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        數(shù)字孿生工程數(shù)據(jù)底板建設(shè)與應(yīng)用
        ——以南四湖二級壩工程(試點)項目為例

        2023-11-17 05:38:34胡文才劉媛媛金炎輝
        中國水利 2023年20期
        關(guān)鍵詞:工程信息模型

        李 智,胡文才,劉媛媛,陳 勝,曲 偉,郝 苗,金炎輝

        (1.水利部淮河水利委員會沂沭泗水利管理局水文局(信息中心),221018,徐州;2.中國水利水電科學(xué)研究院,100038,北京;3.水利部數(shù)字孿生流域重點實驗室,100038,北京)

        根據(jù)水利部《“十四五”智慧水利建設(shè)規(guī)劃》《“十四五”期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實施方案》以及推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)工作會議部署,南四湖二級壩水利樞紐被列入水利部11 項先行先試數(shù)字孿生工程。數(shù)據(jù)底板要按照“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的要求,以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線,以數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑,匯集流域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、共享數(shù)據(jù)和地理空間數(shù)據(jù),利用大數(shù)據(jù)治理、挖掘等手段,實現(xiàn)多源多尺度數(shù)據(jù)的匯聚、治理、分析、管理和調(diào)用,為模型計算和知識推理提供大數(shù)據(jù)支撐,為智能業(yè)務(wù)應(yīng)用與展現(xiàn)提供數(shù)據(jù)和載體。

        南四湖水系位于山東和江蘇兩省交界,流域面積31 180 km2。南四湖是我國第六大淡水湖,湖腰最窄處(昭陽湖中部)的二級壩樞紐將南四湖分為上級湖和下級湖。二級壩樞紐不僅具有防洪、蓄水、灌溉功能,還兼具水產(chǎn)養(yǎng)殖、航運、旅游等功能,由水利部淮河水利委員會沂沭泗水利管理局(以下簡稱沂沭泗局)負(fù)責(zé)其相關(guān)建設(shè)。南四湖防洪工程主要包括湖西大堤、湖東堤、二級壩樞紐、韓莊樞紐、藺家壩樞紐及湖東滯洪區(qū)等。

        一、數(shù)據(jù)底板建設(shè)難點

        1.算據(jù)基礎(chǔ)薄弱

        沂沭泗局在水利感知方面比較欠缺,現(xiàn)有的水利感知信息系統(tǒng)為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)單獨建設(shè),缺乏統(tǒng)一的水利感知網(wǎng)?,F(xiàn)有監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)覆蓋面不夠,監(jiān)測要素不全,缺乏實時性;數(shù)據(jù)底板方面,缺少工程實體模型、傾斜攝影、重點工程BIM 模型等數(shù)據(jù),現(xiàn)有地理空間數(shù)據(jù)未能動態(tài)更新,難以建立數(shù)字化場景。

        2.數(shù)據(jù)共享困難

        沂沭泗局信息化系統(tǒng)依托不同項目和業(yè)務(wù)建設(shè),各系統(tǒng)完全獨立,信息采集和傳輸各自獨成體系,沒有建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接收、傳輸、存儲和應(yīng)用數(shù)據(jù)平臺,各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間沒有統(tǒng)一要求和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn),各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)間無法以聯(lián)動方式訪問,信息無法共享,從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享存在壁壘,數(shù)據(jù)資源未進(jìn)行整合。同時,沂沭泗局與其他流域管理機構(gòu)和地方水行政主管部門之間尚未建立共建共享機制,數(shù)據(jù)共享也存在很大難度。

        二、解決措施

        針對南四湖水系在數(shù)據(jù)底板方面存在的短板和不足,按照“整合資源、集約共享”的原則,沂沭泗局建立專業(yè)技術(shù)團隊,從完善南四湖信息化基礎(chǔ)設(shè)施出發(fā),整合各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù),加強與外單位合作共享,從數(shù)據(jù)類型、質(zhì)量、融合和分析計算等方面優(yōu)化完善南四湖數(shù)據(jù)底板。

        1.不斷完善算據(jù)

        數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底板建設(shè),要求以全要素的信息作為支撐。沂沭泗局在有限的資金條件下無法做到全要素信息采集,通過接入已有的水文水資源感知信息、業(yè)務(wù)管理信息、共享氣象信息、地理空間信息,再對感知體系進(jìn)行完善,建設(shè)2 處水文測站,改造3處視頻監(jiān)控點,完善3 處工程監(jiān)測設(shè)施,安裝3 套遠(yuǎn)程警示系統(tǒng);搭建二級壩一、二、三閘及溢流壩BIM模型,以及閘區(qū)傾斜攝影和南四湖湖區(qū)三維模型。不斷完善算據(jù),解決數(shù)字孿生南四湖數(shù)據(jù)底板的搭建問題。

