數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（征求意見稿）

1本文件規(guī)定了數(shù)字孿生流域系統(tǒng)體系架構(gòu)和各部分建設(shè)內(nèi)容與技術(shù)要求，包括數(shù)字孿生平臺中數(shù)據(jù)底板、模型平臺和知識平臺的數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸交換等要求，信息化基礎(chǔ)設(shè)施中感知監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)通信、環(huán)境建設(shè)等要求，以及相關(guān)安全體系、集成共享應(yīng)遵循的主要原則和要求等。1.1適用范圍本文件適用于大江大河大湖及主要支流、重點流域和重點區(qū)域的數(shù)字孿生流域建設(shè)。1.2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。CH9011《地理信息公共服務(wù)平臺電子地圖數(shù)據(jù)規(guī)范》GB/T17798《地理空間數(shù)據(jù)交換格式》GB/T22239《網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)基本要求》GB/T22240《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)定級導(dǎo)則》GB/T39786《信息系統(tǒng)密碼應(yīng)用基本要求》GB/T41479《網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理安全要求》SL715《水利信息系統(tǒng)運行維護(hù)規(guī)范》SL729《水利空間要素數(shù)據(jù)字典》SL730《水利空間要素圖式與表達(dá)規(guī)范》SL/T213《水利對象分類與編碼總則》SL/T801《水利一張圖空間信息服務(wù)規(guī)范》SL/T803《水利網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)技術(shù)規(guī)范》SL/T809《水利對象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識符》2術(shù)語與定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。2.1數(shù)字孿生流域DigitalTwinofRiverBasins數(shù)字孿生流域是以物理流域為單元、時空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識為驅(qū)動，2對物理流域全要素和水利治理管理活動全過程進(jìn)行數(shù)字映射、智能模擬、前瞻預(yù)演，與物理流域同步仿真運行、虛實交互、迭代優(yōu)化，實現(xiàn)對物理流域的實時監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化調(diào)度的新型基礎(chǔ)設(shè)施。2.2信息化基礎(chǔ)設(shè)施Informationinfrastructures信息化基礎(chǔ)設(shè)施是由水利感知網(wǎng)、水利信息網(wǎng)和水利云構(gòu)成，對物理流域全要素和水利治理管理活動全過程進(jìn)行監(jiān)測感知，傳輸存儲和計算的基礎(chǔ)支撐環(huán)境。2.3數(shù)字孿生平臺Platformofdigitaltwin數(shù)字孿生平臺是管理和表達(dá)物理流域、物理水網(wǎng)、物理水利工程等數(shù)字化映射后全要素和治理管理活動全過程信息，支撐物理流域、物理水網(wǎng)、物理水利工程等治理管理活動規(guī)律挖掘、智能模擬和前瞻分析的基礎(chǔ)性操作平臺，為水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”應(yīng)用提供數(shù)據(jù)、模型和知識服務(wù)，是數(shù)字孿生水利的基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性信息基礎(chǔ)設(shè)施。2.4縮略語下列縮略語適用于本文件。BIM建筑信息模型（BuildingInformationModeling）DEM數(shù)字高程模型（DigitalElevationModel）DOM數(shù)字正射影像圖（DigitalOrthophotoMap）DSM數(shù)字表面模型（DigitalSurfaceModel）IaaS基礎(chǔ)設(shè)施級服務(wù)（Infrastructure-as-a-Service）PaaS平臺級服務(wù)（Platform-as-a-Service）SaaS軟件級服務(wù)（Software-as-a-Service）SOA面向服務(wù)架構(gòu)（Service-OrientedArchitecture）VR虛擬現(xiàn)實（VirtualReality）AR增強現(xiàn)實（AugmentedReality）MR混合現(xiàn)實（MixedReality）HR全息現(xiàn)實（HolographicReality）NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NarrowBandInternetofThings）LoRa遠(yuǎn)距離無線電（LongRangeRadio）5G第五代移動通信技術(shù)（5thGenerationMobileCommunicationTechnology）33基本要求3.1數(shù)字孿生流域建設(shè)應(yīng)與智慧水利、數(shù)字孿生水利工程、數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)等相關(guān)技術(shù)文件相銜接。