防汛多尺度预演可视化技术研究与应用

针对当前防汛预演中存在的场景加载慢、表达不直观等问题,研究并实现防汛多尺度预演可视化技术。由于洪水防御需要考虑洪水量级、影响范围、保护对象等众多因素,将预演按照空间分为流域宏观、河段中观、城镇/水工程3个尺度;基于GPU Shader、粒子系统、BIM、缓存加载等技术,研究实现不同尺度下的洪水传播、淹没模拟、工程调度等业务场景的预演可视化呈现和场景快速加载技术;以流域一张图为数据支撑,结合预报、调度、淹没等模型的计算结果,构建流域宏观、河段中观、城镇/水工程等多尺度的可视化预演场景,实现洪水流量过程、水工程调度、洪水淹没等的快速直观及动态仿真模拟。防汛多尺度预演可视化技术在珠江水旱灾害防御“四预”平台的应用表明：该技术可改善不同尺度下的防汛预演效果,提高预演效率,为流域防汛调度会商决策提供强力支撑。     

基于Web的风场三维动态可视化设计与仿真

针对在Web端难以快速直观表达风场问题,提出一种基于Web的风场三维动态可视化设计与仿真方法。首先,为解决风场数据不易获取、处理不便问题,给出风场数据的获取、转换、应用流程。其次,设计使用Web Worker多线程技术并行计算生成流线的方法,减少风场流线寻迹生成时间,提高流线生成效率。然后,结合颜色映射技术,设计对流线进行Alpha颜色通道动态修改的方法,以表征风场动态流动。最后,扩展基于Web GL的可视化引擎Cesium进行风场三维可视化渲染,直观表达风场。结果表明,该方法能有效提高在Web端进行风场可视化仿真的效率,可为防风减灾提供支撑。     

语音技术在防汛“四预”平台中的应用研究

针对当前水利工程防汛“四预”系统交互方式繁琐、严重依赖实际操作人员经验、智能化应用不足等问题,开展了语音技术在防汛“四预”平台中的应用研究工作。首先,集成智能语音识别的开放式服务系统,通过标准化服务接口实时交互音频数据和识别结果;然后,梳理水利工程防汛“四预”中的业务流程,总结凝练3类实际应用场景;最后,以服务实际应用场景为目标,整理并汇集相关的水利专业词汇和句式,搭建语音数据语料库和场景技能库。在大藤峡防汛“四预”平台中的应用表明,该研究提供了更全面的信息获取渠道,有效提高了系统的智能交互能力及使用人员的工作效率,为水利工程管理工作提供了技术服务支撑。     

移动终端高效自适应网格细化架构

针对移动终端难以快速逼真展现三维模型问题,提出了适应于移动终端的自适应网格细化架构。首先,为减少网格细化所需模板和顶点缓冲对象数量,设计了通用自适应细化模板。其次,分析多分辨率细节网格裂缝问题,提出偏移参数化重心坐标解决裂缝的方法。然后,为避免屏幕空间细化测度“切口”现象,给出了通过毗邻面来优化边细化层次的方法。最后,在架构中引入Phong细化来实现曲面平滑。实验结果表明,该自适应网格细化架构在满足视觉需求的情况下,能有效提高移动终端的三维图形绘制效率。     

河湖岸线综合监管系统方法

河湖岸线监管重要而复杂。当前,河湖岸线监管仍然以单独利用空、天、地中的1~2种监管手段为主,存在日常监管效率及总体监管水平均不高的问题。为此,提出综合利用遥感监管、现场监管、测站监管的综合监管模式,研究实施综合监管的关键技术,在此基础上构建河湖岸线智慧监管平台。应用结果表明,平台能够综合利用空天地等监管手段进行河湖岸线监管,提高河湖岸线日常监管效率与水平,为河湖岸线监管提供了一种可行的参考方案,具有一定推广应用价值。     

珠江防汛“四预”平台建设及应用

珠江防汛“四预”平台是智慧水利“2+N”水利业务智能应用体系中先行建设的业务应用之一,是数字孪生珠江先行先试建设成功案例。结合“降雨-产流-汇流-演进”“流域-干流-支流-断面”“总量-洪峰-过程-调度”“技术-料物-队伍-组织”四个链条,从四情智能监控、多源多模型交互预报、分级分类预警、多尺度多要素预演、优化推荐调度预案等方面剖析探讨“四预”平台主要功能和关键技术,进一步阐述“四预”平台在实际防洪应用和系统建设中的经验成效。     

珠江流域抗旱抑咸"四预"系统研发与应用

2021年,珠江流域降雨持续偏少,主要江河来水偏少3～7成,尤其是东江、韩江已达到1956年以来最枯.珠江河口咸潮比往年来得更早,西江干流水道广昌泵站、联石湾水闸出咸时间较同期提前2-3个月,澳门、珠海等大湾区城市受到咸潮影响,珠江流域抗旱保供水形势严峻.为提升粤港澳大湾区水安全保障能力,更好地支撑流域枯季水量调度,强...     

珠江水旱灾害防御“四预”平台建设与应用

数字孪生珠江先行先试建设以数字孪生技术为支撑，基于珠江流域管理需求，率先开展水旱灾害防御业务应用建设。结合珠江委当前信息化现状，对照“四预”相关技术要求，深入分析目前珠江流域水旱灾害防御业务应用仍然存在“预演”能力不足的问题。为解决此项难题，开展水利三维可视化仿真技术、水利模型管理及服务技术研究，研发了水利三维可视化仿真、模型管理及服务技术。搭建了水旱灾害防御相关数据底板，构建了模型平台和知识平台开发具有“四情”态势感知、分级分类智能预警、多维多尺度场景全链条预演的珠江水旱灾害防御“四预”平台，为珠江流域水旱灾害防御工作提供支撑。