党的十九大报告中明确提出要建设网络强国、数字中国、智慧社会，党中央对实施网络强国战略做出全面部署，2018年中央一号文件明确提出实施智慧农业林业水利工程。2019年全国水利工作会议提出，抓好智慧水利顶层设计，构建安全实用、智慧高效的水利信息大系统。智慧水利是智慧社会的组成部分，是补短板、强监管的重要抓手，是推进新时代水利现代化的重要举措，也是水利信息化的发展方向。

智慧水利离不开准确的空间数据获取与表达，飞燕遥感拥有最先进的航空摄影测量技术、设备及专业团队，在水利空间数据获取上，能为客户提供大流域面积、地形、水质、工程、断面等空间数据。

在智慧水利应用层面，飞燕遥感充分运用云计算、物联网、大数据、移动互联、数字映射、数字孪生、人工智能等新一代信息技术，以物理流域为单元，强化水利业务与数字化、智能化深度融合，基于数字孪生技术，搭建数字流场，实现流域时空场景数字化。

一、方案总体架构

解决方案总体架构总体分为六层，感知层、网络层、数据层、平台层、应用层和展现层。

整体架构

感知层是平台所需信息的智能感知和主动获取体系，主要通过综合运用手持设备、视频监控、GPS、航空遥感、卫星遥感等技术手段，实时获取水利基础信息，并感知水利要素变化。

网络层是平台运行所依赖的网络环境，主要包括无线和有线网络。

数据层是平台需要的数据类型，主要包括基础地理数据、河网水系数据、人员数据、涉水数据、实时监测数据、业务动态数据、气象时空数据等。

平台层是水利三维地理信息服务平台运营的基石，主要包括运维管理平台、地图服务平台和移动支撑平台等，为应用层提供基础性架构和运行环境。

应用层是依托平台层并结合用户实际需求设计的业务应用，包括水利一张图管理、流域一体化管理、三维配水运维管理、排污监测管理、水质监测管理和气象监测预警等。

展示层为平台的各项服务与应用提供用户操作展示界面和多种接入方式，主要采用门户网站、PC端和移动端三种展示方式。

二、天空地一体化涉水时空大数据采集

水利时空大数据来源分为江河湖泊水系、水利工程设施和管理活动，其采集手段主要为地面监测、卫星遥感、航空遥感、互联网采集及模型模拟等五类。

方案提供高分辨率卫星影像数据服务，同时基于自研8.8亿像素的航空集成多传感器航摄仪、最高像素为4.5亿的大幅面高精度UC系列数码航摄仪、200万赫兹的机载激光雷达相机、5亿像素的倾斜航摄仪及无人机队，结合云数据处理中心，构建空天地一体化数据获取服务，可为水利时空大数据的建设提供卫星影像、航空影像、倾斜影像、高光谱影像、热红外影像和激光点云等数据采集和处理。

三、二三维水利时空数据治理

方案提供多源多形态数据综合治理，实现高精度遥感解译服务，快速生产江河湖库常规4D产品、影像挂图、电子地图和三维实景模型等产品，建立健全江河湖库基础数据库，通过水利时空大数据云平台实现遥感大数据的收集、处理与下发应用，辅助水利相关单位快速摸清问题底数，有效解决水利“四乱”等突出问题，实现江河湖库的动态实时监管。

海岸带正射影像图

河湖蓝线空间化

水域侵占监测

四、智慧水利时空大数据云平台

时空大数据云平台是智慧水利的基础支撑平台，实现数据接入、存储、共享、发布及展示。云平台依托地理信息多源数据单次同步获取技术，融合江河湖库基础地理数据、专题数据、业务数据、物联网实时感知和互联网在线抓取等数据，构建水利大数据底座，围绕水利相关实际需求，提供智慧应用支撑。

云平台功能特点有：

•三维多源数据管理与展示

支持DOM、DEM、倾斜mesh、点云、BIM模型、卫星遥感、高光谱等多源数据服务管理、展示及交互式浏览。

•三维自然场景渲染

支持日照、降雨、降雪、雾等自然场景模拟。

•空间量算

支持距离量算、面积量算、高度量算及位置拾取。

•自动浏览

自动飞行浏览及书签自动浏览、自定义设置及循环播放。

•空间分析

天际线分析、限高分析、通视性分析、可视域分析、日照分析、剖面分析等。

•三维数据共享服务

实现三维数据的网络动态共享，按照三维数据范围、时间、权限等进行共享控制。

•坐标转换

提供互联网地图坐标、国家标准地图坐标、本地坐标的批量转换服务。

•其他功能

视频终端动态接入、三维专题图、三维动态规划等。

五、数据及业务应用

（一）水利大数据中心

水利大数据中心依托于云计算、大数据物联网和空间信息等技术，通过整合基础地理数据、河网水系数据、人员数据、涉水数据、实时监测数据、业务动态数据、气象时空数据等数据，实现河道产汇流分析、水情水质相关关系分析、水质水量调度分析、受灾影响预测、河段水污染风险分析等功能，为水利业务决策提供科学依据。

（二）智慧水利一张图

以水利普查、1∶10000基础地理信息数据和第一次全国地理国情普查成果等为数据源，提取水系、地名、行政区划等基础要素，结合河道岸线、蓝线和管理线等范围线，整合水电站、排污口、监测断面、水文站、涉河建筑、水利工程等数据，形成水利信息完整覆盖的一张图基础信息数据库，通过接入各类涉水的监测信息叠加分析，实现区域水情监测、险情监控、淹没分析、气象分析、水质监测及河长制管理等功能。

（三）三维配水运维管理

在系统中引入BIM模型，通过三维引擎仿真渲染后，实时直观地以三维场景展示配水运维工程，并将实时获取的各类运行信息在三维场景中结合局部三维模型直观展示，具有配水运维工程空间查询、建筑信息查询、安全监测、运行状态监测、水质监测、视频监控和工程管理等功能。

（四）排污监测管理

结合物联网、网络通信、传感控制等信息科技手段，对各路管网污水排放、运行、处理等进行全程动态管控，统计排污总量、排污口等信息，并展示各区域内排污治理情况。通过对污染源、管网、泵站、处理厂的水质水量进行监控，实现排污预警预报功能。

（五）水质监测管理

通过接入已有的水质监测站点数据，对排水泵站、污水排放口、排水管网监测点的水质进行实时监测，监测指标主要包括PH值、COD、SS、氨氮以及总磷等，可进行水质查询、水质分布情况查询及水质标准查询。

（六）气象监测预警

通过三维GIS技术，结合气象数据、区域地形、河网等信息，构建气象监测预警系统。基于气象因素动态分析，科学预测区域内水域、水利受影响范围及程度。针对极端天气，例如台风，系统会录入台风的运动轨迹与时间信息，预测台风登陆的时间地点，适时发出预警信息。

三、项目案例

1、福建省县级海域动态监管系统建设

2、淮河数字流域建设

3、福建省河道岸线规划服务

4、青岛市入河湖排污（水）口排查

5、无人机海洋巡查

6、宁夏黄河数字航摄及正射影像图制作

7、疏勒河数字航摄及正射影像图制作

8、福清海岸线数字航摄

9、福建闽江流域数字航摄

10、浙江海岸线数字航摄

11、福建海岸线数字航摄

12、黑河干流河道地形图航摄

13、九龙江河道岸线正射影像图制作

14、河北海岸带正射影像图制作

15、北干流河段地形图测绘