T-CI 1084-2025 水生态数字孪生一体化系统建设指南

CCSL73团体标准T/CI1084—2025水生态数字孪生一体化系统建设指南Guidelinefortheconstructionofintegrateddigitaltwinsystemforaquatic2025-07-03发布2025-07-03实施中国国际科技促进会发布出版Ⅰ前言 Ⅲ 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 5基本原则 6系统架构 7监测感知 8数据底座 9模拟仿真 10智能应用 11标准规范体系 12运行保障体系 参考文献 Ⅲ本文件按照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。本文件由中国环境科学研究院提出。本文件由中国国际科技促进会归口。本文件起草单位：中国环境科学研究院、中国联合网络通信有限公司智能城市研究院、中国水利水电第三工程局有限公司、北京国遥新天地信息技术股份有限公司、中节能国祯环保科技股份有限公司、河南瑞达信息技术有限公司、内蒙古自治区生态环境科学研究院、武汉新烽光电股份有限公司、北京泷涛环境修复有限公司、海天水务集团股份公司、太湖流域水文水资源监测中心（太湖流域水环境监测中心）。1T/CI1084—2025水生态数字孪生一体化系统建设指南本文件确立了水生态数字孪生一体化系统建设的基本原则，提供了系统架构、监测感知、数据底座、模拟仿真、智能应用、标准规范体系、运行保障体系等相关建议。本文件适用于指导各级生态环境管理部门围绕区域、流域水生态环境数字化监管，开展水生态数字孪生一体化系统规划及建设。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/T21052信息安全技术信息系统物理安全技术要求GB/T22239—2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T35273信息安全技术个人信息安全规范HJ718环境信息共享互联互通平台总体框架技术规范HJ719环境信息系统数据库访问接口规范HJ729环境信息系统安全技术规范HJ1295水生态监测技术指南河流水生生物监测与评价（试行）HJ1296水生态监测技术指南湖泊和水库水生生物监测与评价（试行）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。数字孪生digitaltwin具有保证物理状态和虚拟状态之间以适当速率和精度同步的数据连接的特定目标实体的数字化表达。水生态数字孪生digitaltwinofaquaticecosystems以流域、区域为数字单元、水生态环境数据为基础、水生态过程为驱动，针对水体（河流、湖库）的真实地理环境、水生态全要素和水环境演变过程实现数字虚拟场景构建、过程仿真、预测模拟，支撑区域水生态（物理实体）监管与治理对策制定。水生态数字孪生一体化系统theintegrateddigitaltwinsystemforaquaticecosystems以水生态环境数字化、可视化、智慧化监管为目标，基于生态环境监测网络，采用物联网、大数据、人工智能、数字孪生等技术，构建面向流域水生态环境管理、可近实时孪生水生态物理场景，具备水环境过2T/CI1084—2025程与趋势模拟、多维环境要素响应模拟等应用功能的立体化、沉浸式平台系统，服务于河流、湖库水生态环境智能管理与智慧决策。4缩略语下列缩略语适用于本文件。ARIMA：自回归移动平均模型（autoregressiveintegratedmovingaveragemodel）BMWP：生物监测工作组记分（biologicalmonitoringworkingparty）BPI：生物学污染指数（biologicalpollutionindex）DEM：数字高程（digitalelevationmodel）GBDT：梯度提升决策树（gradientboostingdecisiontree）IBI：生物完整性指数（indexofbiologicalintegrity）LSTM：长短期记忆网络（longshort-termmemory）5基本原则5.1需求引导原则面向各级水生态环境监管业务需求，将数字孪生技术与水生态环境监管业务深度融合，优化智能业务流，推进水生态环境数字监管与水生态环境质量提升、水环境风险防范、水生态系统调控有机结合。