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“最初，沒(méi)有人在意這場(chǎng)災(zāi)難。這不過(guò)是一場(chǎng)山火，一次旱災(zāi)，一個(gè)物種的滅絕，一座城市的消失。直到這場(chǎng)災(zāi)難和每個(gè)人息息相關(guān)……”
這是科幻災(zāi)難電影《流浪地球》的一段預(yù)言。然而，在現(xiàn)實(shí)世界中，這樣的場(chǎng)景離我們并不遙遠(yuǎn)。
近年來(lái)，全球氣候變化導(dǎo)致極端天氣事件頻發(fā)，南方地區(qū)特別是大暴雨引發(fā)的城市淹水問(wèn)題尤為突出。甚至連沙漠之城迪拜在今年上半年也遭遇了暴雨襲擊，一天下了整年的雨量，沙漠變成了汪洋。傳統(tǒng)的城市水系統(tǒng)在面對(duì)突如其來(lái)的大量降水時(shí)顯得力不從心，一旦城市經(jīng)歷了暴雨，大量街道立刻變成了“河流”，在市中心“看海”成了越來(lái)越多城市中出現(xiàn)的問(wèn)題。
左：中國(guó)氣象2024年6月29日發(fā)布的全國(guó)降水量預(yù)報(bào)圖 ?中國(guó)天氣
右：2023年9月8日，香港，暴雨期間車(chē)輛被淹沒(méi)在洪水中 ?視覺(jué)中國(guó)
正在被大雨沖刷的迪拜城市一隅 ?三聯(lián)生活周刊
水是城市的命脈，城市曾經(jīng)濱水而建，因河而生。隨著城市化加速和氣候變化導(dǎo)致種種問(wèn)題出現(xiàn)后，城市水系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)這些不確定性，并快速?gòu)闹谢謴?fù)？城市管理者如何依賴(lài)科學(xué)預(yù)測(cè)輔助做出及時(shí)的響應(yīng)？我們又應(yīng)如何提升其應(yīng)對(duì)災(zāi)害的能力？這為城市的發(fā)展和規(guī)劃提出了新的挑戰(zhàn)與課題。
上海黃浦江 ?Pixabay
現(xiàn)有城市淹水問(wèn)題的背景
當(dāng)提到水問(wèn)題時(shí)，我們需要重新回到生態(tài)系統(tǒng)中的水循環(huán)來(lái)看：水蒸氣在空中凝結(jié)成云層，然后聚集變重后從云層降落，形成各種形式的降水；降水在地表蒸發(fā)之外，不斷匯聚成小溪和河流流向低洼地區(qū)，或滲入地下成為地下水。這是自然界亙古不變的運(yùn)動(dòng)和變遷。
自然界水循環(huán) ?US Geological Survey
自1972年美國(guó)凈水法案頒布以來(lái)，城市水管理范式在當(dāng)代城市中被廣泛運(yùn)用，其特色如同現(xiàn)代城市的排水系統(tǒng)所示——水體快速傳輸和管道終端處理。在城市不斷發(fā)展的過(guò)程中，硬質(zhì)界面大幅度取代了自然界面，“灰色”基礎(chǔ)設(shè)施取代了地表水域，成了城市的毛細(xì)血管，逐漸完善的城市排水系統(tǒng)取代了天然的河渠和徑流。
大東京地區(qū)地下排水道 ?日本國(guó)家旅游局
然而，隨著全球變暖，極端天氣事件頻發(fā)、廣泛發(fā)生、強(qiáng)度增加并同時(shí)發(fā)生的趨勢(shì)也日益明顯。這導(dǎo)致原有的水循環(huán)和自然平衡被打破，城市水系統(tǒng)難以承受越來(lái)越頻繁的雨洪沖擊。根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署2012年發(fā)布的《全球環(huán)境展望5》（GEO-5），1980年至2000年間全球洪災(zāi)數(shù)量增加了230％，洪災(zāi)受災(zāi)人數(shù)增長(zhǎng)了114％，城市面臨的雨洪問(wèn)題日益嚴(yán)重。
以香港為例，其每小時(shí)雨量的最高記錄正在以前所未有的速度被一再刷新，且近年來(lái)，最高降雨量發(fā)生跳躍式增長(zhǎng)速度越來(lái)越快，時(shí)間跨度也越來(lái)越短。
香港最高降雨量 ?Hong Kong Observatory
因此，我們的城市水系統(tǒng)需要進(jìn)行大規(guī)模的更新，以滿(mǎn)足需求并支持安全和城市復(fù)原力。這是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，需要在重塑生態(tài)水循環(huán)的同時(shí)，革新城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改造方式，從而更好地應(yīng)對(duì)和管理我們的降雨和內(nèi)澇問(wèn)題，并改善環(huán)境條件，造福所有人。這也是城市如何對(duì)這些全球挑戰(zhàn)日益增長(zhǎng)的沖擊和壓力，作出富有想象力的回應(yīng)。
現(xiàn)有城市淹水問(wèn)題的解決策略