3.2數(shù)字孿生流域建設(shè)應(yīng)遵循以下原則：3.2.1需求牽引，應(yīng)用至上。圍繞水利業(yè)務(wù)工作實際需求，應(yīng)將數(shù)字孿生流域建設(shè)與流域治理管理統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一治理、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理“四個統(tǒng)一”相結(jié)合，合理確定建設(shè)定位，緊密圍繞防洪興利、水資源調(diào)配、工程安全等核心業(yè)務(wù)開展，強化業(yè)務(wù)薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化重塑業(yè)務(wù)流程，注重用戶體驗，推進(jìn)信息技術(shù)與水利業(yè)務(wù)深度融合，有力支撐精準(zhǔn)化決策。3.2.2系統(tǒng)謀劃，分步實施。應(yīng)按照《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計》要求，根據(jù)需求迫切性、技術(shù)可行性、條件成熟性，先期開展技術(shù)攻關(guān)和試點示范，形成一批可復(fù)制可推廣的成果，在此基礎(chǔ)上，有步驟、分階段推進(jìn)。3.2.3統(tǒng)籌推進(jìn)，協(xié)同建設(shè)。應(yīng)按照“全國一盤棋”思路，建立健全各參建單位協(xié)作推進(jìn)和共建共享體制機制，強化全流程各環(huán)節(jié)管理，加強各方面的技術(shù)銜接，保障數(shù)字孿生流域建設(shè)不漏不重。3.2.4整合資源，集約共享。應(yīng)按照“整合已建、統(tǒng)籌在建、規(guī)范新建”要求，充分利用現(xiàn)有的信息化基礎(chǔ)設(shè)施及國家新型基礎(chǔ)設(shè)施，注重與數(shù)字孿生水利工程和數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)成果資源整合與共建共用，充分挖掘和利用現(xiàn)有信息采集、網(wǎng)絡(luò)通信、計算存儲及互聯(lián)網(wǎng)云平臺等基礎(chǔ)設(shè)施，有針對性補充完善升級，實現(xiàn)各類資源集約節(jié)約利用和互通共享，避免重復(fù)建設(shè)。3.2.5更新迭代，安全可控。應(yīng)不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)更新和功能迭代，保持與物理流域的同步性和孿生性。應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全有關(guān)要求，推進(jìn)國產(chǎn)化軟硬件應(yīng)用，不斷提升網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險態(tài)勢感知、預(yù)判、處置與數(shù)據(jù)安全防護(hù)能力。4系統(tǒng)體系架構(gòu)4.1總體框架數(shù)字孿生流域主要由信息化基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字孿生平臺構(gòu)成，同時利用數(shù)字孿生水利建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)安全體系和保障體系等提供網(wǎng)絡(luò)安全和集成共享支撐?？傮w架構(gòu)如圖1所示。各單位可根據(jù)水利實際業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，可對數(shù)字孿生平臺中數(shù)據(jù)底板、模型平臺、知識平臺等具體內(nèi)容進(jìn)行擴展補充。4保障體系保障體系業(yè)務(wù)應(yīng)用物理流域網(wǎng)絡(luò)安全體系圖1數(shù)字孿生流域總體框架圖4.2系統(tǒng)組成4.2.1數(shù)字孿生平臺主要包括數(shù)據(jù)底板、模型平臺、知識平臺。數(shù)據(jù)底板主要由數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)引擎等組成，負(fù)責(zé)匯聚水利信息網(wǎng)傳輸?shù)母黝悢?shù)據(jù)，經(jīng)處理后為模型平臺和知識平臺提供數(shù)據(jù)服務(wù)；模型平臺主要由水利專業(yè)模型、智能識別模型、可視化模型和模擬仿真引擎組成，其利用數(shù)據(jù)底板成果，以水利專業(yè)模型分析物理流域的要素變化、活動規(guī)律和相互關(guān)系，通過智能識別模型提升水利感知能力，利用模擬仿真引擎模擬物理流域的運行狀態(tài)和發(fā)展趨勢，并將以上結(jié)果通過可視化模型動態(tài)呈現(xiàn)；知識平臺由水利知識和水利知識引擎組成，主要匯集數(shù)據(jù)底板產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)、模型平臺的分析計算結(jié)果，經(jīng)水利知識引擎處理形成知識圖譜服務(wù)水利業(yè)務(wù)應(yīng)用。