        2.整合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

        針對沂沭泗局目前各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)存在的“信息孤島”問題,項目通過信息抓取、整合共享,打破曾經(jīng)的數(shù)據(jù)壁壘,將數(shù)據(jù)整合到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)底板,初步構(gòu)建相對完善的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程。通過南四湖數(shù)據(jù)底板匯聚、治理各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接收、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一管理、分開應(yīng)用,系統(tǒng)間高效快速聯(lián)動,支撐模型和知識平臺運行,服務(wù)上層應(yīng)用。

        3.實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

        沂沭泗局內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間,通過數(shù)據(jù)底板的信息整合,調(diào)用其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù),解決內(nèi)部業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不連通不共享的問題。根據(jù)水利部數(shù)字孿生共建共享相關(guān)要求,將沂沭泗局?jǐn)?shù)字孿生建設(shè)形成的有關(guān)數(shù)據(jù)信息通過共享平臺上傳給淮委本級、相關(guān)水利部門和其他單位。沂沭泗局也可以通過共享平臺調(diào)用水利部L1 級和流域L2 級數(shù)據(jù)底板,并提供L3 級工程仿真模型以及工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、雨水情監(jiān)測數(shù)據(jù)、安全監(jiān)測數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)等共享服務(wù),通過共享服務(wù)接口、地址及離線數(shù)據(jù)上傳等方式,供水利部、淮委的數(shù)字孿生平臺進(jìn)行調(diào)用展示。

        三、數(shù)據(jù)底板框架及主要建設(shè)內(nèi)容

        根據(jù)水利部數(shù)字孿生流域建設(shè)相關(guān)規(guī)范,結(jié)合流域特點,構(gòu)建南四湖流域數(shù)據(jù)底板。將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)匯聚接入業(yè)務(wù)信息資源庫的全量數(shù)據(jù)區(qū)。系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)模型設(shè)計成果,對全量數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理、融合去重處理等,將數(shù)據(jù)抽取到核心數(shù)據(jù)層,以滿足流域防洪業(yè)務(wù)應(yīng)用要求。最后將核心數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)布,以地圖服務(wù)和數(shù)據(jù)接口形式對外提供數(shù)據(jù)共享,支撐“四預(yù)”平臺、模型平臺和知識平臺的數(shù)據(jù)應(yīng)用,詳細(xì)內(nèi)容見圖1。

        圖1 數(shù)據(jù)底板框架

        1.數(shù)據(jù)匯聚

        (1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

        基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括二級壩所在的南四湖水系范圍內(nèi)流域、河流、湖泊、水庫、堤防、水閘等各類水利對象的主要屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)。比如,水庫的主要指標(biāo)包括位置、規(guī)模、庫容、水庫類型、工程建設(shè)情況、運行狀況、工程等別、工程規(guī)模、開工時間、建成時間等;水閘的主要指標(biāo)包括位置、規(guī)模、過閘流量、水閘用途、水閘類型、工程建設(shè)情況、閘孔數(shù)量、裝機功率、設(shè)計裝機總?cè)萘俊⑺l歸口管理部門等。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共計匯聚了28類數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量約為16 GB。

        (2)監(jiān)測數(shù)據(jù)

        監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括雨水情、視頻、工情等數(shù)據(jù)。雨水情數(shù)據(jù)包括實時雨情數(shù)據(jù)、河道的實時水情數(shù)據(jù)(水位、流量等)、水庫的實時水情數(shù)據(jù)(庫水位、蓄量、出庫流量等)等;視頻數(shù)據(jù)包括已經(jīng)建設(shè)的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù);工情監(jiān)測數(shù)據(jù)包括工程運行狀況數(shù)據(jù)、閘門開度等數(shù)據(jù)。監(jiān)測數(shù)據(jù)共匯聚了4 類數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量約為50 GB。

        (3)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

        業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要包括水行政執(zhí)法、流域防洪、風(fēng)險普查等數(shù)據(jù),共匯聚了20類數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量約為12 GB。

        (4)跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)

        跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)包括通過其他行業(yè)部門可以獲取共享的社會經(jīng)濟、行政區(qū)劃等相關(guān)數(shù)據(jù),共匯聚了12 類數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量約為13 GB。

        (5)地理空間數(shù)據(jù)

        地理空間數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)底板建設(shè)的重點,主要包括DOM、DEM、傾斜攝影模型、水下地形、BIM 等內(nèi)容。從數(shù)據(jù)精度和建設(shè)范圍劃分,可以分為L1、L2、L3 三級。共匯聚了19 類數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量約為1.3 TB。