各地水生态环境管理部门、科研机构等可根据实际监管业务流程和需求，因地制宜、差异化定制系统架构及功能，可根据实际管理需求有针对性地扩展数据和应用，支撑区域、流域水生态环境科学化、智慧化、精准化管理决策。5.2统筹规划原则基于已建的（水）生态环境业务平台、监测网络与数据库，综合考虑各地数据储备量、条件成熟度、需求紧迫性，统筹规划水生态环境监测感知网络、孪生数据底座、水生态环境模拟仿真技术体系、智能业务应用体系、标准规范体系、运行保障体系建设，明确水生态数字孪生一体化系统架构与建设内容，分阶段、分步骤有序推进。5.3立体协同原则支持运用天空地立体监测感知网络与技术，包括卫星遥感、航空遥测、地面传感器自动监测、视频监控等，不断进行数据更新和功能迭代，保持与流域/区域实体状况的协同一致、近实时孪生。遵守数据标准规范体系，加强平台与其他系统的数据交互与协同联动，支持形成各级环境管理部门协调统一的业务应用系统。3T/CI1084—20255.4集成共享原则充分利用现有的水生态、水环境大数据和智能化建设成果，集成水生态环境数据、水文水动力模型、水环境过程模拟模型、水生态评估诊断模型、多维协同响应分析模型等，建立数据及技术成果汇集共享和应用服务机制，实现各类资源集约利用和互联互通。综合考虑现有信息采集、网络通信、硬件设备、软件工具、网络安全等基础设施条件，避免重复建设。5.5科学规范原则遵循科学规范、技术先进的数据联通、存储管理及集成应用策略，保障系统的兼容性与迭代优化可操作性；建立覆盖数据、网络、功能的系统安全保障机制，保障系统的安全与可靠性；建立规范的系统运行维护和管理机制，保障系统稳定运行，延长系统生命周期。6系统架构6.1总体架构标准规范体系水生态数字孪生一体化系统架构包括监测感知层、数据底座层、模拟仿真层、智能应用层、标准规范体系、运行保障体系。具体系统架构见图1。标准规范体系区域环境要素孪生水生态趋势预测模拟多维过程孪生与响应分析水生态环境数据分析与查询水生态环境过程模拟智能监管与决策决策支持区域环境要素孪生水生态趋势预测模拟多维过程孪生与响应分析水生态环境数据分析与查询水生态环境过程模拟智能监管与决策决策支持用户交互用户交互系统管理系统管理水生态数字孪生数据管理系统水生态数字孪生数据管理系统智能应用层运行保障体系模拟仿真层数字模拟模型数据交互可视化三维地图可视化数据交互可视化三维地图可视化数字孪生仿真地图处理服务水质预测预警模型污染物扩散模拟模型多维协同响应分析模型水生态评估诊断模型水华预测模拟模型视频智能识别模型高级分析服务访问共享服务系统集成扩展其他模型其他模型(污染溯源分析、通量核算模拟……)数据采集基础关联融合挖掘分析数据清洗数据过滤数据采集基础关联融合挖掘分析数据清洗数据过滤数据校正数据底座层视频监控水文气象其他数据水生态排污口视频监控水文气象其他数据水生态排污口污染源地理监测感知层水环境监测设备气象观测设备遥感卫星水文监测设备视频监控设备其他感知设备入河排污口监测设备污染源厂界排放监测设备入河排污口监测设备快速检测设备环境监测网生态系统人类活动生态系统人类活动水生态人工调查外部系统接口图1水生态数字孪生一体化系统架构图4T/CI1084—20256.2系统组成6.2.1监测感知层监测感知层主要包括布设的各类生态环境监测设备和传感器，以及外部数据交互系统、人工监测与调查辅助数据。监测感知对象包括水环境质量、水文条件、水生态状况、气象条件、基础环境等。6.2.2数据底座层数据底座层汇聚各类监测感知数据，对多源异构数据进行规范统一的采集、处理、分析、存储，形成水生态孪生数据库，为模型模拟与功能应用实现提供稳定可靠的数据驱动。6.2.3模拟仿真层模拟仿真层是系统的智慧核心，包括水环境预测预警模型、水生态评估诊断模型、污染物扩散模型、水华预测模拟模型、视频智能识别模型、数字孪生引擎、三维地图引擎等，为系统的各类应用功能提供智能计算与可视化服务。