崂山区数字河湖建设项目案例

一、背景概述

崂山区作为青岛重要的生态功能区,境内共有17条河流、19座水库及多座塘坝等水利设施,承担着防洪安全、水资源保障、生态保护等重要职能。随着河湖管理需求的不断升级,传统管理模式面临数据分散、监测滞后、决策支撑不足等问题。

在此背景下,根据山东省水利厅印发的《山东省数字河湖建设》技术导则,为全面提升崂山区河湖数字化管理水平打造了提升河湖管理效率、防范抵御水旱灾害的数字河湖监管平台。平台依托物联网、GIS、数字孪生及大数据等技术,构建“感知全面、数据融合、决策智能、管理高效”的数字化管理体系,实现从传统人工管理向智能化精准治理的转型。

二、建设内容

崂山区数字河湖建设以“全域感知、数据贯通、智能应用”为核心赋能河湖治理,通过搭建全维度技术架构、打造多层次应用平台、建立多系统协同机制,构建覆盖“感知-数据-应用-服务”的完整生态体系,全面提升河湖管理数字化、智能化水平。

(一)构建“空天地”一体化监测体系

依托物联感知层建设与已建资源融合利用,搭建全要素监测网络,实现对河湖环境及设施的全方位、多维度实时感知。

“空”依托城市云脑卫星遥感服务,整合高分遥感等空间数据资源,实现对崂山区17条河流及流域范围的宏观监测与动态变化捕捉;

“天”整合城市云脑无人机巡查资源,开展河道全域航拍监测,结合气象数据接入,为降雨预报、防汛分析提供空中视角支撑;

“地”通过新建与整合既有设备,构建地面感知网络:在白沙河、大河东河、南九水河、晓望河4条示范河流部署水质监测点位、水位监测点位、流速监测点位、雨量监测点位及视频监控点等共计40余个,同步接入地面气象站、雨量站等设备数据,实现对河道水位、流量、水质、降雨量等要素的精准监测;

同时,通过整合山洪灾害系统、小型水库系统等已建系统的水位、库容、大坝安全等数据,形成“空天地”联动、“点面结合”的实时监测网络,保障设备在线率保持95%以上。

(二)打造三级数字孪生数据底板

以信息底板层为核心,构建“基础信息+地理信息+数字孪生”三级数据底板。基础信息数据底板整合农业农村局“一河(湖)一档”数据,涵盖17条河流的自然属性、水利设施、河湖长组织体系等基础数据,实现历史资料数字化归档;地理信息数据底板构建河湖水系、管理范围、岸线规划等7类专题图层,支持空间查询与可视化展示;数字孪生河湖针对4条重点河流及附属水利设施开展三维建模,包括上游5座水库、39座桥梁及23个新建监测设施,融合倾斜摄影模型与GIS+BIM技术,实现物理实体与虚拟模型的实时交互。

(三)搭建“管理+业务”双平台应用体系

1.数字河湖业务服务平台

作为核心应用平台,以“驾驶舱+专项监管”为架构,集成全流域统揽驾驶舱、专项驾驶舱及多项细分业务监管功能,实现数据可视化、业务智能化与决策精准化。

全流域驾驶舱实现17条河流地形、模型及实时数据的一体化展示,通过河湖水系、管理范围、“四乱”热力分布等专题图层的自由切换与叠加,实现全域河湖态势一屏掌握;专项驾驶舱为每条河流定制个性化展示界面,整合单条河流的基础信息、水资源数据、水环境数据、水业务数据及雨水情信息,实现专题数据一屏统览,支撑单河精细化管理决策。

水资源、水质、水文等专项监管通过技术赋能强化河湖治理效能:水资源监管实时掌握流域水资源动态,保障供水稳定;水质监管对标国家地表水标准,助力水环境改善;水文监测整合数据预判险情,为防汛减灾提供决策支撑;水库监测保障工程安全运行;河湖长制关联巡河与问题处置,绩效指标与热力图提升监管效率,全面支撑精细化管理与科学决策。

2.数字河湖管理服务平台

作为系统稳定运行的底层保障平台,聚焦基础管理与业务管控两大核心领域,涵盖用户角色权限管理、地理信息图层管理、测站设备管理等关键模块。平台通过细分角色和精准分配权限,确保操作合规;支持地理信息图层的创建、编辑、导出及数字孪生模型共享,为空间可视化奠基;实现气象、水文等测站设备全生命周期管理并将监测点位数据与三维模型绑定,实现“设备-数据-模型”联动;通过数据字典标准化数据、参数设置配置规则,保障数据统一与业务灵活调整,为上层应用提供规范支撑。

三、重点功能

(一)全流域动态监测与预警

通过物联感知监测实时掌握水位、水质、大坝安全等全要素数据,分钟级历史查询确保数据精细可控;多级预警机制联动平台与移动端快速响应异常情况,视频关联强化问题溯源,全面提升防洪减灾与水资源异常处置的及时性、精准性。

(二)河湖空间监管

河湖空间监管通过集成遥感影像、地理信息系统(GIS)技术,实现对河湖水域资源的全面监控、信息展示及变化分析。该模块包括水域基本信息展示、水域全景展示、水域影像对比功能,为用户提供直观、动态、全面的水域管理手段。

水域基本信息基于GIS地图呈现崂山区河道水域的覆盖范围、名称、面积和岸线长度等信息。水域全景展示通过对接大数据中心城市云脑的卫星遥感影像实现区域内河道全景遥感影像展示。水域影像对比支持对比不同时间的水域遥感影像,帮助了解水域变化情况。

(三)河湖长制闭环监管

巡河管理:整合人工巡查与无人机巡查数据,在平台记录巡河轨迹、时长、发现问题等信息,支持巡河任务派发、提醒及完成情况统计。通过“无人机航拍+AI识别+人工复核”模式,提升“四乱”问题发现效率。

绩效分析:自动统计各级河湖长巡河率、问题处理率等指标,生成巡河质量分析报告,通过柱状图展示人员巡检统计,通过热力图展示问题高发区域,为考核与整改提供数据支撑。

四、案例总结

崂山区数字河湖建设项目通过“感知升级、数据融合、应用创新”,实现了三大突破:一是构建全域感知网络,监测点位覆盖4条示范河及19座水库,数据实时性显著提升;二是打通河湖长制系统、山洪灾害系统、小型水库系统等多系统数据壁垒,形成标准化数据底板,实现数据融合共享;三是打造“PC端+移动端”协同应用模式,实现从监测预警、决策分析到巡河处置的全流程数字化,提升河湖管理响应速度。

项目为区级河湖数字化治理提供了可复制的实践经验,后续将进一步深化数字孪生模型应用,拓展AI智能识别与预测分析能力,推动河湖管理从“可视可知”向“可预可控”迈进。