        2.數(shù)據(jù)融合處理及質(zhì)量控制

        (1)統(tǒng)一時空基準(zhǔn)

        時間基準(zhǔn)以公歷紀(jì)元作為采用的日期、北京時間作為采用的時間。CGCS2000 和1985 年國家高程標(biāo)準(zhǔn)作為空間定位基礎(chǔ)。

        (2)統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式

        實現(xiàn)shp、mdb 等常用數(shù)據(jù)格式無損轉(zhuǎn)換,對不同來源、不同種類的時空數(shù)據(jù),需要統(tǒng)一格式標(biāo)準(zhǔn)。針對非常用格式的數(shù)據(jù)(如AutoCAD 的dxf(dwg)、MicroStation的dgn 等),需要通過轉(zhuǎn)換統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。

        (3)主題庫建設(shè)

        對數(shù)據(jù)底板的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲設(shè)計和管理。每一種數(shù)據(jù)源都有其特性和獨有使用場景,數(shù)據(jù)存儲需采用抽象技術(shù),松耦合集成不同特性,針對場景選擇最合適的存儲方式。根據(jù)數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)體量、使用方式等,將數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)存儲邏輯劃分為全量層數(shù)據(jù)庫、核心庫、主題庫。為了提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值,需要結(jié)合坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)脫敏等數(shù)據(jù)治理工具,基于可視化流程方式,對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚和治理,滿足數(shù)據(jù)發(fā)布和應(yīng)用支撐需求。

        ①全量層數(shù)據(jù)庫:數(shù)據(jù)主要來自于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫,對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不進(jìn)行任何處理,存儲在全量層數(shù)據(jù)庫中,以核心庫的水利對象分類模型目錄結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類存儲,為上層數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)調(diào)用入口。全量層數(shù)據(jù)庫采用HDFS存儲,主要存儲全量的內(nèi)部業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)抓取數(shù)據(jù)及其他外部數(shù)據(jù)。

        ②核心庫:主要存儲水利基礎(chǔ)對象數(shù)據(jù)、水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)數(shù)據(jù),在核心庫層需要進(jìn)行基礎(chǔ)對象建模及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)建模,全部數(shù)據(jù)會根據(jù)建立的關(guān)系模型進(jìn)行組織存儲。采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲及對象存儲,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫主要存儲水利基礎(chǔ)對象數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、監(jiān)測匯總數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù),對象存儲則用來存儲多媒體數(shù)據(jù)。

        ③主題庫:面向特定主題,在主題庫完成報表或者指標(biāo)的統(tǒng)計,采用HDFS 存儲,主要存儲由核心庫匯總統(tǒng)計后的主題分析數(shù)據(jù)。

        (4)數(shù)據(jù)脫敏

        數(shù)據(jù)脫敏工具可對平臺數(shù)據(jù)庫中的敏感信息進(jìn)行脫敏處理并提供追溯依據(jù),為數(shù)據(jù)共享、遷移、分發(fā)提供安全保護措施。

        (5)地圖服務(wù)發(fā)布

        將治理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行配圖和符號化,發(fā)布到服務(wù)器端,應(yīng)用系統(tǒng)可通過接口方式進(jìn)行調(diào)用。發(fā)布服務(wù)的類型包括OGC 服務(wù)(WMS、WMTS、WFS、WCS、WPS)、網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)等。

        (6)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

        數(shù)據(jù)底板數(shù)據(jù)審核分為三個階段:第一階段是對調(diào)研收集到的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行完整性檢查,該階段主要依靠人工目視審核;第二階段是按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對加工處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,以確保數(shù)據(jù)符合匯聚入庫標(biāo)準(zhǔn),該階段采用人工與工具相結(jié)合的方式,對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)檢;第三階段是基于數(shù)據(jù)模型設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),通過軟件自動審核方式對匯聚入庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)檢,只有質(zhì)檢通過的數(shù)據(jù)才能上線共享。

        3.數(shù)據(jù)模型設(shè)計

        數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)底板中具有承上啟下的作用,實體對象可能包含基本屬性信息和其他補充屬性信息等多種關(guān)聯(lián)表,實體與數(shù)據(jù)庫中的表是一對多的關(guān)系。以南四湖和二級壩樞紐工程為例進(jìn)行數(shù)據(jù)模型設(shè)計。該模型實例主要包含兩項內(nèi)容:實體屬性和實體關(guān)系。