6.2.4智能应用层智能应用层是系统面向用户的业务功能交互区，可包括区域环境要素孪生、水生态环境数据查询分析、水生态环境过程模拟、水生态趋势预测、多维孪生与响应、智能监管与决策等应用功能，最终实现水生态环境管理与智慧决策。6.2.5标准规范体系标准规范体系包括数据接口、数据联通、设备接入与集成规范等。6.2.6运行保障体系运行保障体系包括系统运行服务器环境、网络环境、软件环境、安全体系、监控管理等。7监测感知7.1构建原则（RS、GIS和GPS）、第五代移动通信技术（5G）等技术，汇集联通条件、自然地貌、人类活动压力等要素的实时动态监控。也可辅以人工采样监测，补充数据覆盖内容。7.1.2监测网络布设宜在区域已有监测条件的基础上，保障监测点位密度与频次，为数字孪生一体化系统数据底座提供全要素实时感知数据。7.1.3监测设备宜选用国产化监测设备，具备自动测报、断电存储、故障报警、多路通信等功能，支持一体化系统对监测设备进行远程监控与运维管理。7.2监测感知对象宜对重点河流、湖库水体构建以自动监测为主、手工监测为辅的水环境监测体系，监测项包括且不限5T/CI1084—2025质指标。7.2.2水生生物及生境宜在重点河流、湖泊、水库进行水生态监测，监测项包括浮游植物、浮游动物、底栖生物、鱼类等水生生物的种类、数量、分布情况及水生境状况，也可获取水下生物活动、水下环境等相关监测数据，如水下声音的频谱、强度等。可根据具体条件确定调查频次获取监测数据。可通过布设水位计、流量计等监测设备，对重点河流的流速、流量以及湖库水位、蓄水量变化等进行实时监测，也可根据具体条件，按照月度、季度、年度等不同频次进行手工监测获取数据。可结合已有的气象观测站点，对重点区域进行气象观测，观测项包括气温、湿度、风速、风向、降雨量等，用于孪生系统反演气候条件对水生态环境的影响。7.2.5人类活动宜对污染源厂界、入河排污口、农灌区排口、水产养殖排水口等水质、水量、水温等情况进行自动监测及人工采样监测，获取人类活动对水生态环境的压力数据。可通过公开统计数据获取区域经济、人口等数据，用于了解区域社会发展情况。7.2.6流域环境利用遥感技术监测获取区域影像数据，包括地形地貌、水体边界、水华分布、植被分布、土地类型等信息，可通过航天遥感或航空遥感等方式获取尽量高频次更新的遥感数据，为流域真实物理环境孪生与状态更新创造有利条件。7.2.6.2视频监测可在重点河段、湖库、保护区、自动监测站、入河排污口等关键点位安装高清摄像头，实时采集水面及周边环境状况信息，也可对重要水体开展水下环境实时监测，便于对地理场景变化、水生生物活动、水质变化等情况进行辅助监控和更新。8数据底座8.1数据资源获取基于水生态环境监测感知网络实时获取自动监测数据与手工监测数据。同时，对接生态环境、水利、自然资源、发改、住建、气象、农业农村等相关部门，有效利用相关部门已有信息化平台与数据接口，扩展数据资源覆盖类型。6T/CI1084—20258.2数据库设计可根据区域/流域数据量及孪生功能服务需求，选择适宜的数据库类型和架构，如关系型数据库、时序数据库等，建立稳定可靠的数据库，从而满足系统的数据存储和管理需求，确保水生态数字孪生一体化系统中的数据库稳定可靠、数据安全可控、数据质量高效、扩展性强，为系统的运行和应用提供可靠的数据基础。8.3数据采集治理8.3.1数据采集将从监测设备或其他平台共享获取的数据，以及手工监测数据等进行采集入库操作，宜采用统一数据格式和编码规范，确保数据的一致性和可比性，便于数据的整合和分析。8.3.2数据治理数据接入时自动进行必要的清洗和校验，包括数值范围校验、重复值删除、异常值处理，保证数据的准确性、完整性和一致性。8.4数据关联融合在数据库建设中，建立不同数据表之间的关联关系，如将空间数据（如地形、地貌、土地利用等）与监测数据进行关联，实现数据的高效管理和查询。a）水生态环境数据与地形数据关联：通过空间位置字段将水生态环境数据表与地形数据表进行关联，实现对水生态环境与地形特征的空间关联分析。b）水质监测数据与水文、气象数据关联：通过空间位置字段、时间字段将水质监测数据表与水文、气象数据表进行关联，实现水质监测数据与其它要素的时空关联分析。