動態(tài)與觀點
今年第6號臺風“煙花”登陸我國，導致浙江、上海、安徽等地發(fā)生城市內澇、中小河流洪水等災害，使國家和個人都蒙受了很大的損失。隨著社會經濟和科學技術的不斷發(fā)展，城市防汛排澇工作已經成為了廣受公眾關注的話題。如何科學地開展防洪排澇工作，以提高城市防汛排澇能力，盡力減少人民生命財產和國家損失，是相關領域技術人員亟待思考的問題。
兩大系統(tǒng)發(fā)揮預測功能
目前應用在防汛排澇的技術主要包括地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）和建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）。其中，GIS是一種特定的空間信息系統(tǒng)，是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。由于BIM技術具有可視化、數(shù)字化和信息化等特點，能實現(xiàn)設計、建造、運營等過程的集成管理，有助于大力提升河道的運維管理效率和管理能力，對提升我國河道工程建設與管理水平具有重要意義。
在防汛排澇應用方面，GIS技術主要作用體現(xiàn)在以下方面：一是提供可視化化信息服務。利用GIS將具有時空特征的防汛信息（例如氣象信息、河道信息、降雨預報等）進行有效整合，使洪水相關數(shù)據(jù)與計算機相關模型融合起來，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的可視化。二是進行洪水預測。利用GIS將相關的地形分布、地勢信息、降雨預報以及以往降雨數(shù)據(jù)進行分析完成準確預測。在降雨較急且降雨量較大時，還可以根據(jù)河段上游水量和河道工程信息預測洪水災害，完成全河段區(qū)域具體水位的實際狀況預測。另外，還可以結合GIS空間分析，規(guī)劃救援人員以最快速度到達災區(qū)、優(yōu)化救災物資配置等，切實提高應急處置能力。三是建立防汛預案。根據(jù)洪水預測的仿真模型，查看洪水演進結果，針對性制定災區(qū)人員緊急撤退方案，實現(xiàn)主動防洪，最大程度上降低洪災損失和人員傷亡。四是洪災風險分析。GIS技術可以對洪災數(shù)據(jù)、相關洪水理論分析結果以及相關社會因素進行疊加分析，分析各種強度洪水出現(xiàn)的概率，以估計洪災損失以及危險性。
相對于GIS技術在防汛排澇方面發(fā)揮作用，BIM技術則主要應用在水利工程中，其中水利工程包括防洪工程，BIM技術在防汛排澇的應用主要體現(xiàn)在建造防洪系統(tǒng)，基于BIM的防洪系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)泄洪，防止城市出現(xiàn)洪水淹沒街道的事故發(fā)生。BIM技術在大型防洪工程的應用，能夠在方案決策階段提供完整、可追溯的沙盤模型，對不合理處及時修改，防止返工，節(jié)約成本，避免資源浪費?；贐IM模型可生成相應的工程量及進度模擬，方便工程進度管理，可大大提高水利工程信息化程度。
考慮到BIM模型具有直觀的三維效果和精準的建筑參數(shù)，GIS具有公共的地理信息基礎和空間分析能力，二者的結合可以同時展示宏觀和微觀數(shù)據(jù)，運用在水利中將使得水利工程建設趨于完美。BIM+GIS技術融合應用的廣泛普及，拓寬了地理信息相關產品和技術的應用范圍，同時也對地理信息產業(yè)未來的發(fā)展提出了更高要求。目前，二者集成在城市規(guī)劃、城市交通分析、城市微環(huán)境分析、市政管網(wǎng)管理、住宅小區(qū)規(guī)劃、數(shù)字防災、既有建筑改造等諸多領域有所應用，與各自單獨應用相比，在建模質量、分析精度、決策效率等方面都有明顯提高。
核心專利亟待加強布局
筆者經過專利檢索后發(fā)現(xiàn)，目前，在防汛排澇方面約有2700件相關專利申請，其中實用新型專利申請大概為1700件，發(fā)明專利申請大概為800件，其中約230件獲得授權。經過進一步分析可知，基于GIS技術的專利申請約40件、基于BIM技術的專利申請約7件，而基于GIS+BIM技術的專利申請量較少，目前處于公開階段的專利申請僅1件，該專利申請已獲得授權。值得一提的是，基于BIM和GIS構建的三維融合模型的專利技術，可以直觀、精確地反映洪水淹沒范圍，為水利工程的防汛決策提供有力的支持。
通過檢索分析可知，2019年和2020年，在防汛排澇方面的專利申請年均數(shù)量在400件左右，2021年1月至2021年7月，該領域相關專利申請不到50件，與去年同期的申請量相差較大。筆者分析，其中主要原因可能是受疫情影響，一些企業(yè)單位停工停產以及研發(fā)投入較少有關。不過，隨著各大企業(yè)單位有序地復工復產，在技術人員的不斷研究和探索中，防汛排澇方面的技術也會得到不斷的提升，相關專利申請量也將會穩(wěn)步提高。
在筆者看來，隨著科學技術的持續(xù)發(fā)展，將有更多的創(chuàng)新科技應用到防汛排澇方面，防汛指揮人員可以據(jù)此及時掌握雨情、水情、汛情的變化，以對復雜多變的汛情快速作出響應，提高城市防汛、搶險的應急水平，確保人民生命財產安全。
