基于水安全的涢水流域数字孪生系统应用研究.docx
基于水安全的涢水流域数字孪生系统应用研究
目录
一、内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
国内外研究现状综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
技术路线与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
二、理论基础与相关技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
水安全理论框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
1.1概念界定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.2水安全评估指标体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
数字孪生技术原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
2.1定义与特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.2关键技术介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
流域管理与信息技术融合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
3.1流域综合管理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.2信息技术在流域管理中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
三、涢水流域概况及问题分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
自然地理环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
社会经济状况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
水资源利用现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
面临的主要水安全挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
四、数字孪生系统的构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
数据采集与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
1.1数据源分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
1.2数据预处理技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
2.1物理模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
2.2数学模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
3.1架构概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
3.2各模块功能说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
关键技术实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
4.1物联网(IoT)技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
4.2大数据分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
4.3人工智能(AI)算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
五、系统应用案例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
实时监控与预警．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
决策支持与模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
应急响应机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．