“智慧”加持 拓寬治黃新賽道
——德州黃河河務局3D建模工作紀實

文／王亞偉

數(shù)字孿生山東黃河平臺（德州段）

2021年以來，隨著山東黃河數(shù)字孿生和“三個全覆蓋”建設的深入推進，德州黃河河務局建成了集157處視頻監(jiān)控、14套視頻會商系統(tǒng)、13架無人機于一體的“三個全覆蓋”系統(tǒng)。如何充分發(fā)揮“三個全覆蓋”系統(tǒng)的效能，進一步提升治河管河能力，實現(xiàn)德州黃河治理保護的新突破，成了擺在德州黃河人面前的新難題。2022年以來，德州黃河河務局在充分考察與論證后，一個利用無人機傾斜攝影技術為險工控導、河道淤背區(qū)建立3D模型并加載工程數(shù)據(jù)，最終形成德州黃河“一張圖”的想法應運而生。

摸索中前進

想法有了，但如何從藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實成了擺在德州黃河人面前的又一個難題。無人機型號如何確定，飛行參數(shù)如何調(diào)整，飛行軌跡如何規(guī)劃，三維模型參數(shù)如何確定，圖形如何優(yōu)化等等，這都是亟須解決的問題。

基于無人機傾斜攝影技術的3D建模在治黃信息化中的應用項目（以下簡稱3D建模項目）開展伊始，大家一是缺乏相關的經(jīng)驗，二是對無人機操作和RTK（實時動態(tài)載波相位差分技術）建模還不夠熟練，感覺到無從下手。項目成員對前期的困難有著清晰的認知。

問題的解決只有通過實踐，全體成員以夢為馬，一頭扎進3D建模項目的研究中，結(jié)合工作實際，確定了以潘莊管理段作為項目的突破口和實驗點，并在此基礎上不斷拓展到德州黃河全部的重點工程和壩岸。為確保建模的質(zhì)量和速度，在保證各管理段日常巡查的基礎上，將無人機統(tǒng)一調(diào)配到潘莊管理段集中測試使用，無人機操作人員輪番上陣，不斷飛行、調(diào)試，再飛行、再調(diào)試，最終確定了最優(yōu)飛行參數(shù)與飛行軌跡，飛行效率也在實踐中逐步提高。

經(jīng)過一段時間的集中飛行測試，大家熟悉了無人機的性能，也找到了建模的思路和方法，為今后的建模工作打下了良好的基礎。

曲折中成長

在大家的共同努力下，潘莊管理段和部分靠水重點工程初步建模完成，雛形有了，也可以在模型中看到基本信息概況，但距離實現(xiàn)“一張圖”的目標效果還有較大差距。

在3D建模過程中，或出現(xiàn)模型重疊、缺失，或出現(xiàn)邊界模糊影響測量數(shù)據(jù)等情況，成為制約建模進一步完善的瓶頸。為保證建模工作順利進行，項目成員一方面繼續(xù)探索研究，從無人機、建模工具、計算機設備等方面多維度尋找突破點，一方面積極與科創(chuàng)企業(yè)對接溝通，引進專業(yè)圖形工作站，不斷優(yōu)化完善方案，突破技術瓶頸，逐步搭建起L3級德州黃河數(shù)據(jù)底板。

合作中突破

進入2023年，數(shù)字孿生建設迎來新變化，出現(xiàn)新要求，僅依靠幾個人進行全部建模工作，已滿足不了工作的需要。

“通過和企業(yè)合作，我們在建設思路和工作方向上更加明確，也在學習中解決了技術上的一些難題?！币幻撠熑粘＝５娜藛T對筆者說。

他山之石，可以攻玉。項目建設取得新成效，以潘莊管理段管轄區(qū)域為試點，并不斷加快推動涵蓋德州黃河全部工程及河道在內(nèi)的全域數(shù)字孿生底板建設。