8.5数据存储与扩展8.5.1综合考虑水生态数字孪生数据储备量，可采用分布式存储架构，实现数据的分布式存储和管理，提高系统的可扩展性和容错性。8.5.2可制定数据扩展策略，根据系统的发展需求和数据规模的增长，灵活调整数据库存储容量和性能。8.6数据质量控制宜形成数据质量监控机制，实时监测数据的质量和完整性，及时发现和处理数据异常。建立适当的数据索引，提高数据检索效率，优化数据库性能，保障系统的稳定运行。8.7数据安全与备份宜建立定期的数据备份机制，从而保障数据的安全性和可恢复性，在数据丢失或损坏时能够及时恢复。可通过用户角色和权限设置，控制对不同数据的访问和操作，实现对数据的权限管理和访问控制。8.8数据资源共享宜建立安全可靠的数据资源分级共享和服务机制，通过数据下载、API接口等方式实现面向用户及相关信息化平台系统的数据交互共享，促进跨部门、跨领域的数据互联互通和应用服务。7T/CI1084—20259模拟仿真9.1水生态环境模拟9.1.1水环境质量预测预警模型Transformer模型等机器学习算法，结合Stacking集成学习策略，建立水质短期、中长期预测模型，实现主要水质监测指标的自动预测与统计分析。研判未来水质状况，预设水质预测预警规则，针对未来水质无法达标、污染物浓度升高等情况进行预警，及时采取管控措施。9.1.2水生态评估诊断模型BMWP、BI、BPI、CDI、香农-维纳多样性指数、均匀度指数评价等常用水生生物评价算法的水生态评估诊断模型，基于水生态评估诊断结果，进行水生态状况统计、变化趋势分析以及风险预警。9.1.3污染物扩散模拟模型基于长时间尺度的水环境监测数据、污染排放监测数据、水文监测数据以及监测断面、入河排污口等基础信息，进行多要素空间匹配与数据时间对齐，构建重要污染物网格化扩散模型，基于地图对模型结果进行预警与模拟展示，研判污染扩散过程，提升水生态环境风险防范水平。基于污染物扩散模拟过程，可进行污染溯源分析，解析污染来源。9.1.4水华预测模拟模型基于多时期水质、气象、历史水华等数据，分析水华范围、面积与其他要素的时空特征，建立AI水华预测模型，预测未来水华发生的概率，对水华预测结果进行统计分析，提供预测精确度图表，结合各地水华预警防控、应急等工作要求，研判水华等级以及应急措施，支撑水华发生风险防范与管控。9.1.5多维协同响应分析模型基于水质监测、水华影像、风场、流场等数据，采用线性拟合、相关性分析等技术方法，构建水质与水华、降雨、流场的协同响应分析模型，以及水华与降雨、流场、总磷的协同响应分析模型，基于分析结果进行水环境（水华）问题解析。9.1.6图像智能识别模型基于水质监测站、河道/湖库、入河排污口、污染源等已建视频监控设备影像信息，对设备设施运行状况、排污情况、水体状况进行监控，采用图片和视频识别分析技术，构建视频智能识别模型，用于发现漂浮物、违规排污、水体颜色变化、人员违规进入敏感区域等异常情况。9.1.7其他模拟模型基于水质监测、入河排污口、污染源、气象、水文、水华、视频监控等多源生态环境数据信息，可构建污染溯源分析模型、污染通量核算模拟模型、雷达图谱诊断预警模型等，支撑流域水生态环境诊断预警与污染来源解析。8T/CI1084—20259.2孪生可视化9.2.1三维地图可视化采用三维地图引擎，将环境监测数据与地理空间信息相结合，打造3D生态环境场景，通过地图、地标、热力图等方式展示水环境、水华等在地理空间上的分布和时空协同变化过程。支持3D、2.5D、2D多种地图展示形式。9.2.2数字孪生仿真基于获取的河流湖库、地理环境参数、环境过程变量、监测设备运行状态等信息以及传感器监测数据，采用数字孪生、仿真技术等，在虚拟空间中构建与实体物联网监测相对应的数字化孪生模型，实时反映水环境状态，对水环境演变过程及趋势进行模拟仿真，实现对水生态环境立体式、沉浸式、全生命周期的监管。10智能应用基于水生态数字孪生数据库基础与模拟仿真技术可达性，建设区域环境要素孪生、水生态环境数据分析与查询、水生态环境过程模拟、水生态趋势预测模拟、多维过程孪生与响应分析、智能监管与决策、数字孪生数据管理和系统管理等平台应用功能。可结合区域水生态环境管理实际需求，遵循需求引导、统筹规划的原则，进行功能调整、扩展和升级完善。