面對(duì)日益嚴(yán)峻的城市病，以及極端天氣引發(fā)的次生災(zāi)害，我們需要依賴(lài)更加穩(wěn)健的基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建更強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，即“城市韌性”。城市水問(wèn)題的核心是水循環(huán)失衡。在打造從洪水中快速恢復(fù)的韌性城市，往往會(huì)有兩種方向的解決思路：短期應(yīng)對(duì)性和長(zhǎng)期戰(zhàn)略性。短期應(yīng)對(duì)性即為，一旦出現(xiàn)暴雨內(nèi)澇，應(yīng)急減災(zāi)部門(mén)便會(huì)采取相應(yīng)措施，迅速為城市的洪澇災(zāi)害采取行動(dòng)。但氣候?yàn)?zāi)害越來(lái)越頻繁，“水來(lái)土擋”的短期投入越來(lái)越大，城市水問(wèn)題治理也越來(lái)越需要系統(tǒng)思維和長(zhǎng)期策略謀劃。
錢(qián)塘江流域遭遇特大洪水，新安江水庫(kù)四年來(lái)首次開(kāi)閘泄洪 ?視覺(jué)中國(guó)
“海綿城市”作為一種新型的城市水管理理念被廣泛推廣。依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2014年發(fā)布的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，“海綿城市”是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”。建設(shè)海綿城市，即構(gòu)建低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)，主要是指通過(guò)滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術(shù)途徑，實(shí)現(xiàn)城市良性水文循環(huán)；在下雨時(shí)能及時(shí)吸水、蓄水、滲水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用，維持或恢復(fù)城市的海綿功能。
2006年，新加坡啟動(dòng)ABC水計(jì)劃（Active, Beautiful,Clean Waters Programme），通過(guò)‘源頭-過(guò)程-末端’的全過(guò)程雨洪管理，減少?gòu)搅骺偭俊艋瘡搅魑廴尽⒗脧搅髻Y源。
新加坡ABC水計(jì)劃示意 ?ABC Design Guidelines
“海綿城市”將傳統(tǒng)城市雨洪管理的“快排”模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬忈尅钡某鞘信潘悸罚瑢⑸鷳B(tài)理念融入到城市發(fā)展規(guī)劃和綜合治水規(guī)劃中。通過(guò)開(kāi)辟各種開(kāi)敞空間和自然區(qū)域（如綠道、濕地、雨水花園、森林、鄉(xiāng)土植被等）作為綠色基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)自然聯(lián)系、自然積存、自然滲透和自然凈化的有機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
海綿城市與傳統(tǒng)快排模式降雨過(guò)程控制的對(duì)比示意 ?海綿城市建設(shè)技術(shù)指南
城市需要與自然協(xié)調(diào)一致。基于自然的解決方案（Nature-based Solutions,即NbS）能夠比傳統(tǒng)且單一的“灰色”基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)更廣泛的好處，并對(duì)生物多樣性和碳減排作出積極貢獻(xiàn)作出。基于自然的“海綿系統(tǒng)”不僅在于解決量的問(wèn)題，更解決質(zhì)的問(wèn)題、生物棲息地問(wèn)題，從而系統(tǒng)地解決生態(tài)服務(wù)的問(wèn)題。而且這個(gè)系統(tǒng)是跨尺度、跨流域的，更是在順應(yīng)“自然的力量”，以更有效的且適應(yīng)性的方式應(yīng)對(duì)復(fù)雜挑戰(zhàn)。
“中國(guó)水問(wèn)題非常復(fù)雜，水質(zhì)問(wèn)題、水量問(wèn)題、棲息地消失問(wèn)題、地下水污染的問(wèn)題、土壤污染問(wèn)題等，整個(gè)水生態(tài)系統(tǒng)面臨著全面的危機(jī)，“海綿城市”必須走向“海綿國(guó)土”才能解決城市水問(wèn)題。”
——俞孔堅(jiān) 北京大學(xué)教授、北京大學(xué)建筑與景觀(guān)設(shè)計(jì)學(xué)院創(chuàng)始人、土人設(shè)計(jì)首席設(shè)計(jì)師
三亞紅樹(shù)林生態(tài)公園——海綿城市項(xiàng)目 ?土人設(shè)計(jì)
AI賦能與未來(lái)城市可持續(xù)水治理
