SLT 837-2025 数字孪生水利数据底板地理空间数据规范标准立项发展报告

数字孪生水利数据底板地理空间数据规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SpecificationforGeospatialDataofDigitalTwinWaterConservancyDataFoundation摘要关键词：数字孪生；水利数据底板；地理空间数据；标准化；SL/T837-2025；智慧水利Keywords:DigitalTwin;WaterConservancyDataFoundation;GeospatialData;Standardization;SL/T837-2025;SmartWaterConservancy1引言1.1研究背景数字孪生水利数据底板是数字孪生水利建设的空间数据基础，承担着对物理流域全要素进行数字化映射、对水利工程全生命周期进行时空表达的重要任务。其中，地理空间数据作为数据底板框架中的核心组成部分，涵盖基础地理数据、水利对象空间数据、遥感影像数据、倾斜摄影模型、激光点云、水下地形等多种数据类型。然而，由于缺乏统一的数据标准，各地各单位在数据采集、处理、存储、服务和应用等环节各自为政，导致数据格式不一致、坐标系统不统一、语义表达存在歧义、质量参差不齐等问题日益突出，严重制约了数据资源的共建共享和业务的协同联动，亟需制定专门的标准加以规范引导。1.2编制依据与任务来源本标准的编制严格遵循《中华人民共和国标准化法》和《水利标准化工作管理办法》的相关规定，依据水利部标准化工作的总体部署，由水利部信息中心牵头，联合相关科研院所、高等院校和企事业单位共同起草。标准编制过程中，充分参考了以下政策文件和技术依据：-《数字孪生流域建设技术大纲》（水利部，2021年）-《数字孪生水利工程建设技术导则》（水利部，2022年）-《智慧水利总体方案》（水利部，2021年）-GB/T13923《基础地理信息要素分类与代码》-GB/T24356《测绘成果质量检查与验收》-CH/T9015《三维地理信息模型数据产品规范》-SL/T213《水利信息化常用术语》-其他相关国家标准、行业标准及技术规范1.3编制原则标准编制过程中始终坚持以下基本原则：（1）科学性与实用性相结合。在充分借鉴国内外数字孪生技术标准成果的基础上，紧密结合我国水利行业实际需求和管理特点，确保标准既具有技术前瞻性，又具备现实可操作性。（2）继承性与创新性相统一。充分继承现有水利信息化标准的合理内核，兼容已有数据资源和技术体系，同时针对数字孪生水利建设的新需求、新技术、新业态进行创新性规定。（3）系统性与协调性一致。统筹考虑数据底板框架中各类地理空间数据之间的内在关联和逻辑层级，注重与相关国家标准、行业标准的衔接配套，避免冲突矛盾。2国内外标准现状分析2.1国际标准现状在国际层面，数字孪生相关标准化工作正在快速推进。国际标准化组织（ISO）已成立数字孪生技术委员会（ISO/TC184/SC4），开展数字孪生概念、参考架构等方面标准的研制工作。国际电工委员会（IEC）也在智慧水利相关领域开展了标准化探索。在地理信息领域，国际标准化组织地理信息技术委员会（ISO/TC211）制定发布了ISO19100系列标准，涵盖地理信息数据模型、空间参照、数据质量、空间信息共享等方面的国际标准，为各国地理信息标准化工作提供了重要参考。然而，目前国际上尚缺乏专门针对水利行业数字孪生场景下地理空间数据的技术标准，已有成果主要集中在通用地理信息领域，未能充分体现水利行业对地理空间数据的特殊需求，如流域级大范围多尺度数据组织、河湖水下地形表达、水利工程三维精细化建模等。2.2国内标准现状在国内，国家和行业层面已发布了一系列涉及地理空间数据的标准规范，主要包括：|标准编号|标准名称|主要技术内容||---------|---------|------------||GB/T13923|基础地理信息要素分类与代码|规定了基础地理信息要素的分类体系、编码方法||GB/T24356|测绘成果质量检查与验收|规定了测绘成果的质量检查与验收要求||GB/T30320|地理空间数据库访问接口|规定了地理空间数据库的访问接口要求||CH/T9015|三维地理信息模型数据产品规范|规定了三维地理信息模型数据产品的分级、制作、质量要求||SL197|水利水电工程水文计算规范|涉及水文相关空间数据的整编与计算要求|上述标准在各自应用领域发挥了重要作用。