从太空看地球，会发现这个蓝色星球，超过7成的表面被水所覆盖。对于51WORLD来说，把“水的那些事儿”进行数字孪生，是通向“克隆地球”梦想的重要一步。
同时，我国水资源总体缺乏，地区及季节差异大，如何保障人民生命财产安全，并高效地利用水资源，保护水环境，是我们共同面对的紧迫挑战。
水体的模拟仿真难度非常大，而与水相关的业务系统中往往包含海量数据处理，牵涉到一个互相影响的复杂治理体系。流域、河流、湖泊、水库管网管理等场景难以统一，更缺乏数字孪生模型的支持。
▲水位升降数字孪生模拟
从去年开始，51WORLD基于全要素场景数字孪生技术，联合水务行业顶尖伙伴，深入信息化建设，将新理念新技术带给行业。
51WORLD认为，将来的水务系统一张图，会采用自然水系和城市管网的统一系统管理，并实现多源数据的直观可视化，在数字孪生场景中进行还原，帮助一线人员和决策者快速反应，也让公众更好地了解水务行业。
对此，51WORLD面向城市供水、防洪抗旱、水生态治理等主要应用场景推出了水务数字孪生行业线，并在我国多省市及海外持续落地。
01
水资源保护及河湖生态治理
“绿水青山就是金山银山”。水资源保护已成为我国政府工作的重要内容。51WORLD针对自然生态中的水环境，提供整个流域、河道、水体的数字孪生场景还原，并对水环境的生态治理、污染源防治、指标监测、抗洪防灾等需求提供针对性解决方案。
其中，云南“智慧三湖”是51WORLD在水务环保领域的重点行业项目，实现了水质反演功能，可观测水质污染元素一段时间内在湖中的分布变化情况，同时展示影响湖中点水质的支流信息，进行湖中点污染溯源，极具代表性。
▲3000平方公里场景还原
“智慧三湖”建设项目是落实《中共云南省委、云南省人民政府关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的实施意见》，扎实推进河湖长制，坚决打好九大高原湖泊保护治理攻坚战，持续开展“三湖”保护治理雷霆行动的一项具体措施，也是玉溪市抚仙湖管理局直管，省委领导亲临指导的水务环境治理重点项目
51WORLD以数周的时间，快速还原包括抚仙湖、星云湖、杞麓湖及周边流域共计近三千平方公里数字孪生场景，并携手云南省信息产业投资集团有限公司、万江科技、玉溪市抚仙湖水务管理有限责任公司、云南省生态环境科学研究院等单位，构建了一整套水环境生态监管体系，实现了“感知有系统、决策有支撑、管理有手段、运营有成效”的高效管理。
智慧三湖项目构建了一套水情、水环境、气象、土壤等要素一体化的监测与感知体系，并在数字孪生场景中直观呈现。
▲湖体模型升起
依靠湖水中布置的水质检测传感器，系统将传感器采集到的水质数据加载，并根据水质污染程度，以不同深度的颜色进行展现。同时，系统可以演示一段时间内湖体水质的变化情况，视图两侧面板跟随显示不同时间点的水质分析结果。
通过将水质情况、周边河流对湖体的影响进行还原，管理者可以直观地看到湖体的水质情况，部署后续湖体水质管控治理工作。
▲水质污染反演
水量是水务管理部门的关键监测指标。“智慧三湖”数字孪生系统可以对湖水和流域支流的流向及水量进行探测跟踪，将水资源利用全过程全要素信息进行集中展现。
除了还原当下，系统还具备一定的预测能力。运用水务模型算法结合可视场景，可以预测展示水量变化趋势、水环境污染发展演变、水环境治理态势，亲临“现场”观看三湖未来治理成效。
生态执法是水务管理部门的另一项日常工作。系统的智能执法模块通过接入摄像设备，实现虚拟场景与真实场景串联，可实时监测真实场景。
针对无人机无人船的执法，可以智慧三湖数字孪生场景中实时绘制巡查路线，并通过第三视角观测无人机无人船的执法过程，真实直观还原执法全过程，合理调配执法力量，保障流域治安稳定，生态健康和环境安全。
▲智能执法模