4.2.2信息化基礎(chǔ)設(shè)施主要包括水利感知網(wǎng)、水利信息網(wǎng)、水利云。水利感知網(wǎng)主要由傳統(tǒng)水利監(jiān)測站網(wǎng)和新型水利監(jiān)測網(wǎng)組成，負(fù)責(zé)采集數(shù)字孿生流域所需各類數(shù)據(jù)；水利信息網(wǎng)主要由水利業(yè)務(wù)網(wǎng)和水利工控網(wǎng)組成，通過水利信息網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字孿生平臺數(shù)據(jù)底板；水利5云主要由一級水利云、二級水利云及水利工程管理單位計算存儲資源等組成，采用自建云，共享行業(yè)云和政務(wù)云等方式提供數(shù)據(jù)計算和存儲資源。5信息化基礎(chǔ)設(shè)施5.1水利感知網(wǎng)水利感知網(wǎng)應(yīng)圍繞數(shù)字孿生流域和“2+N”水利業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，利用傳感、定位、視頻、遙感等監(jiān)測技術(shù)，擴大對物理流域的監(jiān)測范圍，補充完善監(jiān)測要素類型和數(shù)據(jù)內(nèi)容。宜采用有線、無線等網(wǎng)絡(luò)為主，北斗短報文、5G、窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）、紫蜂協(xié)議（ZigBee）、遠(yuǎn)距離無線電（LoRa）等為輔的通信方式，與水利信息網(wǎng)建立安全連接。在時間敏感、數(shù)據(jù)敏感或帶寬資源占用巨大的監(jiān)測告警、智能圖像、AR等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中構(gòu)建邊緣計算網(wǎng)絡(luò)，與水利云等計算資源互聯(lián)互通、有機結(jié)合。5.1.1傳統(tǒng)水利監(jiān)測站網(wǎng)5.1.1.1應(yīng)根據(jù)物理流域監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)運行的需求與要求，以數(shù)字孿生流域建設(shè)為目標(biāo)，牽引物理流域的監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)和運行，通過優(yōu)化站點布局、升級改造傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)，擴大監(jiān)測范圍、增設(shè)監(jiān)測要素、增加數(shù)據(jù)傳輸頻次，推進(jìn)自動在線監(jiān)測，實現(xiàn)信息采集提檔升級，促進(jìn)物理流域監(jiān)測系統(tǒng)的科學(xué)建設(shè)和高頻乃至在線運行，為數(shù)字孿生流域的高保真建設(shè)運行提供基礎(chǔ)算據(jù)。5.1.1.2應(yīng)結(jié)合業(yè)務(wù)應(yīng)用需求進(jìn)一步完善現(xiàn)有監(jiān)測站網(wǎng)雨情、水情、工情監(jiān)測站點，合理新建站點，考慮模型和參數(shù)率定等因素，還可設(shè)立試驗站點，明確各類數(shù)據(jù)采集方式、范圍、頻5.1.2新型水利監(jiān)測網(wǎng)5.1.2.1應(yīng)加強衛(wèi)星遙感、航空遙感、高清視頻、無人機、無人船、地面機器人、水下機器人等新型監(jiān)測手段應(yīng)用，提升水利管理活動的動態(tài)感知能力，滿足水利業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)和信息在空間尺度、時間頻次等方面的需求。5.1.2.1除日常業(yè)務(wù)外，還應(yīng)具備快速掌握潰壩、決堤、滑坡、堰塞湖及超標(biāo)洪水等各類涉水險情現(xiàn)場情況的能力。65.2水利信息網(wǎng)5.2.1水利業(yè)務(wù)網(wǎng)5.2.1.1水利業(yè)務(wù)網(wǎng)包括廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、部門網(wǎng)，其中廣域網(wǎng)包括骨干網(wǎng)、流域省區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)等。應(yīng)依托現(xiàn)有水利網(wǎng)絡(luò)資源，充分利用國家電子政務(wù)外網(wǎng)，通過租賃專線、自建光纖、網(wǎng)絡(luò)VPN、衛(wèi)星通信等多種方式，擴展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，實現(xiàn)各單位之間的全面互聯(lián)，支持日常通信傳輸和應(yīng)急通信服務(wù)保障。