計畫緣起
因應人工智慧(AI)技術快速發展,AI已逐步應用於水文、水理、防洪、河川及水資源等專業領域,並具備處理大量資料、辨識複雜非線性關係及快速預測之能力。水利規劃工作累積大量水文觀測、水工試驗、數值模擬及調查監測資料,具有發展專業AI模式之良好基礎。
爰規劃運用既有水利專業資料,結合人工智慧、機器學習及深度學習技術,發展適用於水利規劃與分析之AI預測模式,提升資料應用價值及專業分析能力,並逐步建立AI輔助水利規劃與決策之技術基礎。
計畫目的
透過人工智慧技術進行各類水利專業預測模式之研發,針對水文、水理、河川、防洪及水資源等課題,整合觀測、試驗及數值模擬資料,建立具快速預測與分析能力之AI模式。
藉由AI模式與傳統數值模式及物理機制之相互驗證,提升預測效率與應用可靠度,並逐步將研究成果導入實際水利規劃、工程分析及防災決策工作。
主要工作內容
• 水利專業AI預測技術研發
針對水位、流量、淹水、河床變遷、沖淤及水資源等水利課題,運用機器學習、深度學習及時序分析等技術,發展具快速預測能力之AI模式,提升水利規劃與防災分析效能。
• 水工試驗與AI模式整合應用
運用水工模型試驗累積之水位、流速、地形沖淤等資料,建立AI訓練資料集,發展流況、水位、流速、沖刷及工程效能等預測模式,提升水工試驗資料之延伸應用價值。
• 數值模擬與AI代理模式發展
結合水文、水理及相關數值模式產製之模擬資料進行AI訓練,建立可快速預測不同水文與工程情境之AI代理模式(Surrogate Model),降低大量數值模擬所需之運算時間與資源。
• 人工智慧觀測技術研發
結合影像利用AI技術,發展水位、流速、流量之觀測技術,提升水文資料取得品質、即時性、正確性、解析度,逐步提升水文觀測之技術。
• AI教育深化與專業人才培育
辦理AI基礎、進階及水利專業應用相關教育訓練,透過專題講座、實作課程、案例研習及成果交流,提升同仁對AI技術之理解與實際應用能力;並鼓勵水利專業人員參與AI模式研發與應用,逐步培養兼具水利專業與人工智慧能力之跨領域人才。
計畫預期效益
建立水利規劃分署自主之水利專業AI預測技術與應用能力,充分運用歷年累積之水文、水理、水工試驗及數值模擬資料,將既有資料轉化為可持續應用之AI預測模式。
透過AI快速預測與代理模式,可大幅縮短大量情境模擬與方案評估所需時間,並結合物理機制及傳統水利模式提升預測可信度,逐步建構「物理試驗-數值模擬-AI預測」相互整合之新型水利分析架構,提升水利規劃、工程設計及防災決策之效率與技術量能。