《数字孪生水利可视化表达规范（征求意见稿）》.docx

SLICSxxxxxxxCCSxx中华人民共和国水利行业标准SL/TXXXX-20XX数字挛生水利可视化表达规范SpecificationforVisuaIRepresentationofDigitalTwinWater（征求意见稿）请将你们发现的有关专利的内容和支持性文件随意见一并返回2025-XX-XX发布2025-XX-XX实施中华人民共和国水利部发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语与定义14缩略语25基本规定25.1通用要求25.2表达分类25.3时空基准45.4表达尺度分级45.5边界关系56要素表达66.1自然背景66.2流场动态76.3水利工程106.4设备设施117业务可视化127.1通用场景127.2水旱灾害防御137.3水资源管理与调配157.4水利工程建设和运行管理167. 5河湖长制及河湖管理177.6水土保持187.7农村水利水电198技术指标208. 1渲染与展示要求208. 2响应时间要求208. 3更新频率要求错误!未定义书签。参考文献21表1数字挛生水利可视化表达空间尺度分级表4表2通用场景分级组织关系表12-XX-刖百根据水利技术标准制修订计划安排，按照GB/T1.1-2020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要求，参照水利行业相关技术要求以及国内其他行业相关标准，并在广泛征求意见的基础上，形成本文件。本文件共8章，主要技术内容包括：范围、规范性引用文件、术语与定义、缩略语、基本规定，以及要素表达、业务可视化和技术指标。本文件批准部门：中华人民共和国水利部本文件主持机构：水利部信息中心本文件解释单位：水利部信息中心本文件主编单位：水利部信息中心北京金水信息技术发展有些公司本文件参编单位：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、长江设计集团有限公司、华北水利水电大学本文件出版、发行单位：本文件主要起草人：本文件审查会议技术负责人：本文件体例格式审查人：本文件在执行过程中，请各单位注意总结经验，积累资料，随时将有关意见和建议反馈给水利部国际合作与科技司（通讯地址：北京市西城区白广路二条2号；邮政编码：100053；电话：010-63204533；电子邮箱：bzh）,以供今后修订时参考。数字挛生水利可视化表达规范1范围本文件规定了数字挛生水利可视化表达分类、时空基准、表达尺度分级、边界关系，以及要素表达、业务可视化场景组织及技术指标等。本文件适用于指导数字挛生流域、数字挛生水网、数字挛生水利工程建设的可视化表达，其他水利应用可参照执行。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）适用于本标准。GB3838地表水环境质量标准GB/T20257.1国家基本比例尺地图图式GB/T22164公共气象服务天气图形符号GB/T24354公共地理信息通用地图符号GB/T35634公共服务电子地图瓦片数据规范GB/T51301建筑信息模型设计交付标准SL730水利空间要素图式与表达规范SL/T213水利对象分类与编码总则SL/T701水利信息分类与编码总则3术语与定义下列术语和定义适用于本文件。3.1可视化表达VisuaIrepresentation利用计算机图形学和图像处理技术将数据、信息、知识等转化为易于理解和直观的图形、图像、地图或其他表现形式的过程。3.2地理场景geographicscene一定区域范围内连续成片、反映现实世界地理空间位置和形态的地理信息数据。3.3基础地理实体fundamentalgeo-entity主要指通过测绘采集和表达的地理实体，是其他地理实体聚合和衍生的基础。3.4标量场seaIarfield是只有大小没有方向的物理量(标量)的空间分布。3.5矢量场vectorfield是既有大小又有方向的物理量(矢量)的空间分布。4缩略语下列缩略语适用于本文件。DEM数字高程模型(DigitalElevationModel)DSM数字表面模型(DigitalSurfaceModel)DOM数字正射影像图(DigitalOrthophotoMap)TDOM真正射影像(TrueDigitalOrthophotoMap)LOD模型精细度(LevelofDetail)GIS地理信息系统(GeographicInformationSystem)BIM建筑信息模型(BuildingInformationModeling)5基本规定5.1通用要求数字李生水利可视化表达需要符合下列通用要求。a)应根据业务需求，合理选择表达尺度分级构建业务场景，不宜过度进行可视化渲染表达。b)应优先采用国产化的软硬件产品和服务。5.2表达分类5.2.1自然背景利用地理空间数据及天气等数据，分为天气系统、地理场景、基础地理实体等类别，从宏观、中观和微观不同尺度渲染展示。a）天气系统包括天气、云层、光照等，将各要素按照不同分级特性进行可视化展示。b）地理场景包括数字高程模型（DEM）/数字表面模型（DSM）、数字正射影像（DOM）/真正射影像（TDOM）,倾斜摄影影像/激光点云、水下地形/河道大断面、三维模型等数据，按照相关图式标准进行可视化展示。