隨著城市可持續(xù)水管理水平不斷提升，“海綿城市”的理念已全面納入城市建設(shè)需求。同時(shí)，計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的發(fā)展更為人類(lèi)研究“海綿城市”提供了有效的技術(shù)條件，幫助我們更好理解復(fù)雜的城市水問(wèn)題和其中的水文過(guò)程，輔助科學(xué)決策。
人工智能（AI）的快速發(fā)展為其在城市內(nèi)澇和洪水預(yù)報(bào)等領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)廣闊前景，這也為打造“智慧海綿”、提高氣象水文災(zāi)害預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，從而加速響應(yīng)提供了新的可能性。
在氣象水文領(lǐng)域，AI 技術(shù)能夠處理和分析海量數(shù)據(jù)，識(shí)別復(fù)雜的非線(xiàn)性關(guān)系并從中學(xué)習(xí)，從而預(yù)測(cè)災(zāi)害事件。其潛在應(yīng)用領(lǐng)域包括氣候變化影響評(píng)估、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、災(zāi)害影響模擬、資源優(yōu)化配置、以及實(shí)施決策支持等。
水設(shè)計(jì)：數(shù)字工具評(píng)估未來(lái)氣候風(fēng)險(xiǎn)
奧雅納（Arup）于2023年發(fā)布《全球海綿城市快照》（Arup Global Sponge Cities Snapshot），其中提到，數(shù)字化工具正在改變我們?cè)u(píng)估城市應(yīng)對(duì)未來(lái)氣候風(fēng)險(xiǎn)和提出改進(jìn)機(jī)會(huì)的方式，幫助我們更好地了解城市的自然吸收能力。
報(bào)告呼吁城市管理者采用基于自然的解決方案，根據(jù)自然的特點(diǎn)并利用其生態(tài)功能加強(qiáng)應(yīng)對(duì)暴雨等災(zāi)害，為未來(lái)更加嚴(yán)峻的氣候挑戰(zhàn)做準(zhǔn)備。
?Arup
在這份報(bào)告中，奧雅納利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和衛(wèi)星圖像分析土地使用情況，評(píng)估了十個(gè)國(guó)際大都會(huì)（奧克蘭、倫敦、蒙特利爾、孟買(mǎi)、內(nèi)羅畢、紐約、上海、新加坡、悉尼和多倫多）的海綿水平（Sponginess）——即自然吸收能力。通過(guò)數(shù)據(jù)分析和自動(dòng)化處理大量的數(shù)據(jù)和衛(wèi)星圖像，從以下三個(gè)主要因素分析了城市的海綿水平：
1）城市環(huán)境中藍(lán)綠空間的數(shù)量
2）城市土壤的水文特性
3）綠地的徑流潛力
?Arup
基于自主研發(fā)的數(shù)字工具“Terrain”，奧雅納通過(guò)識(shí)別形態(tài)、制作詳細(xì)的土地利用地圖，為特定地區(qū)精準(zhǔn)計(jì)算出不同類(lèi)別土地的覆蓋率，從而量化城市中心“綠色”資產(chǎn)（草地、樹(shù)木、灌木叢）、“藍(lán)色”基礎(chǔ)設(shè)施（例如池塘或湖泊）數(shù)量，以及“灰色”基礎(chǔ)設(shè)施（建筑物和堅(jiān)硬表面）的數(shù)量，并將藍(lán)-綠-灰作為整體，綜合評(píng)估城市水系統(tǒng)和水韌性。
奧雅納自主研發(fā)數(shù)字工具“Terrain” ?Arup
這一工具的應(yīng)用能力也在上海的研究實(shí)踐中得以證實(shí)。奧雅納與上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）合作，為上海中心城定制排水系統(tǒng)總體規(guī)劃。該排水方案已納入《上海市城鎮(zhèn)雨水排水規(guī)劃（2020—2035年）》中落地實(shí)施。
作為一座因水而興的城市，過(guò)去數(shù)十年大規(guī)模城市發(fā)展造成區(qū)域硬化面積大幅增加，綠地和水域面積相應(yīng)減少，導(dǎo)致城市雨水徑流量劇增，城市內(nèi)澇及自然河道污染問(wèn)題突出。方案詳細(xì)分析了上海市主城區(qū)的用地特征，依據(jù)排水特點(diǎn)確定了12種不同的用地類(lèi)型，深入理解上海城市建設(shè)對(duì)自然排水能力的影響；并采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式對(duì)整個(gè)研究區(qū)域的遙感圖像進(jìn)行分析，用以支持城市用地特征的人工分析。方案將研究成果在城市范圍內(nèi)進(jìn)行校對(duì)，建立了具有長(zhǎng)遠(yuǎn)價(jià)值的新范式：其轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)排水系統(tǒng)以“排”為導(dǎo)向的思維模式，從自然流域規(guī)模的視角，為上海定制可持續(xù)的綠色、藍(lán)色、灰色基礎(chǔ)設(shè)施以及管理組成的綜合系統(tǒng)，支持城市內(nèi)部水循環(huán)，增進(jìn)城市水韌性。