与“智慧三湖”类似，其他地区的智慧河湖项目，可以通过51WORLD SuperAPI第三方Web接入的方式，在网页端实现全要素三维场景的快速嵌入与双向交互，灵活接入管理部门所关注水体监测及生态环保数据，确保系统后续扩展和数据更新，也让系统使用更灵活。
02
城市给排水及防洪减灾
给水排水系统是城市规划管理的重要组成部分。51WORLD结合数据孪生的核心能力，还原城市给排水管网、污水处理厂、市内河道湖泊在城市建筑3D场景中的分布，为城市防洪抢险、污水治理、水生态管理提供决策支持。
51WORLD在数字孪生城市底板上，可以供水区划分，水源头、输水泵站、分水点、管网走向等引水工程，以及水厂位置等进行真实还原，为供水系统的规划提供决策辅助和模拟演示。
▲供水系统规划一张图
除了场景还原，数字孪生城市中还能POI点的形式在三维场景中展示水厂位置，接入重要水质指标数据，如色度、浑浊度、余氯、化学需氧量、细菌总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群等，保障城市水源的健康供应。
同时，数字孪生系统还可以接入无人机巡航、水源重点区域定点摄像头等实时视频信息，对水源地入侵，水源污染等突发情况进行实时监控，做到数字孪生与实际画面的虚实结合。
城乡防洪减灾工作，事关人民群众的生命财产安全，是水务数字孪生的另一大重要应用方向，目前，51WORLD针对洪涝灾害的应急响应，提供了应急源展示推演、防洪高危区实时监控及受灾地区疏散调度等功能。
▲洪水淹没分析
这些功能已经得到了海外客户的认可。在51WORLD新加坡智慧城市管理系统中，为新加坡顶级开发商Surbana Jurong以及新加坡政府还原了全国场景，并根据城市防洪标准， 按照5年一遇、10年一遇，20年一遇等不同洪水量级，演算城市被淹没区域的范围，并采用3D可视化形式直观展示淹没地区，为防洪指挥提供决策支持。
03
水务行业数字孪生时代到来
2020年是我国水利信息化发展“十三五”规划的收官之年。根据规划，今年全国范围内将建成“协同智能的水利业务应用体系、有序共享的水利信息资源体系、集约完善的水利信息化基础设施体系、安全可控的水利网络安全体系、优化健全的水利信息化保障体系”。我国水利信息化进入快速发展的阶段。
随着规划的实现落地，水利的数字孪生应用也迎来了收获期。
技术方面，物联网、大数据、云计算等技术逐渐在水利行业渗透，推动了我国汛抗旱指挥系统一、二期的建设、覆盖国家、省、市、县的四级骨干网络的建立，智能模型在洪水预报、跨流域调水等重大水利工程中实现了业务化运行。
此外，各地水质监测以及各种水务监测终端收集了大量数据，地理信息、水网信息、水利工程等水务信息在“水务一张图”得到打通。这些物联网设备及水务信息网络的建设完善，为水务行业的数字孪生应用提供了良好的数据和信息基础。
▲天鹅湖智慧水务解决方案
资金层面，国家政府对水务信息化的投入逐年增加。2017年，我国水利信息化投资规模约212.9亿元，2018年，我国水利信息化投资规模约240.5亿元。研究机构预计，2018-2023年将以12%左右的年均复合增长率增长。
另一方面，水生态治理方面的投入在迅猛增长。国务院在2015年发布了《水污染防治行动计划》。预计到2020年完成相应目标需投入资金约4至5万亿，需各级地方政府投入约1.5万亿元。
需求层面，作为加快生态文明体制改革、建设美丽中国的重要战略举措，河长制、湖长制已在全国得到了推行，各地超过120万名的河长湖长和巡河员、护河员，亟需在数字孪生场景中，高效直接地进行水体管理。
此外，公众对城市供水水质安全、城市排水及黑臭水体治理、河湖生态保护等话题的关注持续升温。水务工作也需要以数字孪生的方式，直观地回应公众关切。
这些因素，都让51WORLD坚定了推广水务数字孪生行业线的愿望。51WORLD将继续依靠原创数字孪生技术，与行业伙伴深度合作，结合我国水务工作实际，提出更加有效、更接地气的水务解决方案，搭建“绿水青山”与“金山银山”间的智慧桥梁。