党的二十大报告提出，加快建设网络强国、数字中国。水是事关国计民生的基础性自然资源和战略性经济资源，也是生态安全、粮食安全和能源安全的控制性要素。以数字赋能新阶段治水管水，加快推进智慧水利建设，是水利领域全面贯彻新发展理念，在数字化发展浪潮中把握新机遇、应对新挑战、塑造新优势的必然选择。建设数字中国，必须统筹推进水利业务与信息技术深度融合，通过智慧水利建设提升水利数字化、网络化、智能化水平，驱动水利现代化发展，提高国家水安全保障能力，更好地支撑我国社会主义现代化建设，实现治水为民、兴水惠民。
2021-2022年，水利部印发了《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》、《“十四五”期间推进智慧水利建设实施方案》，同步印发了《智慧水利建设顶层设计》和《“十四五”智慧水利建设规划》，系列文件明确了以建设数字孪生流域和构建“2+N”水利智能业务应用体系为主要发展方向，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，以构建数字孪生流域为核心，全面推进算据、算法、算力建设，加快构建具有预报、预警、预演、预案（以下简称“四预”）功能的智慧水利体系。
1
航天宏图智慧水利解决方案
航天宏图以智慧水利建设为目标，围绕流域防洪、水资源管理与调配等2+N项水利业务，通过数字孪生流域建设，基于时空大数据管理、GIS引擎、虚拟仿真、智能模型等技术，结合公司遥感、北斗、实景三维等强大的地理信息服务能力和多年的水文水力模型计算服务经验，提供行业信息化顶层咨询设计服务、信息化解决方案服务、水利遥感SaaS服务和水文水力模型计算服务。
1.信息化顶层设计
公司承担水利部大数据中心、水利部综合监管平台、北京市水文十四五规划信息化规划、武汉水文“十四五”时期信息化发展规划等顶层设计，深度参与水利部数字孪生流域平台框架设计、标准规范制定、系统设计研发。
2.水利遥感SaaS服务
基于卫星、无人机、北斗等技术，在水资源、水生态、水环境、水灾害、水工程及城市水务等领域，提供水利遥感SaaS服务。实现水资源动态监测、河湖“四乱”问题主动发现、水生态生境监测、洪水淹没范围及其演进监测、洪涝灾害损失评估、水利工程位移形变安全监测等。基于雷达卫星、倾斜摄影、激光点云、BIM（建筑信息模型）等技术，构建数字孪生流域/水网/水利工程数据底板及动态更新。
3.智慧水利
紧密围绕水利十大业务和智慧水务，利用卫星遥感、无人机、无人船、视频监控等先进技术手段，实现水利监测对象全区域、全要素采集，构建“天空地一体化”监测感知体系；基于公司PIE Engine系列产品，研发多源多时空尺度数据管理平台、模型平台（可视化引擎、水文水动力云计算平台）、知识平台，构建数字孪生流域平台；结合流域防洪、水资源管理与调配、河湖长制、水土保持、水利工程监管、灌区管理、中小水库信息化监管等业务，研发智慧水利业务应用系统。
4.水利水文计算及分析评价
公司具备水文水资源调查评价和测绘双甲级资质，承揽山洪灾害调查评价、预警指标检验复核、农村基层防汛体系、动态预警指标、洪水风险图编制、动态洪水风险图、暴雨洪水频率图、水土流失动态监测、地下水水位回升风险评估、河湖健康评价等项目300多个。
2
典型应用
1.数字孪生流域
针对物理流域下垫面变化在数字空间的同步映射及水利专业模型参数动态调整的技术难点，通过建立可表征流域水循环过程的多尺度数字化场景，挖掘水利对象、单元特征、水循环模型间的关联关系，形成水利知识图谱，本着综合集成的目标，应用云计算、大数据、虚拟仿真等技术，从数据、模型、知识三个层次集成的角度，构建基于天空地协同观测的数字孪生流域平台，实现多时空尺度的“降雨-产流-汇流-演进”过程同步仿真运行、预设场景推演和调度决策支撑。