5.2.1.2開展水利信息網(wǎng)通信能力提升建設(shè)，優(yōu)化調(diào)整骨干網(wǎng)和流域省區(qū)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行IPv6適配改造。擴大互聯(lián)網(wǎng)連接帶寬，支撐與社會公眾、企業(yè)的信息交互與服務(wù)。整合共享互聯(lián)網(wǎng)接入，縮減互聯(lián)網(wǎng)接入端口數(shù)量。5.2.1.3應(yīng)充分考慮面向下一代網(wǎng)絡(luò)和擴容需求，積極利用網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、增強資源動態(tài)調(diào)配能力。在實現(xiàn)互聯(lián)互通的基礎(chǔ)上，按照業(yè)務(wù)應(yīng)用需求對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行自適應(yīng)引導(dǎo)和質(zhì)量保證，提高業(yè)務(wù)靈活調(diào)度能力。5.2.2水利工控網(wǎng)水利工控網(wǎng)應(yīng)與水利業(yè)務(wù)網(wǎng)物理隔離，宜分為實時控制區(qū)和過程監(jiān)控區(qū)，詳見《數(shù)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》。5.3水利云5.3.1一級水利云5.3.1.1應(yīng)實現(xiàn)計算、存儲資源按需彈性分配和軟件定義網(wǎng)絡(luò)，提供云主機、云存儲、云網(wǎng)絡(luò)、云安全服務(wù)、容器服務(wù)，以及大數(shù)據(jù)處理和微服務(wù)支撐等。5.3.1.2應(yīng)在通用計算設(shè)施基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)字孿生流域數(shù)學(xué)模型計算、“四預(yù)”等重要業(yè)務(wù)場景構(gòu)建的高性能計算需求，建設(shè)高性能計算環(huán)境。5.3.1.3應(yīng)在通用計算設(shè)施基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)水利專業(yè)模型和智能識別模型對時效性的需求，補充完善人工智能算力基礎(chǔ)設(shè)施。5.3.1.4應(yīng)建立完善本地備份系統(tǒng)，建立異地災(zāi)備中心，可根據(jù)業(yè)務(wù)需要建設(shè)同城災(zāi)備中心，實現(xiàn)重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)容災(zāi)和關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用容災(zāi)。5.3.1.5應(yīng)提升為各類業(yè)務(wù)應(yīng)用提供云視頻資源調(diào)度能力，支持視頻終端（固定/移動）、桌面端、手機等接入，實現(xiàn)視頻會議會商。75.3.1.6應(yīng)建設(shè)集水工程聯(lián)合調(diào)度、水資源管理與調(diào)配、水行政綜合監(jiān)管于一體的水利綜合會商調(diào)度中心，并實現(xiàn)與視頻會議等集成。5.3.2二級水利云應(yīng)整合利用已有基礎(chǔ)設(shè)施資源，適當(dāng)擴充計算存儲能力，充分依托地方政務(wù)云、行業(yè)云，實現(xiàn)同城或異地災(zāi)備，進(jìn)一步擴展優(yōu)化機房環(huán)境、提檔升級計算存儲設(shè)備，建設(shè)完善視頻會議系統(tǒng)和會商調(diào)度中心。5.3.3水利工程管理單位計算存儲應(yīng)根據(jù)數(shù)字孿生水利工程的需要，充分整合利用已有基礎(chǔ)設(shè)施資源，提檔升級計算存儲能力，進(jìn)一步擴展優(yōu)化機房環(huán)境，建設(shè)完善會商調(diào)度中心。6數(shù)字孿生平臺6.1數(shù)據(jù)底板數(shù)據(jù)底板應(yīng)在水利一張圖基礎(chǔ)上升級擴展，完善數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)范圍、數(shù)據(jù)質(zhì)量，優(yōu)化數(shù)據(jù)融合、分析計算等功能。6.1.1數(shù)據(jù)資源數(shù)據(jù)資源主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)等內(nèi)容。數(shù)據(jù)的時間基準(zhǔn)應(yīng)采用北京時間；空間基準(zhǔn)采用2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）；高程基準(zhǔn)采用1985國家高程基準(zhǔn)。采用其它數(shù)據(jù)基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)資源應(yīng)轉(zhuǎn)換至約定基準(zhǔn)。6.1.1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括江河湖泊、水利工程、監(jiān)測站（點）、其他管理對象等水利對象的主要屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)。