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1、水生態時空大數據與智慧水務綜合服務平臺,CONTENT,重點內容,目 錄,建設背景,水問題的綜合癥,水資源短缺、水質污染、洪水、城市內澇、地下水位下降、水生物棲息地喪失,水問題,2017.10.18,九、堅持人與自然和諧共生。必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策，像對待生命一樣對待生態環境，統籌山水林田湖草系統治理，實行最嚴格的生態環境保護制度，形成綠色發展方式和生活方式，堅定走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展倒流，建設美麗中國，為人民創造良好生產生活環境，為全球生態安全作出貢獻。,十九大,智慧水務,王家耀院士時空大數據可能實現“數據信息知識決策支持2、”到“數據知識決策支持”的轉變。,時空大數據在水務領域的應用，是業務邏輯與業務技術的結合，既是對水務全產業鏈條的宏觀綜合的信息測繪、畫像描摹、實景構造，又是基于這些真實的業務數據的實時感知、資源調度、分析預警、輔助決策。,中國生態城市研究院,以創新為動力，以需求為導向，以整合為手段，以應用為目標，以安全為保障，加快數據整合共享和有序開放，推進水利業務與信息技術深度融合，深化大數據在水利工作中的創新應用，促進水治理體系和治理能力現代化。,水利部,國際現狀,IBM的智慧水資源管理利用水資源運營數據，預測潛在的水資源問題及長期水資源需求，協調保障水資源健康運營，促進水資源的合理及可持續利用。,通過數3、據分析實現預先維護和優化流程，能夠前瞻性地管理水務基礎架構，實現預先解決。,智慧水資源管理系統，具有多組織數據共享，以可視化方式統一展示管網、事件和預警信息，可視化的管網和設備以及信息發布等功能，從而實現了實時采集、及時發現問題、梳理管網順序、優化調度以及跨部門的共享和促進協同。,哥倫比亞,索諾瑪地區,國內現狀,江蘇省2010年年初，通過“感知太湖、智慧水利”項目建設了“藍藻湖泛智能監測及打撈車船實時調度物聯網系統”。,上海上海“智慧水網”發展以及水務信息化建設圍繞上海“四個中心”建設和“安全、資源、環境”三位一體治水思路。,深圳深圳水務統籌規劃信息化建設，分別從信息采集、網絡建設、數據中心建4、設以及數據共享交換平臺建設出發，積極推動智慧水務的發展。,政策背景,建設目標,建設需求,王家耀院士,總體框架,針對“水十條”對我國水環境監測與水生態評估管理提出的新要求，系統整合集成智能無人航行器、航空航天遙感、自動化在線水質測量儀器等技術，構建以流域水生態環境功能分區、水質在線監測、水污染防治評估、風險管理等為核心的流域水質目標管理與水生態評價技術體系，構建流域水環境遙感監測監控業務平臺，實現國家流域水環境質量管理信息化，提升國家水生態管理的系統化、自動化、精細化和信息化水平，健全水務科學發展的體制機制和制度體系提供“智慧保障”。,建設目標,重點內容,科技創新,面向統籌綜合開展流域水體精準在5、線半自動化監測的需求，通過將衛星搭載的Hyperion、無人機載的AVIRIS高光譜成像光譜儀、高分系列衛星、Worldview等高分辨率衛星和無人機影像獲取的水面光譜信息與無人船載的在線光學水質分析儀，獲取到的水體pH值、溶解氧、氨氮量等參數進行融合，得到水體重要水質要素指標反演結果。針對不同水質要素，對不同傳感器獲取的異構信息分類研究，研究建立定量化的反演模型。分析研究多源異構數據融合方法，充分發揮衛星遙感和智能航行器的不同優勢，在空天水全方位一體化協同監測大數據的基礎上，依靠機器學習實現不同尺度的水質定量化水質要素自動監測。,重點內容,一、基于水面上下多傳感器協同遙感數據的水質要素反演技6、術,針對目前水質測量工序流程繁瑣、不夠自動化的問題，利用無人船和無人機等智能航行器開展一體化的遙感水質綜合監測。研究設計觀測計劃的時間空間優化策略，通過GNSS與地理信息系統實現航行器自主控制。基于激光雷達和計算機視覺技術，設計開發無人船/機避障方案。通過建立分布式的多節點多源數據并發的傳輸任務的業務架構體系，確保無人船的數據實時回傳至綜合監測系統主平臺。在檢測到異常或突發污染事件后，通過應急響應調度機制，可快速獲得應急監測方案，對重點區域進行高密度高頻次的監測。,重點內容,二、智能無人船（機）水質遙感綜合監測系統設計與原型開發,建立流域水生態環境數據的收集、傳輸、整合、交換和集成通用標準。