3.5.2.2 业务应用
（1）灌区综合地图（含三维）
灌区综合一张图以浙江省水利一张图为底图，利用3S技术[地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球定位系统（GPS）]，展示灌区范围内的水文、流域、行政区划等空间数据，水利工程专题数据，感知监测数据，从而形成包含基础地图、水利专题地图、感知监测信息的综合一张图，以数字化的形式呈现灌区的整体情况。
利用灌区综合一张图，可从时间与空间上对灌区内的水利基础设施、感知监测情况、预警情况、水资源情况进行分析，方便管理者了解灌区整体情况，有利于灌区后期的规划与管理。同时，通过数据空间叠加的方式，将已有的水利工程及相关信息与未来规划中的建设项目进行比对，形成最优选择，避免后期灌区内空间打架、各自为政的情况，利于灌区后期整体的发展与建设。
灌区综合一张图同时纳入BIM三维模型和倾斜摄影模型，再基于天地图三维地图，构建灌区三维地图。
①灌区综合一张图的构建
灌区综合一张图的构建主要包含以下3个方面：
A.基础地理数据和水利专题数据的预处理
提取、处理、整合基础地理信息数据。根据制作底图的要求，处理好水系、地名、道路等基础要素信息。统一坐标系为CGCS2000，高程系为国家1985高程一期。
B.感知监测信息的预处理
接入、展示感知监测信息数据。感知监测信息的预处理包括对水位监测站、土壤墒情站、水质监测站、流量监测站、视频监控点、渡槽安全监测点、闸门监测点等监测数据的预处理。根据综合一张图显示的内容，对信息进行统一标准命名、空间定位、空间表结构构建、编码、空间对象关系建立。统一坐标系为CGCS2000，高程系为国家1985高程一期。
C.GIS提取下垫面空间要素
GIS提取下垫面空间要素（测量整合），共享自然资源厅的地理信息系统，获取灌区地形、地貌、河流水系等图层，包括灌区电子地图、DEM地形图，以及灌区干渠、支渠、水利工程分布等信息。
②灌区三维大场景及轻量化
在天地图三维地图的基础上，收集灌区1∶10000的DEM数据及DOM数据，构建灌区的三维大场景。对三维大场景的轻量化处理主要是对数据进行压缩及优化，以减小模型规模，降低内存使用量，加快显示速度。
③灌区三维模型服务的发布
轻量化三维场景，并发布三维服务模型数据，实现三维地图服务的调用。
④灌区三维地图的构建
在三维综合地图中实现三维图形渲染、空间测算、三维空间交互操作、漫游飞行等功能。针对构建的BIM模型的中型水闸，提供浏览功能、快速定位功能和墙体透明、部分透明、初始材质的切换功能，同时提供BIM模型构建属性的查询功能。三维综合地图上展示灌区水利工程信息的状态总览，并在三维场景中显示预警、运行有问题的水利工程的点位信息，同时展示集成的倾斜数据。
（2）用水计量
用水计量主要实现对灌区水位监测站、涵管流量监测站、闸站流量监测点等水位水量监测设备的管理，实现水位流量关系的算法服务及对水位流量关系的管理。
①站点管理
对灌区内的水位监测站、涵管流量监测站、闸站流量监测点等站点信息进行管理，包含对设备点位、所属渠道、设备状态等信息的管理。
②水位流量关系算法
水位流量关系算法主要是根据渠道165处水位流量关系模型，生成水位流量算法服务，同时实现干、支流的重要量水建筑物水位—流量关系电子化管理，根据水位自动查询流量，为计算水量提供依据。
③数据报表
利用信息化手段构建以灌溉用水统计、实时用水监控、统计查询为主要功能的用水计量模块，用水计量模块可以将用水情况以表格的形式进行分析、统计、存档、展示，能使灌区管理人员对灌区用水情况有清晰了解。
（3）灌区遥感监测
灌区遥感监测主要包含种植面积分析、实灌面积分析、农灌水量核算、统计报表。