        實體屬性包括:①二級壩水閘以水閘標(biāo)識為核心關(guān)聯(lián)水閘的基本信息、設(shè)計信息、歷史運行信息、電動機信息、啟閉機信息、閘門信息、變壓器信息和發(fā)電機信息等相關(guān)信息;②湖泊以湖泊標(biāo)識為核心關(guān)聯(lián)湖泊基本信息、特征值和歷史運行信息;③堤防以堤防標(biāo)識為核心關(guān)聯(lián)堤防的基本信息和安全鑒定信息;④測站以測站標(biāo)識為核心關(guān)聯(lián)測站的基本信息和監(jiān)測信息。

        實體關(guān)系包括:①二級壩樞紐與南四湖的位置關(guān)系;②二級壩樞紐與各水閘之間的包含關(guān)系;③南四湖與上級湖、下級湖的包含關(guān)系;④上級湖與下級湖的流入關(guān)系;⑤湖泊與河流之間的流入、流出關(guān)系;⑥堤防與湖泊之間的位置關(guān)系;⑦測站與水閘之間的監(jiān)測關(guān)系。

        4.管理平臺開發(fā)

        以南四湖二級壩水利數(shù)據(jù)資源需求作為切入點,在數(shù)據(jù)治理基礎(chǔ)上,搭建數(shù)據(jù)資源共享管理平臺,對數(shù)據(jù)的生命周期、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)、安全隱私、元數(shù)據(jù)等進(jìn)行全方位管理,最終實現(xiàn)“統(tǒng)一模型、一數(shù)一源、共建共享、授權(quán)使用”,避免數(shù)據(jù)冗余和重復(fù)。

        (1)數(shù)據(jù)概覽

        以全局概覽視角,聚焦二級壩數(shù)據(jù)資源整體情況,展示現(xiàn)有數(shù)據(jù)資產(chǎn),實現(xiàn)多方位、多角度的數(shù)據(jù)資源統(tǒng)計及管理。

        (2)數(shù)據(jù)目錄

        將脫密之后可對外公開的數(shù)據(jù)資源,以目錄的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理展示,基于水利數(shù)據(jù)分類設(shè)計不同目錄,可以查看目錄中數(shù)據(jù)的基本元信息和縮略圖,并可以根據(jù)數(shù)據(jù)來源對目錄展示成果進(jìn)行篩選。

        (3)服務(wù)目錄

        針對脫密之后可對外公開的數(shù)據(jù)服務(wù)信息,將服務(wù)目錄分為空間服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)兩大目錄,提供可按照名稱模糊檢索的功能,并針對檢索結(jié)果按照發(fā)布時間、訪問量和服務(wù)名稱進(jìn)行排序??臻g服務(wù)可以提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)和地理空間數(shù)據(jù)分類查看服務(wù);數(shù)據(jù)服務(wù)提供監(jiān)測數(shù)據(jù)查看服務(wù)。

        (4)數(shù)據(jù)清單

        實現(xiàn)實時展示平臺數(shù)據(jù)資源清單,包括數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)來源、收集日期、收集人、聯(lián)系人、數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)描述等信息,提供多樣化管理手段。本項工作最大的特點是在數(shù)據(jù)底板運維工作中能夠?qū)崿F(xiàn)疑問信息“溯源”。在數(shù)據(jù)使用過程中,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有異常,可以根據(jù)登記的信息找相關(guān)人員進(jìn)行核對,糾正錯誤信息。

        四、數(shù)據(jù)底板的主要應(yīng)用

        1.工程仿真

        以南四湖流域L1、L2、L3 級數(shù)據(jù)底板數(shù)據(jù)為支撐,融合了U3D 引擎,建成數(shù)字孿生南四湖二級壩工程仿真平臺。平臺場景可以展現(xiàn)實時氣象、水情、監(jiān)測等信息,動態(tài)展示南四湖流域相關(guān)信息和二級壩直管工程運行狀況。

        2.模型平臺

        數(shù)據(jù)底板為模型平臺提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)、地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)等,支撐各類水文模型、水動力學(xué)模型、調(diào)度模型、智能模型、滲流模型和知識平臺運行。

        3.知識平臺

        數(shù)據(jù)底板作為知識平臺的主要數(shù)據(jù)來源,為知識平臺提供治理后的數(shù)據(jù)成果和數(shù)據(jù)服務(wù),知識平臺基于自然語言處理引擎和知識圖譜技術(shù),提取水利知識數(shù)據(jù),建設(shè)知識圖譜庫、調(diào)度方案庫、歷史場景庫、業(yè)務(wù)規(guī)則庫和專家經(jīng)驗庫,支撐南四湖防洪“四預(yù)”業(yè)務(wù),為流域洪水預(yù)報、水閘優(yōu)化調(diào)度和安全運行管理提供知識驅(qū)動。

