一、工作背景

　黄河流域生态保护和高质量发展，是事关中华民族伟大复兴的千秋大计。黄河一直“体弱多病”，最大的问题是生态脆弱，最大的威胁是洪水，亟待统筹解决。为让黄河流域努力实现水资源强约束下的保护与发展相协调，走生态优先、绿色发展、人与自然和谐共生的现代化道路。水利部陆续出台《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》等系列文件。数字孪生流域建设迫在眉睫，如何采用高分辨率空间和下垫面信息，深入挖掘水文信息机理知识、改进水文态势预测模型，优化参数智能分析算法等是提升水文预报模型精度与洪水预报精度急需解决的核心技术。工程大数据应用团队依托专业技术优势，深入研发数字孪生流域的关键问题，为“四预”目标夯实水文要素支撑。

　二、服务举措

　1.团队与平台建设。面向“黄河流域生态保护和高质量发展”重大国家战略需求，组建了由教授、副教授、讲师等10余名博士、硕士专业技术人员构成的技术攻关团队，涵盖环境科学、地理科学、生态学、水文学、测绘学等专业，是一支多学科交叉的专业技术团队。为推动智慧水文、数字孪生流域的建设，服务于黄河下游城市与本地的发展，2021年，团队与淄博市水文中心联合成立了智慧水文技术应用研究中心（设在建筑工程学院），2022年又积极申报了淄博市遥感信息服务与时空智能计算重点实验室（立项评审中），计划在充分利用团队成员在测绘技术、地理空间信息大数据应用、工程管理等方面专业优势的基础上，围绕3维空间精密测量与信息化、生态遥感、水土保持监测、水文水资源监测、水文态势预测模型的构建、水旱灾害预测预警、测量设备软硬件开发、水文工程建设等水文水利相关业务，开展数字孪生流域关键技术研究。

　2.人才培养与服务。团队从国内外知名大学和科研院所引进科研骨干5名博士，4人晋升职称，支持青年学术骨干开展国内外学术交流3人次/年以上；以导师制培养本科生100名，培养研究生30名以上，全面提高学生技术应用水平。山东理工大学建筑工程学院每年定期举办“智慧水利建设”研讨会，与淄博市水利局、水文中心等单位进行学术交流。团队充分利用学校学科专业资源优势为水文中心的业务技术人才培养提供每年2次服务。

　3.核心技术攻关。本着“科研与服务相融合”理念，与淄博市水利局、淄博市水文中心、中科院地理所、中国科学院空天信息创新研究院、南方海洋科学与工程广东省实验室、中科云图智能科技有限公司、山东卓智软件股份有限公司等单位开展合作。在数字孪生流域建设方面开展了智慧黄河（河口）洪水预测与指挥调度平台研发、淄博市孝妇河治理提升工程测量服务，沂河、孝妇河、小清河断面加密测量服务，马踏湖水上水下立体化测量和生态库容量的预测分析、小清河淄博段数字孪生流域建设等项目，积累了丰富的基础地理空间数据，突破了数字孪生流域的多项关键技术；针对目前多源数据获取的难题，团队攻关了无人船智能化航行、无人机智能数据采集、无人机智能组网等技术，研发了无人船硬件系统、无人机飞控系统、无人机组网控制系统等。

　三、服务成效

　1.社会效益。为解决黄河防汛、生态脆弱等问题，深入推动黄河流域生态保护和高质量发展，开展黄河下游城市数字孪生流域的建设对于提升居住环境质量和保障生命财产的安全具有重要意义。关于数字孪生流域的研究成果，基于高精度的水上水下一体化地形数据和水文态势预测模型分析研判，战胜了2021年历史最大降水量以及2022年7月份小清河历史最大洪峰，确保了小清河水势平稳，使得小清河回归正常水位，有效保证了淄博市防汛安全，对社会的稳定发展以及和谐社会的构建均具有重要作用；关于河湖的遥感监测研究成果显著提升了城市供水的水质，进而提高人民的生活质量，推动城市经济的全面发展。切实服务《山东省黄河流域生态保护和高质量发展规划》及《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》需求。

　2.经济效益。2019年“利奇马”造成山东等9省（直辖市）1402.4万人受灾，209.8万人紧急转移安置，3.7万人需紧急生活救助；1.6万间房屋倒塌，13.4万间不同程度损坏；农作物受灾面积1139.7千公顷，其中绝收93.4千公顷；直接经济损失537.2亿元。随着灾害的频发，防汛抗旱形式复杂严峻。通过孝妇河治理提升、孝妇河数字孪生流域建设以及岔河水文站智慧水文监测体系与大数据分析技术等项目的开展，战胜了淄博市历史最大洪峰，有效提升了淄博市防汛抗旱的能力，为黄河下游流域城市的发展带来巨大的经济效益。

　3.科研方面。近三年，团队获批省部级以上科研项目10余项，其中国家级课题3项，省部级课题7项，纵横向课题经费600万元以上；发表高水平学术论文50余篇；出版著作4部；申请发明专利30项，授权发明专利10项；编制行业标准1项；获得中国测绘科技进步奖与中国地理信息科技奖2项。

　4.人才培养方面。近年来，本团队成员以导师制培养本科生100名，培养研究生30名，指导本科生获得国家级专业竞赛奖项10余项，指导研究生首位及通讯发表专业论文20余篇。团队充分利用学科专业资源优势为水文中心的业务技术人才培养了20余人，提高了一线技术人员的实践能力。