但调研分析表明，现有标准尚存在以下不足：一是缺乏针对数字孪生水利数据底板整体框架下地理空间数据系统性规定的专用标准；二是现有标准的数据模型和组织方式难以适应数字孪生场景下多源异构数据高效融合管理和动态更新需求；三是数据服务质量、安全共享等方面的规定有待进一步细化和加强。2.3标准立项的必要性与紧迫性综上可见，亟需制定具有水利行业特色的数字孪生水利数据底板地理空间数据专项标准，以解决当前标准缺失、供给不足的问题，为数字孪生水利建设提供有力的标准化支撑。该标准的制定已被列为水利标准化工作重点任务，对于保障全国数字孪生水利建设的规范有序推进、促进水利数据资源的深度整合与共享应用具有重要的现实意义和深远的战略影响。3标准主要技术内容3.1标准适用范围本标准规定了数字孪生水利数据底板中地理空间数据的分类、编码、坐标系与时间基准、数据处理、数据质量、数据服务与更新维护等方面的技术要求。适用于各级水利部门及相关企事业单位在数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程建设中地理空间数据的获取、处理、建库、更新、共享和应用服务等工作。也可供其他涉水领域地理空间数据的建设与应用参考使用。3.2规范性引用文件标准规范性引用了以下重要文件：-GB/T13923基础地理信息要素分类与代码-GB/T24356测绘成果质量检查与验收-GB/T30170地理信息基于坐标的空间参考-CH/T9015三维地理信息模型数据产品规范-SL/T213水利信息化常用术语-水利部《数字孪生流域建设技术大纲》及相关技术文件3.3术语和定义标准明确了以下关键术语，为本领域工作提供了统一的技术语言：数字孪生水利数据底板：以地理空间数据为基础，融合水利对象属性信息、监测信息、业务管理信息等多源数据，通过数字化方式对物理水利对象及其相互关系进行统一表达和组织的时空数据基础设施。地理空间数据：指具有地理空间位置信息的各类数据，包括基础地理数据、水利专题空间数据、遥感影像数据、倾斜摄影模型、激光点云数据、水下地形数据等。数据底板框架：指数字孪生水利数据底板的整体逻辑架构，划分为基础地理数据层、水利对象空间数据层、三维场景数据层和动态监测数据层四个逻辑层次，各层次之间通过统一的空间基准和数据编码实现有机衔接。3.4数据分类与编码标准按照"基础地理-水利专题-三维场景"的层次体系，将数据底板地理空间数据划分为大类、中类和小类三个层级。其中大类包括：-基础地理数据（含测量控制点、水系、居民地、交通、地貌、植被等）-水利对象空间数据（含水利工程、河湖岸线、水文监测站网、蓄滞洪区、山洪灾害防治区等）-三维场景数据（含倾斜摄影模型、建筑信息模型（BIM）、激光点云、数字高程模型（DEM）/数字表面模型（DSM）等）-遥感影像数据（含光学影像、合成孔径雷达（SAR）影像、热红外影像等）-水下地形数据（含河床高程点、水下数字高程模型、断面数据等）每个大类细分为多个中类和小类，并采用层次码编码法进行统一编码。编码结构为"大类码（1位）+中类码（2位）+小类码（3位）"共6位数字码，确保编码体系的逻辑清晰性和唯一性。编码示例如下：|数据类别|编码|说明||---------|------|------||水利工程-堤防工程|201010|第1位"2"代表水利对象空间数据||基础地理-水系-河流|102001|第1位"1"代表基础地理数据||三维场景-倾斜摄影模型|301001|第1位"3"代表三维场景数据||水下地形-河床高程点|401001|第1位"4"代表水下地形数据|3.5坐标系与时间基准标准明确规定数据底板地理空间数据在水平方向采用2000国家大地坐标系（CGCS2000），在高程方向采用1985国家高程基准。对于已建成的采用其他坐标系的历史数据，标准要求通过坐标转换参数转换为CGCS2000，以保证数据底板数据在空间基准上的统一性。时间基准采用中华人民共和国法定时间标准，使用北京时间（UTC+8）。对于需要高精度时间同步的动态监测数据，时间精度要求精确到秒级。3.6数据处理与质量控制标准规定了数据底板地理空间数据处理的主要环节和技术要求，包括数据采集、数据编辑与加工、数据检查、数据入库和更新维护等方面。在数据质量方面，标准从完整性、逻辑一致性、空间准确度、时间准确度和属性准确度五个维度建立了多层次的数据质量评价指标体系。其中完整性指数据要素的遗漏率不得超过2%，逻辑一致性要求数据结构、属性取值和拓扑关系不得存在逻辑矛盾，空间准确度要求点位中误差不得超过相应比例尺成图精度要求的1.5倍，属性准确度要求属性项正确率达到95%以上，时间准确度要求特征数据的时效性满足更新周期规定要求。