①种植面积分析：依据高精度的卫片，实现灌区内不同时段典型作物种植面积的查询、分析、统计。
②实灌面积分析：通过时空融合的卫片，实现灌区内农田实际灌溉过程及面积的查询、统计。
③农灌水量核算：实现不同区域、不同时段农田灌溉水量的动态监测、核算、查询、分析。
④统计报表：实现对历史农灌水量核算报表的查询、统计、导出。
（4）用水决策管理
用水决策管理主要基于多源感知实时灌溉预报模型、渠系多目标动态配水模型和灌溉决策模型，是对灌区智慧模型库成果的展示。用水决策管理包含灌区可供水量分析、历年灌区用水情况、灌区需水预报、灌溉决策分析、灌区配水调度、配水调度运行监视、配水调度方案管理、需水上报、指令下达、综合报表。灌区用水管理业务概况如图3-12所示。
图3-12 灌区用水管理业务概化图
①灌区可供水量分析：针对灌区的降雨量、水库的净来水量，分析灌区可供水量。
②历年灌区用水情况：就灌区历年实际灌溉需水情况提供查询、分析、统计等。
③灌区需水预报：预报未来一个时段内灌区的农业灌溉需水量，为灌区管理人员实时掌握区域用水需求、开展灌溉决策和配水调度提供科学依据。
④灌溉决策分析：为决策者提供多样化的决策信息，帮助灌区管理人员进行决策。
⑤实时配水调度方案生成：生成灌区配水调度方案，通过配水调度模型，实现灌区水资源的优化配置。
⑥配水调度运行监视：在调度运行过程中，对调度信息进行监视，当发生异行为时，进行预警。
⑦配水调度方案管理：调度任务全部完成后，在系统里进行分析评估，对调度结果进行反馈、总结、评价、归档。(https://www.daowen.com)
⑧需水上报：灌区范围内乡镇、村、用水组织上报所辖区域的用水需求。
⑨指令下达：灌区管理单位综合需水上报和模型预报情况，下达灌区配水调度指令。
⑩综合报表：实现用水决策相关报表的查询、统计、导出。
（5）联合调度
联合调度将国湖泵站下游至八仙溪节制闸段东干渠部分建设为自动化灌区，即基于动态配水模型和灌区自动化改造，实现作物需水自动研判、调度决策自主学习、配水调度一键完成。联合调度主要基于灌区闸门远程监控系统、闸站联合调度系统和一体化闸门远程监控系统。
①需水自动研判：作物需水自动研判功能通过种植物智能识别模型和实时灌溉预报模型的联合分析，可实现灌区内作物自动判别和需水量预报，为联合调度自动化提供基础数据支持。同时，由于良好的自我更新机制，可大大减少后期作物变更引起的模型更新工作量。
②调度决策自主学习：调度自动化的核心大脑，基于优秀的多目标配水模型和自主学习机制，可随着用户使用场景的增加来实现模型的自我进化，使得决策成果越来越贴近用户习惯，平台提供自主学习后的调度决策管理和保存。
③配水调度一键完成：该功能主要基于灌区自动化改造而得以实现。基于灌区闸门远程监控系统的智慧联合调度和一体化闸门远程监控，可将调度方案及时发送至各个控制终端，实现终端设备（闸门、泵站）的实时遥控运行。
（6）防汛专题管理
①汛情警戒：对灌区范围内的水库、渠道水位站、闸站站点、雨量站进行监测，并进行预警分析，同时提供汛情警戒的简报等。
②渠系风险分析：根据渠系的实时水位与渠系高程比较，对渠道水位过高、水量较大的情况进行分等级预警。
③防汛调令管理：根据实时雨情数据库显示的雨量过大、渠道水位过高等汛情警报发布防汛调令并实现对调令的管理。
（7）工程安全监测分析系统
基于灌区安全监测系统的渗流、变形、应力等监测数据，对灌区渡槽等工程的安全状态进行实时监控预警，为管理单位提供实时的大坝安全信息，确保灌区安全运行。依据自动化安全监测数据，通过示意图等方式，将安全监测点位与工程结构结合展示，以形象的图片模、过程曲线、颜色标注等形式，为用户提供工程安全运行状态信息。