借助3D建模成果，解決了在傳統(tǒng)的黃河治理實踐中工程巡查防守、險情搶護、河勢查勘等治黃工作過度依賴人工的問題。

以前，在基層傳統(tǒng)巡查過程中，如果想要及時全面且動態(tài)地掌握防洪工程的情況，必須奔赴現(xiàn)場才能測算基準數(shù)據(jù)，不僅浪費時間，浪費人力、物力，而且效率低下，掌握信息還不全面。如今，通過三維模型突破了時間、空間制約，實現(xiàn)任何時間、任何地點都可隨時查看工程，全面、直觀、形象地展現(xiàn)防洪工程的全貌，便捷地獲得位置的經(jīng)緯度坐標、高程、距離和長度、面積、體積等數(shù)據(jù)，為信息決策、應急處置、測量、測算等提供科學直觀的基礎支撐。

3D建模項目開展以來備受關注，也贏得了各級單位認可。該項目通過了山東黃河科技項目驗收，并在第二屆中國新型智慧城市應用大賽中榮獲智成獎。

“要整合全局的信息化人才成立專班，重點攻關3D建模項目，加速成果的轉(zhuǎn)化應用！”德州黃河河務局負責人在網(wǎng)信工作會議上明確了未來發(fā)展方向。

新思路指引新行動。2023年7月19日，德州黃河數(shù)字孿生項目攻關小組正式成立。14名成員由來自德州黃河河務局相關部門（單位）骨干力量組成，根據(jù)成員工作崗位和專業(yè)技術分為綜合組、技術組、數(shù)據(jù)組、建模組4個小組。德州黃河數(shù)字孿生項目攻關小組按照任務分工安排，掛圖作戰(zhàn)，對表推進，精準發(fā)力，突出協(xié)作配合，加強監(jiān)督檢查，實施重點任務周組會制度，并定期召開專題會議進行研究部署，高標準、高質(zhì)量推進數(shù)字孿生黃河建設。

在德州黃河河務局黨組的領導下，攻關小組結(jié)合德州黃河河務局工作實際，樹立問題導向、目標導向，堅持實用性、先進性、擴展性、安全性、經(jīng)濟性的攻關原則，設立數(shù)字孿生建設7大目標，將建設成果與防凌防汛、河勢查勘、工程管理、水政執(zhí)法等業(yè)務深度融合，綜合提高信息化、智能化、現(xiàn)代化管理水平。為拓展新思路，引進切實管用新技術，德州黃河河務局強化與科創(chuàng)企業(yè)進行合作交流，在硬件設施、軟件支持、數(shù)據(jù)處理、應用場景等方面汲取先進經(jīng)驗，加速技術突破。另外，該局還多次與上下游、左右岸兄弟單位和地方水利部門交流座談，了解水利工程建設數(shù)字化管理平臺應用技術，全方位進行飛行建模數(shù)據(jù)采集，補齊模型建設的最后一塊短板。

同時，德州黃河河務局結(jié)合業(yè)務工作實際，以全域感知、生態(tài)黃河、安全黃河、文化黃河、黃河檔案5個模塊為核心，收集整理各類基礎數(shù)據(jù)，建設完善綜合數(shù)據(jù)庫，為數(shù)字孿生黃河建設提供基礎數(shù)據(jù)支撐。該局還派項目組人員赴山東黃河信息中心交流學習，做好項目的統(tǒng)籌應用，提升數(shù)字孿生工作效能，統(tǒng)一底板數(shù)據(jù)和標準，以能推廣、能接入上級平臺為原則，真正體現(xiàn)數(shù)字孿生建設在服務治黃發(fā)展中的價值。

在新的治黃賽道上，數(shù)字孿生技術已成為傳統(tǒng)治河向智慧管河轉(zhuǎn)型的紐帶，使黃河的面貌變得更加立體直觀。德州黃河3D建模項目也將在今后持續(xù)發(fā)力、不斷豐富，為數(shù)字孿生建設打好基礎，為推動德州治黃事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展助力。

飛行建模