在7、線實時獲取監測點光譜信息與水質參數數據，離線獲取的長期遙感衛星數據，利用無人船水質遙感綜合監測系統獲取的數據以及其他相關地理基礎數據，建立涉水多領域的大數據挖掘、匯集與融合技術，設計流域水環境的核心模型框架，完成模型之間的耦合以及與水生態大數據倉庫的集成，研究包括污染物通量分析、水環境承載力、生態補償、水質目標管理與風險預警等水生態綜合評價體系。以試點示范建設，基于水生態綜合評價體系研究，設計開發集水生態環境信息采集、處理、融合、分析、模擬、評價以及數字化成果輸出等功能于一體的流域水生態系統健康評價系統，實現流域水生態健康信息的數字化管理。,重點內容,三、基于在線-離線綜合監測大數據的流域（河8、湖）水生態綜合評價體系,重點內容,四、水生態時空大數據平臺,水生態時空大數據應包括歷史的、現狀的水生態基礎地理信息數據和公共專題數據，智能感知數據以及空間規劃數據，和這四類數據的數據引擎及管理分析系統等六部分。依托天空地一體化綜合監測數據，采用全空間信息模型形成全空間，并時空化公共專題數據、智能感知數據和空間規劃數據，通過管理分析系統經數據引擎實現一體化管理。,五、水利水電工程全生命周期管理系統,水利水電工程全生命周期管理系統是以國家防汛抗旱總指揮部發布的山洪災害防治縣級監測預警系統建設技術要求為依據，以GIS技術、空間數據庫技術、計算機網絡技術、通信傳輸技術、BIM技術等為依托，在GIS開發9、平臺的基礎上，建立集監測系統、監測預警平臺、預警系統為一體的綜合性系統，實現對通信網絡資源精細化、可視化、智能化和全生命周期的管理，為山洪災害數據匯集、監測預警、輔助分析決策等提供服務。,重點內容,重點內容,重點內容,六、水務通智慧水務綜合服務平臺,水務通智慧水務綜合服務平臺是利用新一代信息技術，通過基于天空地一體化綜合監測手段、通信網絡和移動系統與水務信息系統的結合，構建成智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預警、智能調度、智能處置、智能控制和智能服務全方位的水務管理系統。,實施計劃,智慧三峽長江經濟帶空間信息保障工程智慧長江“一帶一路”空間信息走廊,建立3百個市縣級智慧水務管理服務中心：第一10、步，基于三峽庫區已有兩個示范縣，將服務站推廣到庫區全部20個縣（區）。運營2千個智慧（數字）流域管理服務站：將數字大沽河成果推廣應用到國內外流域。服務1萬個水電工程的智慧化管理系統：優先考慮三峽集團國內外水電工程的全生命周期綜合服務。支撐1百萬個用戶的水生態時空大數據服務平臺：優先考慮面向全國各級河長的智慧河道管理系統（終端）和服務平臺。,依據中共中央辦公廳國務院辦公廳印發關于全面推行河長制的意見的通知（廳字201642號）和水利部、環境保護部制定的貫徹落實關于全面推行河長制的意見實施方案，打造以“水生態（資源-環境-災害）時空大數據服務平臺”為核心，以（三峽集團）長江經濟帶空間信息服務中心、11、（中關村）智慧水利協同創新聯盟、（貴州省）赤水河流域生態健康科技促進中心、國家（省部）級智慧水利工程中心、都江堰國際（中以）智慧灌溉合作研究中心、青島智慧水務創新研究中心為重點的智慧水務協同創新基地，組織國內外優勢力量協同實施“3211”重大工程：,水務通智慧水務綜合服務平臺：3211工程,實施計劃,系統將項目管理全過程用VR手段清晰地呈現在您面前，讓管理者對自己的工作一覽無余、操控得心應手。再通過PLM專業手段優化每個“過程管理”。實現快速上手、全面掌控、管理優化、節能降耗最終，大幅度延長項目使用壽命，提高投資效率。,優勢特點,效益分析,已有基礎,北大數研京元智慧水利工程中心,北京大學,教育12、部,北大科技開發部,北京數研科技發展有限公司,地球觀測與導航教育部工程研究中心,北京大學數字中國研究院,西南分院/BUCA,導航與智能位置服務工程實驗室,京元數研,IDC數字流域研究中心共建單位等產學研機構,中關村聯盟,水電工程全生命周期智慧化管理系統,北大數研京元智慧水利工程中心,市縣級智慧水務管理服務中心,北京京元數研北大數研數字流域研究中心,北斗遨翔京元學院,智能水環境監測航行器系統,水生態大數據與智慧水務產業園,深圳圖靈、中芬設計園,中國長江三峽集團、各水電規劃設計院,流域管理機構,青島理工大學、青島市水利規劃設計研究院,青島智慧水務創新中心,智慧（數字）流域管理服務站,北大數研京元智13、慧教育工程中心,北大數研京元智慧城鎮智慧農業智慧應急工程中心,水生態時空信息平臺,加拿大圭爾夫大學,農業水環境模擬與智慧灌溉示范,都江堰管理局,中國長江三峽集團公司空間信息技術綜合應用總體規劃,2010年，北京大學數字中國研究院為中國長江三峽集團公司編制空間信息技術綜合應用總體規劃，于2010年10月發布實施。