“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

數字孿生山東黃河平臺（德州段）

2021年以來，隨著山東黃河數字孿生和“三個全覆蓋”建設的深入推進，德州黃河河務局建成了集157處視頻監控、14套視頻會商系統、13架無人機于一體的“三個全覆蓋”系統。如何充分發揮“三個全覆蓋”系統的效能，進一步提升治河管河能力，實現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、河道淤背區建立3D模型并加載工程數據，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，但如何從藍圖變為現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，飛行參數如何調整，飛行軌跡如何規劃，三維模型參數如何確定，圖形如何優化等等，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驗，二是對無人機操作和RTK（實時動態載波相位差分技術）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。為確保建模的質量和速度，在保證各管理段日常巡查的基礎上，將無人機統一調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、調試，再飛行、再調試，最終確定了最優飛行參數與飛行軌跡，飛行效率也在實踐中逐步提高。

經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“一張圖”的目標效果還有較大差距。

在3D建模過程中，或出現模型重疊、缺失，或出現邊界模糊影響測量數據等情況，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，一方面積極與科創企業對接溝通，引進專業圖形工作站，不斷優化完善方案，突破技術瓶頸，逐步搭建起L3級德州黃河數據底板。

合作中突破

進入2023年，數字孿生建設迎來新變化，出現新要求，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的全域數字孿生底板建設。

借助3D建模成果，解決了在傳統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，在基層傳統巡查過程中，如果想要及時全面且動態地掌握防洪工程的情況，必須奔赴現場才能測算基準數據，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、形象地展現防洪工程的全貌，便捷地獲得位置的經緯度坐標、高程、距離和長度、面積、體積等數據，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，加速成果的轉化應用！”德州黃河河務局負責人在網信工作會議上明確了未來發展方向。

新思路指引新行動。2023年7月19日，德州黃河數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，根據成員工作崗位和專業技術分為綜合組、技術組、數據組、建模組4個小組。德州黃河數字孿生項目攻關小組按照任務分工安排，掛圖作戰，對表推進，精準發力，突出協作配合，加強監督檢查，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、高質量推進數字孿生黃河建設。

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、經濟性的攻關原則，設立數字孿生建設7大目標，將建設成果與防凌防汛、河勢查勘、工程管理、水政執法等業務深度融合，綜合提高信息化、智能化、現代化管理水平。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企業進行合作交流，在硬件設施、軟件支持、數據處理、應用場景等方面汲取先進經驗，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字化管理平臺應用技術，全方位進行飛行建模數據采集，補齊模型建設的最后一塊短板。

同時，德州黃河河務局結合業務工作實際，以全域感知、生態黃河、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據，建設完善綜合數據庫，為數字孿生黃河建設提供基礎數據支撐。該局還派項目組人員赴山東黃河信息中心交流學習，做好項目的統籌應用，提升數字孿生工作效能，統一底板數據和標準，以能推廣、能接入上級平臺為原則，真正體現數字孿生建設在服務治黃發展中的價值。

在新的治黃賽道上，數字孿生技術已成為傳統治河向智慧管河轉型的紐帶，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發力、不斷豐富，為數字孿生建設打好基礎，為推動德州治黃事業高質量發展助力。

飛行建模