①视频预警信息：将数据传输到金华数字河湖管理平台的视频AI模型，并读取数字河湖管理平台传回的视频预警，主要包含漂浮物和人员监测预警。
②渡槽安全检测：渡槽安装监测自动化采集设备，通过无线传输至安全监测云平台，用户可以在任何计算机上登录查看渡槽监测数据采集与整编系统。
③工程安全诊断：能够对每个监测点的预警值进行分析并设置；超限报警后，结合电子地图显示，能够播放报警声音，以文本形式显示报警原因、报警信息、报警等级等。
以图表结合、图文并茂的表现形式，实时展示灌区工程各类安全监测数据。用户可以自定义时段，查询大坝安全监测的详细信息，对监测结果进行分析，并生成相应的报表。报表能通过测点过程线图及相关图形清晰地显示分析计算结果。
（8）公众参与
①工作动态：展示安地现代化灌区开展水利工作的最新动态信息及新闻资讯。
②通知公告：以列表形式发布安地渠道管理所日常通知公告。后台管理人员对这些信息进行定制后，通过公告管理功能发布。
③政策法规：发布防汛、水资源管理、水利工程管理、水政执法等相关法律、行政法规、规范性文件、部门规章、政策解读等信息。
④便民下载：为公众提供相关表格、文本等文件的下载。
⑤防汛信息：依托实时水雨情数据库，通过报表等格式，发布雨量、渠道水位等实时监测信息。
⑥灌区风采：以图文结合形式展示安地现代化灌区水利风采、工作成果等，打造安地文化宣传专栏。
⑦公众参与：提供与公众交互的窗口，公众可对安地灌区管理工作进行网上咨询与投诉监督，并可通过留言对灌区管理建言献策。
（9）后台数据中心
①成果数字化管理
按照水利信息资源相关标准规范要求，对集成的海量多源异构数据进行质量评估，如水情监测、工况监测、工程基础数据及防汛指标等，利用大数据分析方法提高数据治理效率。根据数据类型及格式，定制开发数据抽取、清洗、转换、融合、加载流程，将原始分散、重复、低质量的数据，治理成为格式统一、类型统一、单位统一、编码一致、逻辑一致、数源清晰的高质量数据集。
A.感知监测设备设施资料管理
对可视化监控摄像头位置和档案资料、水位雨量设备设施位置和档案资料、水文站位置和档案资料进行数据整理和入库处理。梳理摄像头关联工程类型字段、行政区域字段、归属流域信息。
B.水利工程档案资料管理
对五年前到现在的重大项目数据，包括图像、文字、地理位置等资料进行数据整理和入库处理。
C.办公档案资料管理
对历史水利专项资金、项目进度资料进行手工整理和处理入库。
②预警管理
包括感知超阈值预警、视频AI分析预警、工程安全监测分析预警等。对每个地方的异常数据进行不同方式的报警信息、历史记录的管理。
A.感知超阈值预警
基于水利模型，通过接入水文气象测站的实时测量数据，结合灌区历史水位，制定预警指标的阈值，确定临界水位及临界雨量等预警信息，当感知设备的测量值超过设定的阈值后，则发出告警信号。
B.视频AI分析预警
接入金华数字河湖管理平台的视频AI通用组件，通过AI技术提供的模型管理、模型下发、智能分析配置、抓图计划配置等，将AI模型下发至视频监控设备，为设备通道配置智能分析任务，使监控设备拥有针对特定对象和场景的智能分析能力。实现结合智能视觉分析、模式识别、信息传输等技术的AI分析预警系统能针对监视区域所发生的各类事件，如物体位移、人员异常行为以及水位、蓝藻、漂浮物、钓鱼、测流等异常状况，进行自动检测、自动报警并生成智能化解决方案。
C.工程安全监测分析预警
安全监测分析预警能够对每个监测点的预警值进行分析并设置。超限报警后，结合电子地图显示，能够播放报警声音，以文本形式显示报警原因、报警信息、报警等级等，为工程安全监测分析系统提供预警数据。