航天宏图打造数字孪生流域建设核心能力

【引言】

在全球气候变化加剧、水灾害日益频发的当下，水利行业正经历着从“经验驱动”到“智能驱动”的深刻变革。‌作为国内领先的卫星互联网企业，航天宏图信息技术股份有限公司（以下简称“航天宏图”）（股票代码：688066）以自主可控的PIE-Engine时空云计算平台为核心，深度融合卫星遥感、大数据、人工智能与水利专业模型等前沿技术，打造“数据全域感知、模型精准推演、四预闭环管控”的‌数字孪生流域建设能力‌，推动“预报、预警、预演、预案”的“四预”体系在防洪抗旱、生态调度、城市内涝等场景中落地生根，为水利治理现代化注入智慧动能。

【数据底板，空天地水工全域感知构建高精度数字镜像】

数字孪生流域的建设离不开全面、准确、实时的数据支持。航天宏图依托‌“女娲星座”雷达卫星+无人机编队+物联网终端‌的立体感知网络，打造覆盖全域、动态更新的数据底板。

01多源数据采集

航天宏图规划了我国规模最大的多层次、多模式混合遥感卫星星座——“女娲星座”。突破多云多雨环境监测瓶颈，实现了全天时全天候对地观测、高分辨率成像、高精度形变监测、在轨智能处理等功能。截至2024年底，女娲星座已形成12颗卫星组网规模，12星联合使用，最大重访时间小于20小时，平均重访时间小于5.6小时，分辨率最高到0.3米。

航天宏图拥有自主无人机生产基地4个，具备DSM、DEM、DOM、DLG、密集点云、实景三维单体等多种产品生产能力，实现物理流域和数字流域虚实映射，构建实景三维流域。结合数字孪生场景与动态仿真推演能力，赋能流域防洪监测、水库监测、水利调度、智慧水务、河湖巡检等领域。

航天宏图利用物联网技术，深度融合地面、水下、工程多维度数据，打造高精度、全时域、智能化的“地水工”监测网络。利用雨量站、蒸发站、视频监测站等地面监测设施设备，实现对关键区域点位雨情、蒸发等要素的精准实时监测感知；利用声、光、电、无人船等监测技术装备，实现对河湖库水体的水位、流速、水质、水下地形等水中水下要素的精准自动化监测感知；利用渗压计、应变计等手段，实现对水库大坝、堤防、水闸、隧洞等水利工程内外的渗流渗压、位移形变、应力应变等工情险情要素的实时精细监测感知。

此外，航天宏图整合了气象、地质、社会经济等多源数据，构建了全面、丰富的数据资源库，通过对这些数据的深度挖掘和分析，能够揭示流域内各种因素之间的内在联系和作用规律，为数字孪生流域的精准模拟和智能决策提供有力支持。

02多源数据管理平台

基于国产化软硬件环境（华为arm架构、瀚高数据库等）下，航天宏图构建了多源异构时空数据管理系统，实现多源国产卫星遥感影像和专题产品、示范区无人机航飞数据和产品，以及示范区地面监测数据的汇集和管理，可为项目提供天空地监测数据和产品的查询、订购、下载等服务。

【深度建模，实现流域精准模拟与预测】

在模型构建方面，航天宏图依托多源数据和PIE-Engine Factory，引入deepseek等AI大模型，打造PIE-Hydr水文水动力云计算服务平台，数据、算法、算力全部上云，向用户提供水文水力计算和分析在线服务。平台能够根据实时降雨数据和流域特征，精准预测洪水的演进过程、淹没范围和水位变化情况。通过对不同调度方案的模拟分析，可以为防洪决策提供科学依据，有效降低洪水灾害的损失。

【知识平台，沉淀行业Know-How，驱动业务持续进化】

航天宏图通过‌知识图谱+AI大模型‌，将数据价值转化为可复用的行业知识资产，构建知识平台。知识平台以图等可视化方式呈现各知识图谱单元的关联关系，基于知识图谱，实现水利对象点查询与关联对象查询，用于挖掘水利知识图谱实体之间的关系。通过知识图谱匹配业务模式，支撑 “2+N”智能应用。

【四预一体，提升决策效能】

数字孪生流域的核心价值在于其“四预”（预报、预警、预演、预案）功能。航天宏图将云计算、大数据、人工智能等技术与水利业务深度融合，打造了具有强大“四预”能力的数字孪生流域“四预”平台。预报功能利用先进的水文水动力模型，实现对流域降雨、产流、汇流、演进等过程的精准预报；预警功能则基于预报结果，对流域内水库、堤防、山洪易发区等重点防洪对象的防洪能力进行精细化、针对性预警；预演功能通过构建重要流域、关键工程、设施区设定场景，对设计、规划或未来预报场景下的洪涝灾害演进、水利工程运用进行模拟仿真。及时发现潜在问题，科学制定并优化调度方案；预案功能则是根据预演结果，确定工程调度运用、非工程措施和组织实施方式，在面对实际灾害时，预案能够为决策者提供快速、有效的应对方案，减少灾害损失。

【展望未来，共谱水利新篇】

为了打造“数据全域感知、模型精准推演、四预闭环管控”的‌数字孪生流域建设能力‌，航天宏图构建了包括数据底板、模型平台、知识平台等产品，推动“预报、预警、预演、预案”的“四预”体系在防洪抗旱、水资源调度、城市内涝等场景中落地生根，为水利治理现代化注入智慧动能。

展望未来，我们将持续深耕水利领域，秉承创新驱动发展的理念，加大在卫星遥感、人工智能、大数据等前沿技术领域的研发投入，不断提升数字孪生流域建设能力。为经济社会高质量发展注入强劲动能，在新时代水利建设事业中书写更加辉煌的篇章。