6.1.1.2監(jiān)測數(shù)據(jù)包括水文、水資源、水生態(tài)環(huán)境、水災(zāi)害、水利工程、水土保持等水利業(yè)務(wù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。86.1.1.3業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)包括流域防洪、水資源管理與調(diào)配、水利工程建設(shè)和運行管理、河湖長制及河湖管理、水土保持、農(nóng)村水利水電、節(jié)水管理與服務(wù)、南水北調(diào)工程運行管理與監(jiān)管、水行政執(zhí)法、水利監(jiān)督、水文管理、水利行政與公共服務(wù)等“2+N”業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)。6.1.1.4跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)包括需從其他行業(yè)部門共享的經(jīng)濟社會、土地利用、生態(tài)環(huán)境、氣象、遙感等相關(guān)數(shù)據(jù)。6.1.1.5地理空間數(shù)據(jù)a）主要包括數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）/數(shù)字表面模型（DSM）、傾斜攝影影像/激光點云、水下地形、建筑信息模型（BIM）等數(shù)據(jù)。按照數(shù)據(jù)精度和建設(shè)范圍分為L1、L2、L3三級。b）L1級是進(jìn)行數(shù)字孿生流域中低精度面上建模，主要包括全國范圍的DOM和DEM/DSM等數(shù)據(jù)。c）L2級是進(jìn)行數(shù)字孿生流域重點區(qū)域精細(xì)建模，主要包括重點區(qū)域的高分辨率DOM、高精度DEM/DSM、傾斜攝影影像/激光點云、水下地形等數(shù)據(jù)。d）L3級是進(jìn)行數(shù)字孿生流域重要實體場景建模，主要包括重要水利工程相關(guān)范圍的高分辨率DOM、高精度DEM、傾斜攝影影像/激光點云、水下地形、BIM等數(shù)據(jù)。e）在充分利用行業(yè)共享資源和勘測資料的基礎(chǔ)上，應(yīng)合理確定用于三維仿真分析的地理空間數(shù)據(jù)的建設(shè)范圍和精度，具體參見《數(shù)字孿生流域數(shù)據(jù)底板地理空間數(shù)據(jù)規(guī)范》。6.1.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型包括水利數(shù)據(jù)模型和水利網(wǎng)格模型。6.1.2.1水利數(shù)據(jù)模型應(yīng)面向水利業(yè)務(wù)應(yīng)用多目標(biāo)、多層次復(fù)雜需求，構(gòu)建完整描述水利對象的空間特征、業(yè)務(wù)特征、關(guān)系特征和時間特征一體化組織的數(shù)據(jù)模型。6.1.2.2水利網(wǎng)格模型應(yīng)根據(jù)行政區(qū)劃、自然流域、水資源功能區(qū)和數(shù)值計算等需求構(gòu)建網(wǎng)格模型，實現(xiàn)流域防洪、水資源管理與調(diào)配等水利業(yè)務(wù)的網(wǎng)格化聯(lián)動。96.1.3數(shù)據(jù)引擎數(shù)據(jù)引擎主要包括數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)服務(wù)等內(nèi)容。6.1.3.1數(shù)據(jù)匯聚a）數(shù)據(jù)匯聚應(yīng)通過構(gòu)建涵蓋業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯集、視頻級聯(lián)集控、遙感接收處理等數(shù)據(jù)管理的平臺化能力，為模型平臺和知識平臺提供數(shù)據(jù)支撐。b）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯集應(yīng)實現(xiàn)匯集主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管控，滿足匯集重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的需c）視頻級聯(lián)集控應(yīng)實現(xiàn)跨層級水利視頻聯(lián)網(wǎng)，并與現(xiàn)有水利視頻會議系統(tǒng)互聯(lián)互通支持多級應(yīng)用。各級應(yīng)接入本級所轄水利視頻資源，推進(jìn)接入其他部門共享視頻。d）遙感接收處理應(yīng)在現(xiàn)有衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理基礎(chǔ)上完善，提供數(shù)據(jù)級和產(chǎn)品級服務(wù)，各級水利業(yè)務(wù)應(yīng)用可根據(jù)實際需求開展數(shù)據(jù)的加工和應(yīng)用。6.1.3.2數(shù)據(jù)治理應(yīng)對匯集后的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一清洗和管理，提升數(shù)據(jù)的規(guī)范性、一致性、可用性，避免數(shù)據(jù)冗余和沖突。