12月23日，水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议，对推进数字孪生流域建设提出了具体要求。
彰显了建设数字孪生流域在未来水利发展布局中的重要性。
而近期，在媒体及股市中，相信大家一定看到过很多关于“元宇宙”的消息，水润中华感觉数字孪生与元宇宙似乎有一些相关性，因为二者都是将真实世界映射到虚拟的数字世界中，那么二者到底有无区别和联系呢？
数字孪生流域和数字孪生水利工程将如何推进？
什么是数字孪生？
“孪生”的概念起源于美国国家航空航天局的“阿波罗计划”，即构建两个相同的航天飞行器，其中一个发射到太空执行任务，另一个留在地球上用于反映太空中航天器在任务期间的工作状态，从而辅助工程师分析处理太空中出现的紧急事件。
而“数字孪生（Digital Twin）”的设想首次出现于 2003 年前后美国密歇根大学Grieves 教授的产品全生命周期管理课程上，即在虚拟空间构建的数字模型与物理实体交互映射，忠实地描述物理实体全生命周期的运行轨迹。
物理空间与数字空间的映射关系
根据《数字孪生技术应用白皮书（2021）》的定义：
数字孪生是一种数字化理念和技术手段，它以数据与模型的集成融合为基础与核心，通过在数字空间实时构建物理对象的精准数字化映射，基于数据整合与分析预测来模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程，最终形成智能决策的优化闭环。
通过对概念的理解，我们可以知道数字孪生必须包括以下主要关键点：
一是要真实完整的获取物理世界信息数据，要有充足的传感器、监控监测设备、网络传输及服务器（云）等，能够实时采集、获取、传输、处理、同步物理世界有关信息数据。
二是要在虚拟世界中完成对真实世界的建模，建立仿真模型，实现对真实世界的虚拟映射。
三是要提供高可靠度的仿真分析，融入物理规律和真实世界的工程机理，根据历史和实时获取的真实世界数据，分析和预测真实世界物理对象的演变趋势和未来状态。
四是要能够提供交互和决策支撑，能够根据现实需求，为决策者或用户提供互动交流的场景，为有关行为决策提供参考，并可实时远程调整控制物理状态。
五是要有高度可靠的信息采集、网络传输、数据存储、计算模拟、云边协同等技术和设备，确保系统的安全稳定运行。
数字孪生的应用过程
什么是元宇宙？
元宇宙（Metaverse）最近比较热门，特别是股市中，不少股票已经走出了波澜壮阔的一波行情。而美国著名社交媒体脸书（Facebook）甚至更名为Meta Platforms，Meta即为元宇宙英文名称的前4个字母，表示其未来发展将以元宇宙为最高优先级。
元宇宙的概念起源于科幻小说《雪崩》，更容易理解元宇宙的方式是观看电影《头号玩家》（2018年斯皮尔伯格执导的电影）。
VR眼镜为进入元宇宙空间提供了入口
12月23日，中纪委官网发布了《深度关注 | 元宇宙如何改写人类社会生活》一文，其中梳理了元宇宙的概念，可供参考：
通常说来，元宇宙是基于互联网而生、与现实世界相互打通、平行存在的虚拟世界，是一个可以映射现实世界、又独立于现实世界的虚拟空间。
文章中还引用了清华大学新媒体研究中心执行主任沈阳的观点：
综合各种概念来看，元宇宙是整合多种新技术产生的虚实相融的新型互联网应用和社会形态。元宇宙将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。
沈阳还介绍，世界上并没有称为“元宇宙”的单一技术，元宇宙是现有各种技术的组合和升级。其中有三种技术最为核心，即扩展现实技术、数字孪生技术及区块链技术：
扩展现实技术由VR和AR提供沉浸式的体验；
数字孪生技术，能够把现实世界镜像到虚拟世界里面去；
区块链技术搭建元宇宙经济体系，人们在元宇宙里不仅仅可以花钱，也有可能赚钱。
由此我们可以理解，数字孪生是实现元宇宙的重要基础。
但从二者的运用场景来说，至少在目前，数字孪生更多是服务于管理，目的是便于管理者更好管理某一事物；而元宇宙更多是服务于用户，目的是让每一个用户能够进入元宇宙空间并享受其中的乐趣。
什么是数字孪生流域？
水利部推进数字孪生流域建设工作会议对此进行了解释：
数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程的数字化映射、智能化模拟，实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。
流域性是江河湖泊最根本、最鲜明的特性，流域是水资源管理的基础单元，我国专门设有7大流域管理机构（长江、黄河、淮河、海河、松花江辽河、珠江、太湖）管理各项流域水事务，也正是这一特性的体现。因此从流域出发，推进数字孪生技术的应用，能够更好满足水资源管理需求。
国家“十四五”规划纲要中明确要求“构建智慧水利体系，以流域为单元提升水情测报和智能调度能力”，彰显了流域在智慧水利体系中的核心地位。
流域是以分水线为界的集水区或汇水区，河道干流的流域是由所属各级支流的流域所组成
如何建设数字孪生流域？
建设数字孪生流域，重点包括以下几件事：
一是获取算据。要锚定构建数字化场景的目标，建立天空地一体化水利感知网，构建全国统一、及时更新的数据底板，保持与物理流域交互的精准性、同步性、及时性。
水润中华：系统要能完整、精准、实时感知流域内的各项指标和动态，这需要丰富的传感器、监测设备等。
二是优化算法。要锚定智慧化模拟的目标，推进水利专业模型技术攻关，构建水利业务知识库，建设水利业务智能模型，确保数字孪生流域模拟过程和流域物理过程实现高保真。
水润中华：要建设一个对物理世界高度仿真的虚拟世界，需要水利业务知识和信息技术知识的深度融合，需要复合型人才或两方面人才的密切配合。
三是提升算力。要根据数据处理、模型计算的需要，扩展计算资源，升级通信网络，完善会商环境，提升高效快速、安全可靠的算力水平。
水润中华：算力水平的提升，对计算设备和网络设备提出了要求，对云计算、边缘计算、数据中心，以及高速网络等提出了需求。
四是建设数字孪生水利工程。要锚定安全运行、精准调度等目标，开展工程精细建模、业务智能升级，保持数字孪生水利工程与实体水利工程的融合性、交互性、同频性。
水润中华：流域治理、兴利除害，必须依靠水利工程，构建数字孪生流域，必须实现数字孪生水利工程。就在前几天的12月21日，位于珠江流域西江水系的大藤峡水利枢纽工程数字孪生工程建设正式启动，这是全国水利行业首个正式开工建设的数字孪生水利工程。在淮河流域，正在推动南四湖二级坝的数字孪生工程。
五是支撑业务应用。要锚定精准化决策的目标，树立大系统设计、分系统建设、模块化链接的系统观念，强化应用思维，优化业务流程、创新业务模式，构建流域防洪、水资源管理调配等覆盖水利主要业务领域的智能化应用和管理体系。
水润中华：建设数字孪生流域的目的是服务于各项业务工作，因此要基于各项管理业务的需要，构建应用系统。通过构建数字化场景，实现智慧化模拟，最终服务于精准化决策，实现预报、预警、预演、预案功能，增强水资源安全和防洪安全保障能力。
六是守住安全底线。完善水利网络安全体系，增强关键信息基础设施和重要数据防护能力，确保数字孪生流域运行安全。
水润中华：在数字化、网络化、智慧化后，信息安全、数据安全、网络安全，以及系统的可靠稳定运行，需要高度重视。
数字孪生流域的大力推动无疑将带动计算机相关领域与水利领域的深度融合，对相关产业发展、人才培养带来庞大的需求。