物联网&智慧城市创新实践｜密云水库实景三维与智慧巡查关键技术应用

「为深化智慧城市建设，推广城市数字化转型先进经验，推动物联网技术与城市发展深度融合，赋能北京城市高质量发展、高效能治理与高品质生活，北京物联网智能技术应用协会、中关村智慧城市产业技术创新战略联盟、北京测绘学会在2025年全球数字经济大会物联网与智慧城市论坛期间，联合开展2025物联网与智慧城市优秀案例征集评选活动。本次活动共征集200余个案例/成果，经评审筛选，最终发布60个优秀案例/成果，并将通过多渠道进行系列展示。诚邀各界开展合作交流，详情可咨询北物联李老师（联系电话：13521200337）。」

申报单位：航天规划设计集团有限公司

　　现有许多饮用水水源水库保护和治理方式滞后于社会科学技术发展，同时由于水库多地处偏远、地形复杂，缺乏有效管护，亦广泛存在人为污染水资源乱象，水质污染日益严重，对营造优质水资源和健康水生态的新时代生态水利发展理念相违背。在国家水生态文明建设、科技保水治水思路的具体指导下，在开发水利、绿色水利、人水和谐的新时期生态水利要求下，水库型饮用水水源地在山间蓄水、提供稳定水源、营造生态空间等诸多方面均起到不可替代的作用，其水质好坏直接关系到区域经济社会发展以及居民的身体健康。因此，针对水库的高质量科学管理关系着人民生命财产安全与社会经济发展，也是我国水利资源建设发展急需解决的重大技术难题。

　　本项目采用复合翼无人机作为感知载体，在具有起飞条件的情况下能实现库区巡查执法的“全时空”覆盖；无人机同时搭载可见光相机和热红外相机，实现昼夜无差别“全天候”识别；无人机创新性开发了自适应飞控系统，创新了基于深度学习的自适应飞控系统，实现了无人机“全地形”飞行的优越性能；在系统中嵌入人、船和车等目标检测模型，实现库区执法“全要素”自动化识别与展示；系统贯穿多源数据实时感知、动态任务智能调度、智能预警研判及决策反馈的过程，实现大型水库执法巡查的“全流程”数字化管控。系统采用实景三维模型作为数字底座，集成融合IoT数据与各执法要素，构建库区综合管理“一张图”；系统采用“1+N”设计理念，“一个平台”贯穿实时感知、智能调度及智能预警等过程；系统实现“一个网络”通达逐级贯通，统一实现身份认证与数据交换；项目打造重点人员数据库，实现“一个数据库”全面管理；同时系统还设计实现“一个窗口”，统一登录窗口与问询谈话模式，规范执法流程。本项目显著提升了库区综合管理与应急处置效率，实现了库区管理模式的数字化转型，可为全国重点水源地数字化执法管控提供了可推广的成熟解决方案。

　　本案例针对于大型水库人工巡查存在效率低、覆盖范围有限、安全风险高等问题，构建了空地一体化的智能网络感知方法，通过平台融合、网络融合、通信融合等关键技术手段，将无人机以及巡查资源和相关业务流、数据流和管理流相互融合，形成“一张网”的综合感知与全链条协同巡查解决方案，平均巡查库区重点区域时间由10小时下降至1.5小时，且完成全库区重点区域水库巡查仅需4小时，将全库区巡查效率提升数倍。

　　本案例针对于大型水库管理中存在预警机制缺失、风险识别滞后、指挥效率低等问题，开发基于数字孪生的智能预警及调度平台，构建了集实时监测、风险评估、自动预警与辅助决策于一体的全流程智能管理系统，满足对大型水库的全面感知与异常事件预警及精准调度，实现事后执法向事前预防的转型，应急决策时间显著提升。

　　密云水库智慧巡查系统交付至今共计立案373起，其中违法钓鱼222起，违法捕鱼31起，在一级保护区内从事可能污染饮用水体的行为104起，排放污水3起，在一级保护区内游泳2起，随意倾倒、抛洒或堆放垃圾10起。

　　本案列的建设增强了水库执法的精准导向性。通过严格执法，有效减少非法捕捞和破坏水生生态的行为，保护鱼类、鸟类及水生植被的生存栖息环境，从而促进水域生态系统的可持续发展和生物多样性的提升；通过依法监管，有效及时预防环境污染事故，保障水源环境的安全与稳定，保护人民群众的饮用水源安全；通过全面严格执法，提升了水库整体运行的安全稳定性，保障了首都地区经济发展的基础与国家安全的战略。

图5北京卫视报道—全方位统筹数据智慧巡查系统立体化保护密云水库

图6 北京卫视报道—水陆空搭建数字模型 科技保水实现水库全区域巡查