上海中心城區(qū)雨水排水規(guī)劃中，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)分辨12種用地類(lèi)型 ?Arup
水運(yùn)營(yíng)：物聯(lián)網(wǎng)與內(nèi)澇智能檢測(cè)預(yù)警
在大范圍強(qiáng)降水已經(jīng)導(dǎo)致洪澇風(fēng)險(xiǎn)和內(nèi)澇問(wèn)題出現(xiàn)后，如何及時(shí)監(jiān)測(cè)和響應(yīng)，并做出相應(yīng)預(yù)警及處理，也是城市面臨的重要挑戰(zhàn)。面對(duì)這一情形，百度智能云推出了“智慧水務(wù)”的實(shí)踐，旨在探索 AI 技術(shù)如何有效應(yīng)對(duì)城市水務(wù)防汛應(yīng)急的問(wèn)題。
該“智慧水務(wù)”系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等技術(shù)，通過(guò)部署道路積水監(jiān)測(cè)點(diǎn)、排水流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)及預(yù)警預(yù)報(bào)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)雨天積水點(diǎn)水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；并結(jié)合百度水務(wù)大腦，通過(guò) AI 技術(shù)高效識(shí)別內(nèi)澇積水、隧道通行等安全因素；內(nèi)澇預(yù)警的結(jié)果也將以各類(lèi)形式及時(shí)預(yù)警，在助力防汛應(yīng)急智能管理、協(xié)助管理部門(mén)掌握澇情的同時(shí)，也與百度地圖實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，輔助解決水務(wù)場(chǎng)景的實(shí)際問(wèn)題。
排水內(nèi)澇積水預(yù)警示意圖 ?百度智能云
此前，百度智能云天工物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)攜手慧聯(lián)無(wú)限聯(lián)合推出的城市內(nèi)澇智能監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，也許是“智慧水務(wù)”的雛形。該智能檢測(cè)系統(tǒng)共分為三層：硬件設(shè)施層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。
城市內(nèi)澇智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)圖 ?百度AI
硬件設(shè)施層在物理資源及網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)上，收集整合相關(guān)數(shù)據(jù)并匯聚到大數(shù)據(jù)平臺(tái)層，方案覆蓋降水、積水、井蓋、蓄水、排水五個(gè)方面。平臺(tái)層覆蓋“云-邊-端”連接能力，對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘，并通過(guò)天工物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將海聯(lián)設(shè)備連接至云端，并在云端進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)處理計(jì)算、儲(chǔ)存、可視化的展示與分析，而后將數(shù)據(jù)分析結(jié)果以統(tǒng)一、虛擬化的應(yīng)用接口提供給上層具體應(yīng)用。在應(yīng)用層，方案具有降水、積水、排水分析及策略分析功能，為城市智慧排水應(yīng)急策略分析提供數(shù)據(jù)支撐。
百度智能云天工物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)圖 ?百度AI
可視化應(yīng)用界面 ?百度AI
今年3月28日，百度智能云正式發(fā)布了《百度智能云水業(yè)大模型白皮書(shū)》，這也是首部聚焦水利水務(wù)行業(yè)大模型構(gòu)建與應(yīng)用的行業(yè)白皮書(shū)。《白皮書(shū)》提到，大模型技術(shù)與水利水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)營(yíng)管控等應(yīng)用場(chǎng)景的融合，將為行業(yè)數(shù)據(jù)整合與共享、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與分析、知識(shí)圖譜構(gòu)建與完善、預(yù)案與應(yīng)急管理方案優(yōu)化、模型間的協(xié)同與調(diào)用、復(fù)雜決策支持等方面產(chǎn)生積極改變，帶來(lái)巨大的應(yīng)用價(jià)值與潛力。