        4.防洪調(diào)度

        基于南四湖數(shù)據(jù)底板,運用水利專業(yè)模型,結(jié)合知識平臺知識驅(qū)動,建成具有“四預(yù)”功能的南四湖防洪調(diào)度系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括實況、預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演和預(yù)案五大功能。其中實況模塊以數(shù)據(jù)底板中的GIS 底圖為場景,展示南四湖流域降雨及水情信息。同時提供實時的衛(wèi)星云圖、雷達(dá)信息、臺風(fēng)及降雨預(yù)報氣象信息查詢服務(wù)。

        5.運行管理

        通過數(shù)據(jù)底板數(shù)據(jù)支撐,利用知識平臺中泄量糾偏知識驅(qū)動,調(diào)用模型平臺AI 智能識別模型、滲透模型,建設(shè)二級壩水閘綜合管理系統(tǒng)。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)總覽、調(diào)度仿真、工程管理、綜合應(yīng)用、指令管理、安全預(yù)警、直管工程七大功能。其中總覽模塊以GIS 地圖為底圖,左右兩邊分別展示了工程檢查次數(shù)及記錄、指令執(zhí)行、視頻監(jiān)控等內(nèi)容,可以整體查閱水閘運行狀況。

        五、主要特色

        1.數(shù)字孿生工程業(yè)務(wù)全覆蓋

        在數(shù)據(jù)底板建設(shè)之前,各類數(shù)據(jù)相對割裂,傳統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)治理、空間數(shù)據(jù)治理、IoT 數(shù)據(jù)治理、檔案類數(shù)據(jù)治理等“分而治之”,相互之間無法融合,形成了新的“數(shù)據(jù)孤島”。通過提升數(shù)據(jù)底板的一體化治理功能,對數(shù)字孿生工程各類數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合治理,可以實現(xiàn)對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一匯集、入湖、建模、質(zhì)檢、開發(fā)、服務(wù)等全生命周期過程的治理,實現(xiàn)數(shù)字孿生工程業(yè)務(wù)全覆蓋。

        2.以工程為核心構(gòu)建時空數(shù)據(jù)模型

        數(shù)據(jù)底板覆蓋了江河湖泊、水利工程、監(jiān)測站、基礎(chǔ)設(shè)施對象、其他管理對象等五大類對象,積累了流域、河流、水庫、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測站、水文測站、行政區(qū)劃、道路等40余種實體關(guān)系模型、實體基礎(chǔ)信息模型、實體業(yè)務(wù)過程模型及實體空間模型。在數(shù)據(jù)建模過程中,以工程為核心、支撐防洪“四預(yù)”和水資源“四預(yù)”等業(yè)務(wù)應(yīng)用為目的,建立業(yè)務(wù)全覆蓋的時空數(shù)據(jù)模型。

        3.匯集質(zhì)控一體化數(shù)據(jù)治理流程

        通過數(shù)據(jù)底板,實現(xiàn)多來源、多類型空間數(shù)據(jù)的自動化接入與處理、質(zhì)檢與入庫。數(shù)據(jù)底板內(nèi)置時空數(shù)據(jù)質(zhì)檢算子,包括數(shù)據(jù)有效性、完整性、唯一性、一致性、拓?fù)潢P(guān)系、拓?fù)湟?guī)范性、數(shù)據(jù)規(guī)范性、上圖規(guī)范性、圖屬一致性等檢查,支持?jǐn)?shù)據(jù)表級及字段級、文件級、數(shù)據(jù)模型級質(zhì)檢。

        六、結(jié)語

        數(shù)字孿生工程是實現(xiàn)智慧水利的主要任務(wù)之一,數(shù)據(jù)底板是數(shù)字孿生工程的必備支撐。通過數(shù)字孿生南四湖二級壩工程(試點)項目,構(gòu)建了包括數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)融合處理及質(zhì)控、數(shù)據(jù)模型設(shè)計、管理平臺等核心內(nèi)容的數(shù)據(jù)底板。建設(shè)成果具有數(shù)字孿生工程業(yè)務(wù)全覆蓋、以工程為核心的時空數(shù)據(jù)模型、匯集質(zhì)控一體化數(shù)據(jù)治理流程等特色。下一步將根據(jù)數(shù)字孿生南四湖二級壩先行先試建設(shè)總結(jié)技術(shù)成果和建設(shè)經(jīng)驗,逐步推進(jìn)沂沭泗數(shù)據(jù)底板建設(shè)工作,為沂沭泗水利高質(zhì)量發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

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