DB32_T 4733-2024 数字孪生水网建设总体技术指南.docx

ICS35.040CCSP5511i11iirkM¾zf三tkDB32江苏省地方标准DB32/T47332024数字挛生水网建设总体技术指南Generaltechnicalguidelinesofthedigitaltwinwaternetworkconstruction2024-04-03发布2024-05-03实施江苏省市场监督管理局中国标准出版社目次前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义I4缩略语25总则26信息化基础设施37数据底板48模型平台59知识平台710业务应用场景8H共建共享9参考文献10本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江苏省水利厅提出并归口。本文件起草单位：江苏省水旱灾害防御调度指挥中心、水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院、河海大学、无锡市防汛防旱指挥部办公室、南京中国智慧水利研究院有限公司、北京金水信息技术发展有限公司。本文件主要起草人：陈静、陈昌仁、范子武、朱跃龙、刘国庆、尤迎华、陶娜麒、宋炜、张小稳、丛小飞、姚璐、鲍建腾、焦野、周春飞、江如春、王子建、唐仁、杨光、黎东洲、乌景秀、廖轶鹏、黄玄、柳杨、巢予恬、左翔、赵杏杏、杨帆、王正怡、贾本有、高瑾瑾、邹明忠、李启顺。Ill数字季生水网建设总体技术指南1范围本文件提供了数字季生水网建设中总则、信息化基础设施、数据底板、模型平台、知识平台、业务应用场景和共建共享等技术指南。本文件适用于数字挛生水利建设，支撑水利业务应用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T30319基础地理信息数据库基本规定GB/T35637城市测绘基本技术要求GB/T36625.3智慈城市数据融合第3部分：数据采集规范GB/T51212建筑信息模型应用统一标准S1.323实时雨水情数据库表结构与标识符S1./T701水利信息分类与编码总则S1./T797水利空间数据交换协议S1./T809水利对象基础数据库表结构及标识符3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1物理水网physicalwaternetwork自然水系及不同时期治水实践过程中形成的水工程体系，以江河湖库、堤防、水闸、泵站等为表现形式的物理实体。3.2数字李生水网digitaltwinwaternetwork物理水网的时空映射、智能模拟、虚实交互、迭代优化的数字系统。3.3数据底板database物理水网及所在区域自然地理、社会经济、水利管理活动的涉水信息全要素数字映射。3.4模型平台modelplatform数字李生水网建设中集成水利专业模型、智能模型、可视化模型等，统一提供定制组装、定向开发、标准服务的核心组件。3.5知识平台knowledgeplatform数字孳生水网建设中集成水利知识库、知识模型和水利知识引擎等，统一提供各类知识服务的核心组件。3.6数字挛生水网平台digitaltwinwaternetworkplatform实现水网数据底板、模型平台、知识平台等数字资产的融合、治理、挖掘和服务的共建共享平台。4缩略语下列缩略语适用于本文件。IPv6:互联网协议第6版(InIemelProtocolVersion6)SDN:软件定义网络(SoftWareDefinedNetwork)GIS:地理信息系统(GeograPhiCInformationSystem)5G:第五代移动通信技术(51hGenerationMobileCommunicationTechnology)5总则5.1 数字李生水网由信息化基础设施、数据底板、模型平台、知识平台四部分构成，支撑水旱灾害防御、水资源管理与调配等业务应用。总体架构见图1。5.2 数字学生水网建设宜以数字李生水网平台为核心，实现数据集成，提供资源共享。5.3 数字李生水网建设宜优先使用国产技术与软硬件产品，与主流软硬件适配，迭代优化。5.4 数据底板、专业模型、知识库宜建立动态更新机制，保障物理水网与数字李生水网的实时映射，宜具备数据回溯功能。5.5 模型平台模拟计算、渲染效率宜满足实时辅助决策与流畅运行的需求。5.6 针对江苏省骨干河道名录和江苏省湖泊保护名录中的河道、湖泊数据底板建设，其精度可参照水利部数字字生流域数据底板地理空间数据规范，流域性骨干河道底板建设精度宜达到1.3级；省管湖泊、区域骨干河道、跨县重要河道、县域垂要河道宜达到1.2级及以上；其他河道和湖泊宜达到1.l级及以上。5.7 水利工程建筑信息模型精度宜达到DB32/T3841中1.c)D200及以上。5.8 空间基准采用2000国家大地坐标系(CGCS2000),在全省范围内采用地理坐标；高程基准采用1985国家高程基准，采用其他高程系应注明换算关系。水利.2业务|:突：防容|OggaIN珀业M专业模型（理较巾（水文、尔SIJZh水粒、水1：态）大数据模型'目标演策模中智能快飞画领识别'遥想解洋、各食”安全保障体系数字挛生水网数字李生平台江苏省全域（1.l及以上）Ift点河湖库（1.2及以上）卜31点水利工程（1.OD200及以上）Rt引掌治理II挖如I.务运行保障体系*««a抠模型I础数第I厂羔的数据I业学管理¾dI商行业共夕数第一1I间故抠-信.