百度智能云水業(yè)大模型總體架構(gòu) ?百度智能云
水預(yù)測(cè)：基于機(jī)器學(xué)習(xí)的河流預(yù)報(bào)模型
除了對(duì)于城市水務(wù)治理的及時(shí)預(yù)警之外，建立關(guān)于河流的洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)也是人類(lèi)應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害的一種重要手段。疊加水文模型和洪水模型，我們能夠知道哪些地區(qū)將受到影響以及我們預(yù)計(jì)水位會(huì)達(dá)到多高：水文模型通過(guò)處理公開(kāi)的數(shù)據(jù)源（例如降水量和其他天氣和流域數(shù)據(jù)）來(lái)確定河流是否會(huì)發(fā)生洪水，并輸出未來(lái)幾天河流水位和流量的預(yù)測(cè)；洪水模型則是根據(jù)水文預(yù)報(bào)和衛(wèi)星圖像模擬水流過(guò)洪泛區(qū)時(shí)的行為。
The Hydrologic Model?Google Flood Hub
來(lái)自谷歌研究 Google Research 的科學(xué)家 Grey Nearing 曾在其論文中表明，一個(gè)有效的洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)能夠?qū)⑾嚓P(guān)死亡人數(shù)減少 43%，經(jīng)濟(jì)損失降低 35%-50%。他與團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的河流預(yù)報(bào)模型（River Forecast Model），為未測(cè)量流域的洪水預(yù)警提供更好的支持。該模型目前能夠提前7天實(shí)現(xiàn)對(duì)洪水的可靠預(yù)測(cè)，覆蓋全球 80 多個(gè)國(guó)家，為 1,800 多個(gè)站點(diǎn)提供關(guān)鍵洪水預(yù)報(bào)，覆蓋人口達(dá) 4.6 億。
研究的數(shù)據(jù)集包括來(lái)自 5,680 個(gè)流域的模型輸入和（徑流）目標(biāo)值，研究人員基于這些流域的流量監(jiān)測(cè)站進(jìn)行模型的訓(xùn)練和測(cè)試。
用于訓(xùn)練模型的5,680徑流監(jiān)測(cè)站位置 ? Grey Nearing, Google Research
河流預(yù)測(cè)的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是水文預(yù)測(cè)模型必須使用長(zhǎng)數(shù)據(jù)記錄來(lái)校準(zhǔn)單個(gè)流域。缺乏流計(jì)提供校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的流域被稱(chēng)為“未測(cè)量流域”，而對(duì)于“未測(cè)量流域的預(yù)測(cè)”（PUB）問(wèn)題正是國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì) （IAHS）面臨的多年難題。在公開(kāi)可用的全球流量數(shù)據(jù)記錄的情況下，團(tuán)隊(duì)通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)，力圖將總流量觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄之間存在強(qiáng)相關(guān)性擴(kuò)展和轉(zhuǎn)移到未測(cè)量流域的水文模擬模型中，即從數(shù)據(jù)豐富的地方推斷導(dǎo)數(shù)據(jù)稀缺的地方，并發(fā)展成一個(gè)全球尺度的預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
Flood Hub預(yù)測(cè)系統(tǒng) ?Google Flood Hub
這個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的河流預(yù)報(bào)模型（River Forecast Model），系統(tǒng)性和突破性地運(yùn)用 AI 技術(shù)中長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò) (LSTM) ，結(jié)合洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)中的兩種模型——水文模型和洪水模型。隨之再對(duì)于模型不斷優(yōu)化，采用交叉驗(yàn)證在 5,680 個(gè)流量計(jì)上訓(xùn)練并在樣本外測(cè)試河流預(yù)報(bào)模型，確保模型的泛化能力得到有效評(píng)估，提高預(yù)測(cè)可靠性，減少預(yù)測(cè)誤差。