應(yīng)包括數(shù)據(jù)模型管理、數(shù)據(jù)血緣關(guān)系建立、數(shù)據(jù)清洗融合、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)開發(fā)管理、元數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容。6.1.3.3數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)充分運用統(tǒng)計學(xué)、機器學(xué)習(xí)、模式識別等方法從數(shù)據(jù)資源中發(fā)現(xiàn)物理流域全要素之間存在的關(guān)系、水利治理管理活動全過程的規(guī)律，通過圖形、圖像、地圖、動畫等方式展現(xiàn)，包括描述性、診斷性、預(yù)測性和因果性分析等。6.1.3.4數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)依托已有國家和水利行業(yè)的數(shù)據(jù)共享交換平臺，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)在各級水行政主管部門之間的上報、下發(fā)與同步，以及與其他行業(yè)之間的共享。包括地圖服務(wù)、數(shù)據(jù)資源目錄服務(wù)、數(shù)據(jù)共享服務(wù)和數(shù)據(jù)管控服務(wù)等。6.2模型平臺應(yīng)按照“標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、云服務(wù)”的要求，制定模型平臺開發(fā)、模型調(diào)用、共享和接口等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保障各類模型的通用化封裝及模型接口的標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)以微服務(wù)方式提供統(tǒng)一調(diào)用服務(wù)，供各級單位進(jìn)行調(diào)用。6.2.1水利專業(yè)模型6.2.1.1水利專業(yè)模型包括機理分析模型、數(shù)理統(tǒng)計模型、混合模型等三類。機理分析模型是基于水循環(huán)自然規(guī)律，用數(shù)學(xué)語言和方法描述物理流域的要素變化、活動規(guī)律和相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；數(shù)理統(tǒng)計模型是基于數(shù)理統(tǒng)計方法，從海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)物理流域要素之間的關(guān)系并進(jìn)行分析預(yù)測的數(shù)學(xué)模型；混合模型是將機理分析與數(shù)理統(tǒng)計進(jìn)行相互嵌入、系統(tǒng)融合的數(shù)學(xué)模型。6.2.1.2按照具體的應(yīng)用場景，水利專業(yè)模型主要有水文模型、水資源模型、水生態(tài)環(huán)境模型、水力學(xué)模型、泥沙動力學(xué)模型、水土保持模型、水利工程安全模型等。6.2.1.3水利專業(yè)模型組件開發(fā)應(yīng)按照計算過程劃分成多個模塊，每個模塊能獨立進(jìn)行運算，運用微服務(wù)、面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）等技術(shù)進(jìn)行封裝。6.2.2智能識別模型6.2.2.1應(yīng)將人工智能與水利特定業(yè)務(wù)場景相結(jié)合，實現(xiàn)對水利對象特征的自動識別，進(jìn)一步提升水利感知能力。6.2.2.2應(yīng)利用人工智能方法從遙感、視頻、音頻等數(shù)據(jù)中自動識別水利對象特征，包括遙感識別、視頻識別、語音識別等。6.2.3可視化模型可視化模型包括自然背景、流場動態(tài)、水利工程、水利機電設(shè)備等，通過對各類模型進(jìn)行可視化構(gòu)建，面向具體的業(yè)務(wù)應(yīng)用真實展現(xiàn)物理流域中各種水利業(yè)務(wù)場景。自然背景包括河流、湖泊、侵蝕溝、地下湖、地下河、植被、建筑、道路等；流場動態(tài)包括水流、泥沙運動、潮汐、臺風(fēng)等；水利工程包括水庫、水閘、堤防、水電站、泵站、灌區(qū)、調(diào)水、淤地壩等；水利機電設(shè)備包括水泵、啟閉機、閘門等，主要技術(shù)指標(biāo)要求參見《數(shù)字孿生流域可視化模型規(guī)范（試行）》。6.2.4模擬仿真引擎應(yīng)以數(shù)據(jù)底板為基礎(chǔ)，以VR、AR、MR和HR為支撐，實現(xiàn)數(shù)字孿生流域與物理流域同步仿真運行，包括模型管理、場景配置、模擬仿真等功能。6.3知識平臺應(yīng)充分應(yīng)用知識圖譜和機器學(xué)習(xí)等技術(shù)實現(xiàn)對水利對象關(guān)聯(lián)關(guān)系和水利規(guī)律等知識的抽取、管理和組合應(yīng)用，為數(shù)字孿生流域提供智能內(nèi)核，支撐正向智能推理和反向溯因分析。知識平臺應(yīng)關(guān)聯(lián)到可視化模型和模擬仿真引擎，實現(xiàn)各類知識和推理結(jié)果的可視化。