基.设I水利稣如网II水利信息网II水利云痴物理水PI地形培貌II门然河湖II水网EII监控体系I|管理力影峋对攸I图1数字挛生水网总体架构6信息化基础设施6.1 水利感知网6.1.1 目以支撑水利业务需求为目标，明确信息采集范围与监测对象，制定感知站网布设原则，确定气象、水文、水质、水生态、工程运行状态与安全等监测要素。6.1.2 监测手段完善传统监测手段，加强卫星遥感、航空遥感、无人机（船）、机器人和视频识别等“空-天-地”一体化监测手段应用，满足水利业务对数据和信息在空间尺度、时间频次、精度等方面的需求：具备突发涉水事件应急处置的现场信息感知能力。6.2 水利侑息网水利信息网宜包括以下内容和要求。a） 水利工控网、水利业务网和电子政务网。b）支持5G及以上、IPV6、物联网等网络技术，支持基于SDN资源动态调配。C）水利工控网宜独立组网、物理隔离、数据推送。6.3水利云资源水利云资源宜包括以下内容和要求。a）存储、计算、渲染、服务等功能。b） 可采取集中式和分布式相结合的方式建设。c） 宜充分考虑多用户并发的高性能洎染资源配置需求。7数据底板7.1 数据资源7.1.1 基础数据基础信息包括以下对象。a）江、河、湖等河网水系及水域空间。b）水库、闸、泵、堰、涵洞、堤防、坪区、蓄滞洪区等水利工程。c）供水、排水等管网工程。d）雨情、水情、工情、水质、水资源、水生态、视频监控等水利监测站网。7.1.2 监测数据主要包括雨情、水情、工情、水质、取用水、泥沙、地下水、墙情、河势、积淹、灾情、水利工程安全监测、视频、舆情等感知数据。7.1.3 业务管理数据主要指“2+N”水利治理管理活动中产生的数据，其中“2”指水旱灾害防御、水资源管理与调配业务，指生态河湖监管、水利工程建设与运行管理、水土保持、农村水利水电、节水管理与服务、水行政执法、水利监督、水文管理、水利行政、水利公共服务等其他业务。7.1.4 跨行业共享数据主要包括公安、自然资源、生态环境、住建、交通、农业农村、气象、大数据管理和统计等部门的跨行业数据。7.1.5 地理空间数据面向数字挛生水网业务的数字正射影像图、数字高程模型、数字线划图、数字表面模型、实景三维、地理实体、倾斜摄影、激光点云、水下地形、城市信息模型、水利构筑物建筑信息模型等数据。7.2 数据获取宜从以下几种方式中获取数据。a）1.l级数据底板共享江苏省级基础测绘数据，遵循S1./T797利用江苏省水利地理信息服务平台数据、洪水风险图、自然灾害综合风险普查等数据资源进行定期更新，重点补充地理空间数据。b）基础数据主要依据水利普查、水旱灾害风险普查成果或通过调查与测量方式获取。c）监测数据主要通过对接纵向水利部门水雨情（S1.323）、水质、工情、水资源等数据库及视频平台获取，共享横向局委办数据，并进行必要的补充建设。d）业务管理数据通过整理对接行业日常管理过程中和业务系统运行过程中产生的数据获取。e）跨行业共享数据通过政务外网共享获取。D地理空间数据通过高分遥感影像解译、无人机倾斜摄影、工程设计文件提取等方式获取。1 .3数据模型7 .3.1水利数据模型遵循S1./T701等水利信息分级分类规范，通过关联分析、聚类分析、回归分析等数据挖掘技术，构建空间对象、属性、关系特征和其他语义一体化组织的数据模型，形成描述水利信息全貌的模型体系。8 .3.2水利网格模型根据行政区划、自然流域、排水分区、水资源分区、集水单元、用区单元、河段和数值计算等需求构建网格化管理模型，形成一套多元化、精细化、个性化的水利网格化体系。7.4数据引擎7.4.1 数据融合按照GB/T36625.3的要求，对多源异构涉水数据，进行数据清洗、格式与类型转换、数据归一化、数据简化等规范化处理。7.4.2 数据治理数据治理结合应用场景，综合考虑模型与底板构建和信息展示的数据需求，采用数据标准、元数据管理、数据质量、数据模型管理、数据标签等方法，遵照GB/T30319、GB/T35637、GB/T51212、S1./T809等要求，对基础数据、监测数据、业务数据、跨行业共享数据和地理空间数据进行比对、质检、关联、标识等治理工作。7.4.3 数据挖掘数据挖掘运用统计分析、机器学习、模式识别等方法从数据资源中发现物理水网全要素之间存在的关系、水利治理管理活动全过程的规律，通过图形、图像、地图、动画等方式展现，包括描述性、诊断性、预测性和因果性分析等。7.4.4 数据服务数据服务主要包含以下方面。a) 水利数据查询服务，提供水利知识库全文检索、全域检索功能，查询数据通过ReSIfUIAPl标准接口进行获取。b) 水利专业服务，提供基础属性信息类、统计分析类、水文信息类、模型结果类、业务信息类等数据服务，定期更新发布数据目录。8模型平台8.1 构建原则模型平台宜按照“组件化、标准化、通用化”思路和共享共用的原则构建，并具备“模型构建灵活化、模型业务应用标准化、模型服务定制化”特点。8.2 专业模型8.2.1 构建内容水利专业模型主要包含以下方面。a)水利机理模型主要涉及水文模型、水资源模型、水质模型、水生态模型、泥沙动力学模型、水土保持模型、水利工程安全模型等，模型宜具有水旱灾害预测预报、洪水演进、水资源优化调度、水环境预测预报、水利工程调度等模拟功能等。b) 水利大数据模型宜基于历史同步监测数据，利用水利专业模型产生数据，补充相似或历史数据不足，基于大数据智能分析技术，加强机理模型与人工智能模型的技术融合，对水文、水动力、水质等过程进行模拟与预测。c) 水利优化决策模型