基于LSTM的河流預(yù)測(cè)模型體系結(jié)構(gòu) ? Grey Nearing, Google Research
為了評(píng)估洪水事件預(yù)測(cè)的可靠性，研究人員將河流預(yù)報(bào)模型與全球現(xiàn)有最先進(jìn)的洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng) GloFAS（Global Flood Awareness System） 進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，與全球廣泛使用的先進(jìn)模型GloFAS相比，Google Flood Hub 的 AI 模型在經(jīng)過(guò)多種公開(kāi)的全球天氣產(chǎn)品、河流水位測(cè)量及衛(wèi)星圖像的訓(xùn)練后，可以提供更可操作、更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，同時(shí)可以根據(jù)數(shù)據(jù)可用性生成預(yù)計(jì)特定區(qū)域?qū)⒈谎蜎](méi)的地圖，提供實(shí)時(shí)的洪水警報(bào)。
1984-2021年期間，河流預(yù)報(bào)模型與GloFAS模型之間對(duì)于5年一遇
洪水模擬的F1 Scores得分差異；AI模型在80%的指標(biāo)上優(yōu)于GloFAS
? Grey Nearing, Google Research
* 紅色表示F1差異值在-0.2~0之間
* 綠色表示F1差異值在0~0.2之間
* 機(jī)器學(xué)習(xí)中的F1差異值為用于分類(lèi)模型的評(píng)估指標(biāo)，定義為精確率和召回率的調(diào)和平均值。
結(jié)語(yǔ)
在2024年的《全球風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告》中，極端天氣事件和地球環(huán)境系統(tǒng)的重大改變?nèi)员徽J(rèn)為是未來(lái)十年人類(lèi)社會(huì)面臨的兩項(xiàng)最大危機(jī)。氣候變化與傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生關(guān)聯(lián)，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活中的“風(fēng)險(xiǎn)倍增器”。此外，氣候科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)在未來(lái)的幾十年，洪澇將持續(xù)加劇。這意味著更加極端的降雨和更加頻繁的洪澇即將出現(xiàn)。
在面對(duì)日益增多的極端天氣事件，如何與自然系統(tǒng)和諧共處對(duì)積極應(yīng)對(duì)氣候變化來(lái)說(shuō)愈加重要。基于自然的解決方案（NbS）強(qiáng)化了城市應(yīng)對(duì)氣候影響時(shí)的韌性，輔助和利用自然演進(jìn)以支持生態(tài)系統(tǒng)的再生；而運(yùn)用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)字化工具量化這些基于自然的解決方案，不僅能高效且更有成本效益地（cost-effective）了解并加強(qiáng)城市的自然能力，同時(shí)更能將城市中失衡的水問(wèn)題重新帶回到自然式的水循環(huán)，以應(yīng)對(duì)不確定性挑戰(zhàn)。
回到最初《流浪地球》的預(yù)言，災(zāi)難離我們的日常生活越來(lái)越近。無(wú)論是海綿措施還是AI技術(shù)，都離不了人類(lèi)的覺(jué)醒與決策。僅僅依賴(lài)于構(gòu)建物理屏障來(lái)使我們免受洪澇災(zāi)害，已經(jīng)不再是最好的方法。人類(lèi)需要做的，是將自然還給自然。
自然早就給出了答案，我們只需傾聽(tīng)。
作者 | Xiaoxin
發(fā)文編輯｜吳秀秀
審核編輯｜Ming，Yibo
專(zhuān)欄編輯 | Sherry Li
網(wǎng)站審核｜Zhong
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Reference
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Google水預(yù)測(cè)
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