3.7数据服务与安全要求标准对数据服务的接口设计、服务方式和更新机制进行了统一规定。在服务接口方面，要求数据服务应支持OGC标准接口，包括网络地图服务（WMS）、网络要素服务（WFS）和网络覆盖服务（WCS），以保障跨平台、跨系统的互操作性。在数据更新方面，基础地理数据要求至少每两年全面更新一次，水利对象空间数据实行动态更新机制，三维场景数据根据工程建设和地形变化情况适时更新。此外，标准还明确了数据安全分级管理、共享服务和安全审查的相关要求。4标准主要创新点4.1构建了面向数字孪生水利场景的数据分层框架针对数字孪生水利对地理空间数据"全域感知、多尺度表达、动态更新"的特殊需求，创新性地提出了"基础地理—水利专题—三维场景—动态监测"四层数据组织架构，实现了静态基础数据与动态业务数据的有机融合和分层管理，这一框架兼顾了传统基础地理数据成果的继承和新型三维场景、实时监测数据的管理需求，填补了该领域标准化研究的空白。4.2制定了水利对象空间数据的统一编码规则首次在行业标准层面系统性地建立了水利对象空间数据的统一编码规则，涵盖了水利工程、河湖岸线、水文测站、蓄滞洪区等各类水利对象的空间数据编码方法，为跨层级、跨区域的水利数据共享和业务协同创造了有利条件。4.3提出了多源异构地理空间数据的一体化组织方法针对当前多源异构数据融合困难、协同应用效率不高的突出问题，提出了基于统一空间基准的多源异构数据一体化组织方法，明确了倾斜摄影模型、BIM、激光点云、水下地形、遥感影像等新型地理空间数据产品的数据组织、分层分级和精细化表达的技术要求，具有较强的技术先进性和工程实用性。4.4建立了面向服务的地理空间数据共享技术规范确立了以OGC标准服务接口为核心的地理空间数据共享服务规范，将数据更新维护要求与共享服务接口标准纳入统一的规范化框架，有效提升了数据底板在异构系统间的互操作水平。5标准实施预期效益分析5.1经济效益本标准的实施将有效降低水利行业地理空间数据重复采集和加工处理成本。通过统一标准规范，实现数据一次采集、多方共享、协同更新，预计可减少重复建设投资20%以上。同时，标准化数据产品的推广使用将显著提升水利工程规划设计、建设管理和运行调度的效率，降低工程建设全生命周期的信息化成本，形成可观的直接和间接经济效益。5.2社会效益标准的实施将促进水利行业信息资源的开放共享，推动跨部门、跨区域的水利数据互联互通，提升水利公共服务能力和水平。同时，统一的标准体系有利于培育和规范数字孪生水利产业发展市场秩序，提升我国水利信息化建设整体水平，为水利行业数字化转型提供有力支撑。5.3生态效益6标准实施的保障措施6.1组织保障机制标准实施需要各级水利主管部门的协同推进。建议水利部信息化工作领导小组统筹全国标准的实施工作，各流域管理机构和省级水行政主管部门建立相应的实施工作组，明确责任分工和推进计划。将标准实施情况纳入水利信息化建设考核评价体系，建立定期检查与通报机制。6.2技术培训与推广组织开展标准宣贯培训活动，面向各级水利部门、企事业单位的技术人员进行分层分类培训。培训内容应涵盖标准条文解读、技术要点分析、典型案例剖析和软件系统操作等。建立标准实施的咨询服务平台和技术支持体系，帮助各单位解决标准实施中遇到的技术问题。6.3配套工具与平台建设鼓励和引导相关软件企业开发符合本标准的空间数据管理系统、质量检查软件、坐标转换工具等配套软件产品。结合全国智慧水利建设，在国家级和流域级水利信息平台中率先实施本标准，打造示范应用样板，发挥引领带动作用。6.4标准实施评估与持续修订建立标准实施的监测评估机制，定期收集各单位标准实施情况和意见建议。根据数字孪生水利建设的技术进展和实际需要，适时启动标准的复审和修订工作，确保标准的科学性、先进性和适用性。同时，积极跟踪ISO等国际标准化组织在数字孪生领域的最新进展，推动我国水利数字孪生标准与国际接轨。7主要起草单位及职责7.1水利部信息中心（水利部水文水资源监测预报中心）水利部信息中心是本次标准编制的牵头单位，承担着水利行业信息化建设总体规划、标准制定和技术管理的核心职能。该中心是水利部直属事业单位，长期致力于全国水利信息化顶层设计、水利信息基础设施建设、水利数据资源管理和水利网络安全保障等工作，在水利信息化标准体系建设方面积累了丰富的理论研究成果和工程实践经验。近年来，水利部信息中心牵头完成了《智慧水利总体方案》《数字孪生流域建设