,建立一套在集團公司工程管理信息系統構架下的工程項目全生命周期三維可視化管理平臺，與現有的工程管理系統結合，實現從規劃、設計、招標、采購、施工管理、進度管理、質量控制、合同管理、物流管理、安全監測、運行管理、設備維護、檔案管理、建設過程回溯等過程的全三維數字化管理，為實現數字水電站打下堅14、實的基礎，占領水電工程管理的制高點，提高企業的核心競爭力。,國務院三峽后續建設規劃出臺后，北京大學數字中國研究院由童慶禧、徐冠華、陳運泰、王浩四位院士牽頭，2011年11月11日向國務院領導提出關于統籌建立三峽庫區天地一體化綜合監測體系與信息共享服務平臺的建議。,三峽工程綜合管理能力建設（20142017）實施規劃報告,智慧三峽,本期實施規劃總投資301705萬元。其中，申請補助投資263373萬元，包括綜合監測體系 107423萬元、信息共享和綜合服務平臺 50753萬元、綜合應用與會商決策支持體系 26257萬元、應急能力 66724萬元、檔案建設 11186萬元、標準體系建設1030萬元15、。,運行支持中心,業務服務中心,監測與應急服務站,群測群防終端,原始影像,通用及專題影像,地面定點監測系統,定量因子提取及綜合分析,地面采集數據,移動采集數據,縣級應用,預裝與即時分發數據,全庫區級應用,三峽辦接口,區縣專題信息匯總,庫區及流域專題信息匯總,國家發改委衛星及應用產業發展專項“基于國產衛星應用技術的三峽庫區生態環境動態監測與應急服務示范”（20132015）,都江堰智慧灌區“十三五”發展規劃,數字黃河工程進展水利部黃河水利委員會薛松貴第二屆數字中國發展高層論壇暨信息主管峰會“數字流域”分論壇，2005年11月，深圳,廣東省第一次全國水利普查數據共享與應用服務系統（2012201316、）,廣東省水利水電科學研究院廣東南方數碼科技有限公司北京大學數字中國研究院北京方位科技有限公司,廣東省北江流域防洪決策3S技術支持系統 GB-3S（中意科技合作，20012005）,中國科學院遙感應用研究所廣東省防汛防旱防風總指揮部辦公室北京大學遙感與地理信息系統研究所北京方位科技有限公司,數字大沽河建設方案（20142017）,赤水河流域天空地協同監測與時空大數據服務河流健康評價與保護綠色產業（智慧農業健康旅游）協同創新美麗智慧村鎮建設與科技扶貧流域生態文明科普教育,一期（20162020）主要任務,項目建議：赤水河流域河流生態健康監測評價與智慧生態服務平臺,（1）赤水河流域天空地協同監測與17、時空大數據服務；（2）基于空間大數據和公眾參與的赤水河流域智慧生態綜合服務平臺的構建；（3）赤水河流域干支流河流健康評價研究報告編制和發布；（4）流域生態文明科普教育,國家水電可持續發展研究中心（中國水利水電科學研究院）北京大學數字中國研究院中國科學院地理科學與資源研究所,貴州科學院中國科學院水生生物研究所中國科學院成都山地災害與環境研究所中國中央電視臺科教頻道（CCTV10）,赤水河流域生態健康科技行動計劃（322計劃）,河南省許昌市水生態產業園-益水谷（2017-）,2013年1月4日水利部發布關于加快推進水生態文明建設工作的意見（水資源20131號），并隨之組織開展水生態文明建設試點工作18、，啟動了全國水生態文明市創建活動。2016年12月，中國中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發關于全面推行河長制的意見，以保護水資源、防治水污染、改善水環境、修復水生態為主要任務，在全國江河湖泊全面推行河長制，構建責任明確、協調有序、監管嚴格、保護有力的河湖管理保護機制，為維護河湖健康生命、實現河湖功能永續利用提供制度保障。,許昌市作為全省第一個、全國第二個獲得水利部和省政府聯合通過驗收的“全國水生態文明城市”試點城市，以生態引領為核心的“節水活水、治污提標、精建嚴管、互榮共享”建設模式，為中西部缺水型地區建設水生態文明城市作出了有益探索，為全國樹立了典范。基于全國水生態文明試點城市建設成果，許昌市（建安區）政府計劃創建全國首個水生態科技園和產業園“益水谷”，由許昌學院（許昌大學科技園）與北京大學數字中國研究院（數字流域研究中心）具體負責組織實施。,感謝聆聽,THANKS,