6.3.1水利知識6.3.1.1水利知識為決策分析提供描述原理、規(guī)律、規(guī)則、經(jīng)驗、技能、方法等支撐信息，包括水利對象關(guān)聯(lián)關(guān)系、業(yè)務(wù)規(guī)則、歷史場景、專家經(jīng)驗和預(yù)報調(diào)度方案等。6.3.1.2水利對象關(guān)聯(lián)關(guān)系用于描述物理流域中的江河湖泊、水利工程和水利對象治理管理活動等實體、概念及其關(guān)系，是其他水利知識融合的基礎(chǔ)，對數(shù)據(jù)資源進(jìn)行抽取、對齊、融合等處理，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化分類和關(guān)聯(lián)，便于水利知識的快速檢索和定位。6.3.1.3業(yè)務(wù)規(guī)則用于描述一系列可組合應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化規(guī)則集。將相關(guān)法律法規(guī)、規(guī)章制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理辦法、規(guī)范規(guī)程等文檔內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，通過對業(yè)務(wù)規(guī)則的抽取、表示和管理，支撐新業(yè)務(wù)場景的規(guī)則適配，規(guī)范和約束水利業(yè)務(wù)管理行為。6.3.1.4歷史場景用于描述歷史事件發(fā)展過程及時空特征屬性的相關(guān)事實。通過對數(shù)據(jù)表格或文本記錄的歷史場景數(shù)據(jù)進(jìn)行典型時空屬性及特征指標(biāo)的抽取、融合、挖掘和結(jié)構(gòu)化存儲，支撐歷史場景發(fā)生的關(guān)鍵過程及主要應(yīng)對措施的復(fù)盤，對歷史場景下的調(diào)度執(zhí)行方案數(shù)字化和暴雨洪水特征等進(jìn)行挖掘，為相似事件的精準(zhǔn)決策提供知識化依據(jù)。6.3.1.5預(yù)報調(diào)度方案用于存儲特定場景下的預(yù)報調(diào)度方案相關(guān)知識。根據(jù)物理流域特點、水利工程設(shè)計參數(shù)、影響區(qū)域范圍等，結(jié)合氣象預(yù)報、水文預(yù)報、水文監(jiān)測、工程安全監(jiān)測等信息，基于對歷史典型洪水預(yù)報、水利工程調(diào)度過程記錄或以文本形式存儲的預(yù)報調(diào)度預(yù)案進(jìn)行知識抽取、融合等處理，形成特定場景下預(yù)報模型運行設(shè)置和水利工程調(diào)度方案等知識，支撐預(yù)報調(diào)度方案的智能決策。6.3.1.6專家經(jīng)驗用于描述特定業(yè)務(wù)場景決策時的專家經(jīng)驗。通過文字、公式、圖形圖像等形式固化專家經(jīng)驗，進(jìn)行抽取、融合、挖掘和結(jié)構(gòu)化處理等，支撐專家經(jīng)驗的有效復(fù)用和持續(xù)積累。6.3.2水利知識引擎水利知識引擎是組織知識、進(jìn)行推理的技術(shù)工具，應(yīng)實現(xiàn)水利知識表示、抽取、融合、推理和存儲等功能，形成支撐研判、決策的信息。知識表示利用人機協(xié)同的方式構(gòu)建水利領(lǐng)域基礎(chǔ)本體和業(yè)務(wù)本體，實現(xiàn)陳述性和過程性知識表示；知識抽取采用統(tǒng)計模型和監(jiān)督學(xué)習(xí)等方法，結(jié)合場景配置需求和數(shù)據(jù)供給條件，構(gòu)建實體—關(guān)系三元組知識，并抽取各類水利對象實體的屬性，對水利領(lǐng)域?qū)嶓w類別及相互關(guān)系、領(lǐng)域活動和規(guī)律進(jìn)行全方位描述；知識融合針對多源知識的同一性與異構(gòu)性，構(gòu)建實體連接、屬性映射、關(guān)系映射等融合能力；知識推理通過監(jiān)督學(xué)習(xí)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)和強化學(xué)習(xí)等算法，構(gòu)建水利推理性知識；知識存儲采用圖計算引擎管理和驅(qū)動水利知識，實現(xiàn)超大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲。7安全體系7.1網(wǎng)絡(luò)安全7.1.1應(yīng)根據(jù)GB/T22239、GB/T22240、SL/T803等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確定系統(tǒng)安全保護(hù)等級，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)安全組織管理體系、安全技術(shù)體系、安全運營體系和監(jiān)督檢查體系，全面保障數(shù)字孿生流域建設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全。7.1.2應(yīng)落實網(wǎng)絡(luò)安全管理機構(gòu)和人員，建立網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任制，明確網(wǎng)絡(luò)安全管理機構(gòu)、落實安全責(zé)任。