动态与观点
今年第6号台风“烟花”登陆我国，导致浙江、上海、安徽等地发生城市内涝、中小河流洪水等灾害，使国家和个人都蒙受了很大的损失。随着社会经济和科学技术的不断发展，城市防汛排涝工作已经成为了广受公众关注的话题。如何科学地开展防洪排涝工作，以提高城市防汛排涝能力，尽力减少人民生命财产和国家损失，是相关领域技术人员亟待思考的问题。
两大系统发挥预测功能
目前应用在防汛排涝的技术主要包括地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）。其中，GIS是一种特定的空间信息系统，是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。由于BIM技术具有可视化、数字化和信息化等特点，能实现设计、建造、运营等过程的集成管理，有助于大力提升河道的运维管理效率和管理能力，对提升我国河道工程建设与管理水平具有重要意义。
在防汛排涝应用方面，GIS技术主要作用体现在以下方面：一是提供可视化化信息服务。利用GIS将具有时空特征的防汛信息（例如气象信息、河道信息、降雨预报等）进行有效整合，使洪水相关数据与计算机相关模型融合起来，实现监测数据的可视化。二是进行洪水预测。利用GIS将相关的地形分布、地势信息、降雨预报以及以往降雨数据进行分析完成准确预测。在降雨较急且降雨量较大时，还可以根据河段上游水量和河道工程信息预测洪水灾害，完成全河段区域具体水位的实际状况预测。另外，还可以结合GIS空间分析，规划救援人员以最快速度到达灾区、优化救灾物资配置等，切实提高应急处置能力。三是建立防汛预案。根据洪水预测的仿真模型，查看洪水演进结果，针对性制定灾区人员紧急撤退方案，实现主动防洪，最大程度上降低洪灾损失和人员伤亡。四是洪灾风险分析。GIS技术可以对洪灾数据、相关洪水理论分析结果以及相关社会因素进行叠加分析，分析各种强度洪水出现的概率，以估计洪灾损失以及危险性。
相对于GIS技术在防汛排涝方面发挥作用，BIM技术则主要应用在水利工程中，其中水利工程包括防洪工程，BIM技术在防汛排涝的应用主要体现在建造防洪系统，基于BIM的防洪系统主要用于实现泄洪，防止城市出现洪水淹没街道的事故发生。BIM技术在大型防洪工程的应用，能够在方案决策阶段提供完整、可追溯的沙盘模型，对不合理处及时修改，防止返工，节约成本，避免资源浪费。基于BIM模型可生成相应的工程量及进度模拟，方便工程进度管理，可大大提高水利工程信息化程度。
考虑到BIM模型具有直观的三维效果和精准的建筑参数，GIS具有公共的地理信息基础和空间分析能力，二者的结合可以同时展示宏观和微观数据，运用在水利中将使得水利工程建设趋于完美。BIM+GIS技术融合应用的广泛普及，拓宽了地理信息相关产品和技术的应用范围，同时也对地理信息产业未来的发展提出了更高要求。目前，二者集成在城市规划、城市交通分析、城市微环境分析、市政管网管理、住宅小区规划、数字防灾、既有建筑改造等诸多领域有所应用，与各自单独应用相比，在建模质量、分析精度、决策效率等方面都有明显提高。
核心专利亟待加强布局
笔者经过专利检索后发现，目前，在防汛排涝方面约有2700件相关专利申请，其中实用新型专利申请大概为1700件，发明专利申请大概为800件，其中约230件获得授权。经过进一步分析可知，基于GIS技术的专利申请约40件、基于BIM技术的专利申请约7件，而基于GIS+BIM技术的专利申请量较少，目前处于公开阶段的专利申请仅1件，该专利申请已获得授权。值得一提的是，基于BIM和GIS构建的三维融合模型的专利技术，可以直观、精确地反映洪水淹没范围，为水利工程的防汛决策提供有力的支持。
通过检索分析可知，2019年和2020年，在防汛排涝方面的专利申请年均数量在400件左右，2021年1月至2021年7月，该领域相关专利申请不到50件，与去年同期的申请量相差较大。笔者分析，其中主要原因可能是受疫情影响，一些企业单位停工停产以及研发投入较少有关。不过，随着各大企业单位有序地复工复产，在技术人员的不断研究和探索中，防汛排涝方面的技术也会得到不断的提升，相关专利申请量也将会稳步提高。
在笔者看来，随着科学技术的持续发展，将有更多的创新科技应用到防汛排涝方面，防汛指挥人员可以据此及时掌握雨情、水情、汛情的变化，以对复杂多变的汛情快速作出响应，提高城市防汛、抢险的应急水平，确保人民生命财产安全。