2.数字孪生水网
遵循智慧水利总体框架，以水资源、水环境和水生态“三水”协同共治为核心，构建“1+3+N”多跨场景应用体系，通过流程再造、制度重构、数字赋能，融合跨部门涉水业务协同机制，形成“全覆盖、全过程”的协同治水体系，实现水态势一屏统览、水资源精准调度、水污染联动治理、水问题闭环监管、水任务协同处置的治水新格局，打造现代化城市的“金名片”。
3.数字孪生水利工程
针对流域防洪调度及水库淹没区管理业务，通过搭建模拟仿真引擎，建设项目区自然背景、流场动态、水利工程等方面的可视化模型，构建流域动态监测要素仿真场景，集成调用洪水预报模型、洪水演进模型、防洪调度模型等模型组件，实现降水预报、洪水预报、洪水预警、洪水演进、水库泄洪、堤防挡水、洪水淹没、人口转移安置等模拟仿真，实时分析下游城区防洪和水库库区淹没的风险形势，对预演生成的方案进行影响评估，科学制定水利工程调度运行方案，实现项目区防洪调度“四预”流程推演。
4.数字孪生灌区
基于数字孪生技术，结合公司遥感、无人机等技术，气象、作物分布、土壤墒情等动态监测数据以及高精度气象预报数据，快速构建灌区灌溉需水模型和供水模型，实现对灌区灌溉需水的模拟和预报等功能。通过提供模型接口，构建数字孪生灌区的模型平台。结合灌溉数据信息、墒情实时监测数据、地下水监测数据、渠系工程信息等，实现灌区优化调度模拟和规划。全方位支持数字孪生灌区建设，打造灌区“四预”能力，为农业智慧用水和灌区精细化管理提供科学的决策支持。
5.智慧河湖
针对在建和已建的全国各类河湖管理平台，将当前先进的信息技术、通信技术、自动控制和管理理念相结合，完善河湖管理数据基础；建立智慧河湖管理系统，实现河湖全业务、多端协同的信息化管理；完善数字孪生平台数据库、知识库、模型库，为建立智慧化、智能化河湖管理平台奠定良好基础。通过以河湖长管理、健康评价、遥感监测、“四乱”问题、问题处理、重点项目推进为核心，围绕剿灭水污染防治、水环境防治、水资源保护、河湖岸线管理保护、水生态修复、执法监管等重点工作，建立相应的信息采集、传输、处理、存储、共享机制，实现全流程、全过程、全要素的高效河湖管理决策。
6.城市内涝系统
为了消减日益增多的极端天气形成的城市特大内涝对人民群众生命财产生的危害，各大城市相关部门开始组织建设城市内涝预报预警系统。充分考虑城市降水、小区产汇流、节点水量交换、地下管网排水、街道洪水演进、外源洪水和下游河道排水等水文水力分析计算模块，支持超标准暴雨下城市内涝淹没全过程模拟仿真，识别超标准暴雨下的内涝风险点。系统具备城市排水能力评估、内涝风险识别、城市内涝预报、城市内涝预警、内涝评估分析、辅助预案编制等功能。
7.智慧水土保持
紧密围绕水土保持监测、治理、监督三大核心业务，充分利用现有信息化基础设施，建设水土保持信息化平台，为各级水土保持部门提供从信息采集到数据处理、分析评价和信息发布的全方位、全流程服务。
8. PIE-hydr水文水动力云计算服务平台
基于航天宏图PIE-Engine打造的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。平台拥有高精度地形地貌、地表覆盖、土壤质地等水专业数据，集成利用水文水动力模型和算法，利用设计暴雨洪水方法或实时气象数据、地面监测数据和准实时遥感信息，实现全国范围内水循环全过程水文水动力模拟计算。
