【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智慧田园，尤其涉及一种灌区水循环要素数字孪生数据底板构建方法。
技术介绍
1、我国是世界上人均水资源量缺乏的国家，且在我国的水资源的开发利用中农业用水占61.2％，远高于居民生活和工业生产用水，然而我国农田灌溉水的有效利用率仅为55.9％，尤其对于农业灌溉的排水回用用没有重视起来，造成水资源的巨大浪费。近些年国内对于农业节水开展了大量的研究探索，主要体现在作物分生长期精准灌溉及改进灌溉技术，对于水资源回收主要为中水消毒再生利用，但有污染成分高的风险近年来已不被用作灌溉水。降水储存、灌溉退水两类水源理论上都可作为灌区水循环的主体，为作物需水期提供灌溉水源，所以针对这两类水源的回收利用开展水回收、水循环工作，无论从节水角度还是农业灌溉角度，都是具有科学意义的。
2、数字孪生灌区建设是智慧田园建设的重要内容，是提升灌区建设管理水平的有效手段。数字孪生灌区以物理灌区为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理灌区全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理灌区实时监控、发现问题、优化调度的新型基础设施。利用数字孪生进行灌区水循环数据可视化、监测、共享，让各类数据“流动”起来，实现系统内外部的数据汇聚，对数据进行重新组织和联接，为业务可视化、分析、决策等提供数据服务。
3、目前农业数字化尚处于发展初期，现有灌区灌溉方式单一且浪费，降水没有做到蓄水备用、合理调度，灌溉排水回用没有完全重视起来，难以实现精准水循环意味着对水
4、因此，本领域的技术人员致力于开发一种灌区水循环要素数字孪生数据底板构建方法，以解决上述现有技术的不足。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所提供的方法重点在于为灌区水循环建设可视化数字孪生系统，将灌区内水资源的循环去向进行直观便捷的管理，实现合理便捷的水资源调度、灌溉及水源回收，为农业数字化提供技术支持；
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种灌区水循环要素数字孪生数据底板构建方法，所述方法包括以下步骤：
3、步骤1、确定灌区范围，对范围内进行数据采集、整编；
4、步骤2、多源异构数据汇聚；
5、步骤3、统一不同多源数据标准，建立灌区水循环模型；
6、步骤4、围绕灌区水循环模型，利用卫星影像、全国陆域三维数字底板构建灌区水循环孪生数据底板；
7、进一步地，对于步骤1，所述数据采集、整编的数据包括基础资料、气象资料、dem数据、实时监测数据；所述基础资料包括灌区面积、地形地势、蓄水设施分布、作物种类、土壤特性；所述气象资料包括降雨量、蒸发量、温湿度；所述dem数据为30m dem数据；所述实时监测数据为雨量站数据、气象站数据、蓄水池水位数据；
8、进一步地，对于步骤2，利用supermap gis软件、卫生遥感影像、30m dem数据、灌区矢量图构建灌区的三维空间信息数据模型，进而构建灌区区域内多尺度数字化底板；
9、进一步地，对于步骤3，所述灌区水循环模型的建立分为确定汇水路径、确定供水结构、建立供汇水之间的拓扑关系、结合灌区基础资料及拓扑关系构建灌区水循环模型；所述确定汇水路径依据灌区dem数据及蓄水设施分布(集、蓄、排水系统)信息，结合实际汇水路径进行修正，基于蓄水池、蓄水池对应汇水沟的空间信息，划分每条汇水沟及蓄水池的汇水范围，此汇水范围为灌区汇水单元；所述确定供水结构依据灌区供水系统信息，基于灌区的多级引水渠系空间分布信息，划分不同引水渠对应的供水范围，此供水范围为灌区供水单元；所述建立供汇水之间的拓扑关系包括划分空间计算单元，建立空间计算单元与灌区汇水单元、灌区供水单元的拓扑关系；
10、对灌区水循环重点区域如灌溉引流路径、蓄水池利用无人机倾斜摄影测量、dim三维建模、精细建模技术，生成osgb或jas格式倾斜摄影三维模型，通过数据融合将多尺度、多类型的单体化数据形成涵盖地上地下、不同设施、二三维一体化的高精度数字模型；
11、进一步地，对于步骤4，围绕步骤3的灌区水循环模型的建设要求，构建三级空间数据底板；所述三级空间数据底板从宏观、中观、微观三个尺度，灌注不同精度数据；所述宏观尺度关注灌区全局信息，包括30mdem数据、气象地质数据、矢量图层、汇水供水系统等基础数据；所述中观尺度重点关注汇水供水系统内各配套设施信息，包括主要设施倾斜摄影数据、高精度dem数据、高精度遥感影像；所述微观尺度基于gis+bim+1ot技术，以灌区数据为基础框架，生产灌区水循环模型涉及设施的三维精细化模型，融合上述所有数字模型进行数字孪生数据底板的构建；
12、采用以上方案，本专利技术公开的一种灌区水循环要素数字孪生数据底板构建方法，具有以下优点：
13、(1)本专利技术的一种灌区水循环要素数字孪生数据底板构建方法，通过构建管区水循环数字孪生数据底板，将划定区域内的供、汇水系统可视化，为灌区管理提供更加灵活的使用数据、分析数据、管理数据的方式，最大限度挖掘数据价值。
14、(2)本专利技术的一种灌区水循环要素数字孪生数据底板构建方法，将汇聚来的原始数据遵照数据标准、基于数据模型、应用需求对灌区水循环数据进行融合与治理，方便后续确定灌溉方案、降水回收方案等，为智慧田园建设助力。
15、综上所述，本专利技术公开的一种灌区水循环要素数字孪生数据底板构建方法，通过建设数字孪生数据底板将划定区域内的供、汇水系统可视化，为灌区管理提供更加灵活的使用数据、分析数据、管理数据的方式；将汇聚来的原始数据遵照数据标准、基于数据模型、应用需求对灌区水循环数据进行融合与治理，方便后续确定灌溉方案、降水回收方案等，为智慧田园建设助力。
16、以下将结合具体实施方式对本专利技术的构思、具体技术方案及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
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【技术特征摘要】
1.一种灌区水循环要素数字孪生数据底板构建方法，其特征在于，
2.如权利要求1所述一种灌区水循环要素数字孪生数据底板构建方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述一种灌区水循环要素数字孪生...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕，马红丽，王鑫，白明照，张巧玲，韩再惠，奇晓霞，李宁，苗平，达古拉，王学平，樊爱丽，卢星航，刘文婷，张旭，奇江峰，赵艳，贾冬存，
申请(专利权)人：杭锦旗水利事业发展中心，
类型：发明
国别省市：
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