更需要結合實(shí)際的水利設施工程項目、軟件進(jìn)行工程級的測試驗證，同時(shí)對其技術(shù)安全性、穩定性以及適用性提出了極為嚴格的要求?！?br />
　　目前，優(yōu)立科技的多個(gè)水利數字孿生新項目已經(jīng)進(jìn)入測試驗證階段。易濤介紹稱(chēng)，“我們對接的項目，已經(jīng)有近7、8個(gè)進(jìn)入了工程實(shí)施前的測試驗證階段，其中客戶(hù)包括一些重量級的設計院。接下來(lái)就是實(shí)施和簽約階段?！?br />
　　按照優(yōu)立科技的計劃，公司在水利這一場(chǎng)景上的重點(diǎn)，將圍繞以下幾個(gè)方向展開(kāi)：其一，面積較大，數據量大的數字孿生流域建設，基本以實(shí)景為主，將整個(gè)流域的源頭、支流等匯聚在一張圖之上；其二，數字孿生灌區，進(jìn)行數字映射、智能模擬、前瞻預演等。以及，水庫、大壩等重點(diǎn)工程，下一步可能還會(huì )向水資源管理、生態(tài)、水電站等方向延伸。

　　在業(yè)內人士看來(lái)，水利數字孿生市場(chǎng)的落地難點(diǎn)是，對于不同的區域在業(yè)務(wù)上的關(guān)注點(diǎn)差別較大，有的關(guān)注洪水淹沒(méi)和浸漫，有的則更加關(guān)注工程設施、水調度等，而以上業(yè)務(wù)關(guān)注點(diǎn)的不同，會(huì )導致市場(chǎng)參與方產(chǎn)品設計重心以及后面支持的專(zhuān)業(yè)模型都需要隨之發(fā)生變化。

　　從普適性應用的需求出發(fā)，已明確好團隊核心價(jià)值的優(yōu)立科技更加專(zhuān)注且聚焦?！爱吘刮覀兊漠a(chǎn)品開(kāi)發(fā)較新，有很多的業(yè)務(wù)場(chǎng)景文檔和一些專(zhuān)用性的工具上還需要完善。從最初做普適性引擎出發(fā)，后續我們將結合水利領(lǐng)域的要求，如算法、業(yè)務(wù)系統等，進(jìn)行新一輪研發(fā)與匹配，完善水利數字孿生的專(zhuān)用底座，從而滿(mǎn)足行業(yè)的一些特殊需要?！?br />
　　在“2030年底前，大中小型水利工程全面實(shí)現標準化管理”等目標下，優(yōu)立科技在水利領(lǐng)域的角逐剛剛開(kāi)始。

　　關(guān)于優(yōu)立科技

　　優(yōu)立科技（Eulee）是一家數字孿生&元宇宙核心技術(shù)提供商，專(zhuān)注為企業(yè)提供三維數據管理、數字孿生創(chuàng )建及應用的高新技術(shù)企業(yè)，致力于用三維技術(shù)構建萬(wàn)物相連的孿生世界，賦能多個(gè)行業(yè)。