一、前言：

数字孪生在水利行业提出了一年多了，各个专家学者都提出了自己的理解与概念，定义中包含了各种先进技术，例如大数据、云计算、人工智能、AI、物联网等，其非常之完整与严谨，但有点难为水利单位的业主们（业主听不懂，这些业主大部分学工程、管理出生，计算机出身的凤毛麟角）。

前段时间和厅里的总工交流了一下，他提出了一个易懂的比喻，数字孪生可以理解为"copy"-复制技术（可谓是大道至简啊），虽然不全面，但个人人为这个比喻很容易给业主讲明白，所以今天给大家分享下，从“复制”这个简单的比喻由浅入深来剖析数字孪生的内涵。

二、复制得好与差，影响着数字孪生的程度

提到数字孪生，第一感觉很容易把他想着一个事物，其实数字孪生是一项技术，一项复制技术，把实体复制成了一个数字虚体，复制得好与坏的关键评价标准就是复制得客观与否、全面与否、准确与否、精细与否，这些标准会影响到我们建设数字孪生的程度，你复制得越全面、越客观、越准确、越精细，那么数字孪生化的程度就越深，比如做数字孪生平台的时候，你仅仅做了一个三维场景，而没有复制水体运动的规律，那就是不全面、不真实的。

三、复制的客观性

我们在做数字孪生水利过程中，在三维场景呈现方面基本满足了客观性（也就是我们复制外貌、外观），因为我们是通过RTK、无人机、无人船、卫星遥感实实在在得量测了的，是客观存在的，但是我们在复制水体属性、水体运动规律、水体演变的时候就缺乏客观性了，很多方法论带有明显的经验主义，例如我们在设计上面用的各种经验公式、设计暴雨和设计洪水用的各种经验公式、其明显缺乏客观性和自然科学性。

复制水体属性、水体运动规律与演变存在两种方法论，一种是依靠数理统计的方法，一种是依靠自然科学的方法。受当下大数据、人工智能、水利工程投资的影响宣传，把业主和水利数字孪生的大多参与者迷得神魂颠倒，我可以负责说以现阶段的数字孪生这些技术是没法客观复制水体的内涵属性的，因为水无常形、水无常势注定了数据的关联绝对不会一成不变（另外目前水利历史数据的量、数据的质真的是“脑壳筋痛”，用一堆劣质数据训练出来的模型，可想而知），但是自然科学的方法就可以，因为这些变化都包含在N-S方程中，也就是我们高中物理学的能量、动量、质量守恒定律，这是真理，是客观的。

四、复制的全面性

现在很多做智慧城市、做BIM的厂商转到水利来做数字孪生，拿着三维动画和视频就来糊弄业主这就是数字数字孪生，造成了业主大量测绘、大量建模、大量买显卡、大量上服务器，大量给电费、大量运维费，结果大量浪费，买了一堆好看不能用的东西。当然，也是非常欢迎这些厂商加入，他们的加入让水利内涵得到了精美的展示，让领导愉悦。其实，复制的全面性除了三维场景、BIM所刻画的外观模型，还需要复制水体的运动变化、水体生化反应、水体的物质输运等，也就是我们说的水动力模型、泥沙模型、水质模型、水生态模型等。

五、复制的分辨率

分辨率指精细化尺度，包括时间分辨率和空间分辨率，目前复制三维场景与BIM的空间分辨率基本上技术很成熟了，可以达到毫米级，但时间分辨率测绘还不高，例如下垫面的影像、土地利用、陆面地形、水下地形，这些更新就很慢了，动态测绘动态更新还达不到月的尺度，因此这块儿还需要加强设备技术的研发投入。

最难的是复制水体属性的分辨率，比如水深、流速、流量、泥沙、水动力、氮磷、COD等，这些的时空分辨率都不高，在空间分辨率上面，很多中小河流基本都没有站点监测，有些站点相隔几十公里甚至百公里。其实要提升水体属性复制的分辨率有一套很好的办法，就是适量的监测站点+N-S方程+物质输运方程+生化反应方程实时计算，这种方法可以将水体属性的空间分辨率缩小至米级甚至厘米级别（网格数值计算），时间分辨率可以压缩至秒级甚至毫秒级（缩短计算步长）。

六、复制的准确性

真理运用到实践化、工程化总是存在偏差的，模型做得再好都是有误差的。测绘上面，准确性基本上都得到市场的认可了，监测上面还存在少量分歧（测流量存在测不准、测水质测不准、测泥沙的工程市场基本空白），模拟计算方面的准确性还属于证明阶段（基本上业主持怀疑态度），但是只要理论正确了、方法论可靠了，那就是不断提升的过程。

准确性是最花时间花心血的，浮躁整快钱的企业是做不了的，需要一批匠心的工程师，踏踏实实得梳理每个造成误差的因素、细微调整参数、在上百万个网格中进行反复调整优化，最终才有可能有一个比较稳定的准确率。

然而由智汇云舟首次提出的对数字孪生的创新升级概念及技术“视频孪生，即视频+数字孪生。”这一技术是集三维地理信息系统、视频虚实融合、数字孪生、人工智能、时空位置智能、地球空间网格编码、知识图谱于一体的多学科、多维度、多尺度的综合技术应用，把多源数据视频融合实现水利现场实景孪生综合态势视频实时精准掌控的效果，“视频孪生”这一技术在逐步弥补传统数字孪生技术复制不全面不客观的缺陷。