c）基础地理实体包括行政区划、居民地（点）、建筑、道路、植被等基础测绘数据，河流、湖泊、侵蚀沟、地下河、地下湖、流域分区、水资源分区等水利专业测绘数据，以及土地利用、土壤类型等专题数据，按照相关图式标准进行可视化展示。5.2.2流场动态利用监测数据、跨行业共享数据以及水利专业模型与智能识别模型的分析计算成果等,分为标量场、矢量场和组合展示等类别，从宏观、中观、微观尺度渲染展示。a）标量场展示降水量、水位、流量、含沙量、水质、土壤摘情等单一标量要素，主要采用等值线、等值面、热力图等方式展现标量要素在空间上的变化规律与分布特征。b）矢量场展示流速（含流向）、风速（含风向）等单一矢量要素，主要采用纹理或粒子流等方式表现矢量要素在空间上的移动路径。c）组合展示适用既有标量又有矢量的应用场景，主要叠加运用等值线、等值面、流场纹理、粒子运动等方式综合可视化表达。5.2.3水利工程利用水利工程基础数据、监测数据、业务管理数据和BBl等地理空间数据等，分为水利工程对象和监测站点对象等类别，从宏观、中观、微观不同尺度渲染展示。a）水利工程对象包括水库、水电站、闸泵站、灌区、引调水工程、蓄滞（行）洪区、坪垸、治河工程、堤防、淤地坝等工程，采用其空间位置、工程外观、内部结构等基础数据和BlM等展示实体形态，采用其巡查管护、安全管理等监测数据和业务数据展示水利工程运行工况和动态效果。b）监测站点对象包括雨量站、水文站、水位站、水质监测站、地下水监测站、潮位站等，通过图式符号展示监测站点基础信息、运行状态、监测要素变化情况。5.2.4设备设施利用设备设施基础数据、监测数据、业务管理数据和BlM等地理空间数据等，分为机电设备、水利工控设备、监测设备等类型，从中观、微观尺度渲染展示，宏观尺度一般不进行展示。a）机电设备包含水泵、电动机、发电机、变压器等，采用其基础数据和BIM等展示实体形态，采用其设备管理、检修等监测数据和业务数据展示运行形态。b）水利工控设备包含闸门、启闭机、拦污栅、引水渠、闸坝等，采用其基础数据和BlM等展示实体形态，采用其设备管理、检修等监测数据和业务数据展示运行形态。c）监测设备包含工程安全、水雨情、水质，通过图式符号和特效渲染等展示设备运行工况和动态效果。5.3时空基准5.3.1时间基准时间基准应采用公历纪元和北京时间。5.3.2空间基准空间基准应采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）,高程基准应采用1985国家高程基准。5.4表达尺度分级5.4.1空间尺度分级根据实际业务场景将空间尺度划分为3个级别、6个场景尺度，见表1。a）宏观级。展现空天域范围的自然背景，以及水利工程和流场动态的总体空间维度表征，Sl尺度适用于全国范围和超大流域、S2尺度适用中大型流域，可用于大中型以上流域防洪、跨流域水资源管理与调配、长距离引调水工程管理等业务场景可视化表达。b）中观级。展现自然背景、流场动态、水利工程等中观表征，主要展现流场动态的变化规律与分布特征，以及水利工程建设、枢纽库区管理等场景，S3尺度适用于小型流域防洪和水资源管理与调配、城市防洪排涝、蓄滞洪区及洲滩民垸管理等业务场景可视化表达，S4尺度适用于一般水利工程影响范围的综合管理等业务场景可视化表达。c）微观级。展现流场动态、水利工程、设备设施的精细化表征，主要展现流场动态的细节模拟仿真，以及水利工程和设备设施运行维护等细节特征与状态信息，S5尺度适用于水利工程建设管理、运维实施以及安全监测、分析、预警等全生命周期管理场景的可视化表达，S6尺度适用于水利工程内部金属结构、管线布设、机电设备运维管理等业务场景可视化表达。表1数字挛生水利可视化表达空间尺度分级表级别场景尺度S垂直视距L可视范围V可视化要素表达精度宏观Sl（全国范围、超大型流域）L2100OkmV2100万km2自然背景电子地图-6级水利工程LODO流场动态S2（大中型流域）100kmL<1000km1万km2V<100万km2自然背景电子地图5-9级水利工程LODl.0流场动态中观S3（小型流域、IOkmL<100km1000km2V<1万km2自然背景电子地图IOT3级级别场景尺度S垂直视距L可视范围V可视化要素表达精度局部城市）水利工程LODl.0流场动态S4（工程范围及管理区域）IkmL<10km5km2V<1000km2自然背景电子地图14-16级水利工程L0D2.0流场动态微观S5（建筑物）100mL<lkmV<5km2自然背景电子地图17-20级水利工程L0D3.0流场动态S6（室内设备构件）L<100mV<1km水利工程L0D4.0设备设施L0D4.0注：1.电子地图级别划分符合GB/T35634的规定执行。2.细节层次（LOD）符合GB/T51301的规定执行，可根据实际数据和应用场景映射适配地方或团体对于模型精度的定义。5. 4.2时间尺度分级时间尺度分级要求如下。a）分钟级尺度应适用于流场动态、水利工程和设备设施的监测站点（如水位、流量、流速等）、自然背景的环境变化（如天气系统模拟）等要素表达。在实时性要求高的应急事件处置情况下，应考虑采用优于分钟级数据驱动场景变化。b）小时级尺度主要适用于监测站点要素中雨水情预见期预报预警、闸门启闭状态、监控设备健康状态以及蓄滞洪区启用撤离方案规划等要素表达。c）日级尺度主要适用于工程施工建造计划实施及进度管控、设备设施安装与运维、自然背景中天气指标预报等要素表达。d）旬月年级尺度主要适用于自然背景中地理场景和基础地理实体等要素表达。5.5边界关系5.5.1 数