7.1.3應(yīng)建立供應(yīng)鏈安全管理制度，嚴(yán)格軟硬件供應(yīng)商、開發(fā)單位、設(shè)計單位、集成單位、運行維護(hù)單位和人員的管理；優(yōu)先采購安全可靠的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)，采購網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)可能影響國家安全的，應(yīng)按照國家網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)定進(jìn)行安全審查。7.1.4應(yīng)按照網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)相應(yīng)等級要求開展安全物理環(huán)境、安全通信網(wǎng)絡(luò)、安全區(qū)域邊界和安全計算環(huán)境建設(shè)。存在工控系統(tǒng)、云計算環(huán)境、移動互聯(lián)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的，應(yīng)在以上基礎(chǔ)上分別落實工控系統(tǒng)、云與虛擬化、移動互聯(lián)和物聯(lián)網(wǎng)擴展安全要求。7.1.5應(yīng)通過安全數(shù)據(jù)采集、多源數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析、威脅情報聯(lián)動等手段，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)識別網(wǎng)絡(luò)威脅和內(nèi)部脆弱性，強化網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知和監(jiān)測預(yù)警能力。7.1.6應(yīng)對通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全分區(qū)，應(yīng)盡可能將業(yè)務(wù)系統(tǒng)完整地置于一個安全分區(qū)內(nèi)。當(dāng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)有跨安全分區(qū)通信要求時，應(yīng)通過安全隔離設(shè)施通信。7.1.7應(yīng)強化網(wǎng)絡(luò)安全管理，定期對系統(tǒng)進(jìn)行管理和技術(shù)的安全檢測評估，掌握風(fēng)險漏洞情況，及時處置。應(yīng)定期開展網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)安全事件應(yīng)急演練，并主動配合公安機關(guān)、網(wǎng)信管理部門、上級單位等組織開展的網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)督檢查。7.2數(shù)據(jù)安全7.2.1應(yīng)開展數(shù)據(jù)分類分級，按照滿足科學(xué)性、穩(wěn)定性、實用性和擴展性原則，識別和建立一般、重要、核心數(shù)據(jù)清單，嚴(yán)格權(quán)限控制。應(yīng)開展數(shù)據(jù)分類分級，識別和建立一般、重要、核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)清單，嚴(yán)格權(quán)限資源控制，及時動態(tài)更新重要數(shù)據(jù)目錄。7.2.2應(yīng)采用身份鑒別、訪問控制、安全傳輸、操作抗抵賴、過程追溯等技術(shù)確保數(shù)據(jù)交換共享過程安全。應(yīng)規(guī)定數(shù)據(jù)最小化訪問原則，不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的數(shù)據(jù)共享應(yīng)采用網(wǎng)閘，應(yīng)嚴(yán)格重要數(shù)據(jù)的訪問范圍，采用數(shù)據(jù)庫審計對數(shù)據(jù)庫操作行為進(jìn)行記錄分析研判和溯源。7.2.3應(yīng)開展數(shù)據(jù)安全風(fēng)險監(jiān)控，全面監(jiān)控數(shù)據(jù)采集、存儲、使用、加工、傳輸、提供等全生命周期安全。應(yīng)充分利用密碼技術(shù)等手段，確保重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的靜態(tài)存儲安全和動態(tài)傳輸安全，不被非法訪問、竊取、刪除、修改等。7.2.4數(shù)據(jù)采集應(yīng)遵循確保安全原則，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分級標(biāo)識，并對不同類型和級別的數(shù)據(jù)實施相應(yīng)的安全管理策略和技術(shù)保障措施。對數(shù)據(jù)采集環(huán)境、設(shè)施和技術(shù)采取必要的安全管控措施。7.2.5數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)采用符合GM/T0054-2018等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的密碼技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