10.2区域环境要素孪生10.2.1地理场景孪生基于高分辨率遥感影像、DEM、水域影像、基础地理数据等，对流域/区域内河流、湖泊、水深、建筑、道路、树木、地形等真实场景进行渲染仿真。10.2.2环境要素孪生支持对水质监测站、水文站、气象观测站、采样船等各类监测设备以及重点排污口、污染源等环境影响要素的孪生仿真，可查询不同监测要素的空间分布情况。10.2.3天气条件仿真雪等多个场景，使用户在同一场景中无缝切换各个天气效果下自然条件。可根据实际需求建设不同天气环境下水体展示效果、水位变化的动态仿真功能，实现天气环境与水生态的联动模拟展示。10.3水生态环境数据分析与查询10.3.1水生态数据查询分析9T/CI1084—2025间、水期等属性条件进行筛选与展示。10.3.1.2可提供IBI、BMWP等常用水生生物评价及水生生物综合状况评价结果的统计与查询展示功10.3.2水环境数据查询分析10.3.2.1实现对水质手工监测数据、水质自动监测数据、饮用水源地基本信息以及监测数据等信息查询功能，采用地图、列表等形式进行展示，可根据断面名称、断面编码、行政区、流域、河流、监测时间等进行查询。10.3.2.2针对水环境数据，支持水质类别评价、达标率、超标指标、同环比变化、水质时序变化、指标变化趋势、水质指数计算及排名等分析功能，可根据区域、流域、河流、类别、污染物等属性进行统计。10.3.3水文数据查询分析10.3.3.1对河道、湖库水文站信息及监测数据进行查询统计，包括站点名称、站点类型、河流、站点地址、监测时间、水位、流量、警戒水位、水库库容、设计水位等信息，支持根据不同属性条件进行筛选查询，通过地图、列表等形式进行可视化展示。10.3.3.2支持分析水文时间序列变化、生态流量保障情况、同环比变化等功能。10.3.4气象数据查询分析测站高度、测站类型、时间、降雨量、温度、气压等内容，根据行政区、站名、类型等不同属性条件进行筛选查询以及可视化展示。10.3.4.2提供气象时间序列变化、区域/流域观测指标统计、同环比变化等分析功能。10.3.5基础信息查询分析提供行政区划、河流水系、DEM、土地利用、遥感影像、植被覆盖、基础地理等信息查询功能，支持设定区域范围进行相关统计分析。10.4水生态环境过程模拟10.4.1水环境过程模拟10.4.1.1采用数字孪生、三维可视化渲染引擎、GIS空间分析等技术，实现河流、湖泊污染物浓度长时间序列的动态变化模拟，提供沉浸式、立体化的水环境过程孪生，主要包括总磷、总氮、高锰酸钾指数、氨氮等污染物，支持分层水环境变化过程模拟。10.4.1.2可根据实际需求，建设入河排污口-河流/湖泊水体的污染物扩散模拟功能，直观、动态反映水环境源汇演变关系；并结合生态保护红线、自然保护区等生态环境敏感区边界数据，支撑流域水生态环境过程监管与决策。10.4.2水生态过程模拟根据水生生物名录、密度、空间分布以及水生境数据，建设水体基质、水生植物、鱼类等水生态过程模拟功能，实现三维视角水中沉浸式查看演变过程，支持按照日、月、年等不同时间尺度以及断面、河流、流域等不同尺度动态仿真。T/CI1084—202510.4.3水华过程模拟基于水体（河流、湖库）长时间序列遥感影像数据，实现蓝藻水华数字化提取与分析，进行水华逐日演变过程仿真及模拟，支持不同区域、不同时间尺度筛选。10.4.4流场与风场模拟根据流场和风场长时间序列、多层次维度的数据，运用数字模型、三维虚拟仿真技术，实现不同水深流场、不同高度风场的多维空间变化模拟。10.5水生态趋势预测模拟10.5.1水质趋势预测10.5.1.1集成数理与机理水质预测模型，包括高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮等指标，实现基于多源要素数据驱动的水质短期预测、中长期预测功能。10.5.1.2可对预测的水质类别、指标浓度、达标率、超标因子、同比变化、环比变化等进行统计分析，支持按照区域、流域、时间等条件进行筛选，基于地图、图表等形式进行相应内容可视化展示，支持分析报告自动生成、查看与下载。10.5.1.3可预设预测浓度、水质类别、主要超标因子等异常预警规则，可进行自动识别和筛选水质风险断面、区域，实现水质变化趋势预警。10.5.2水华预测模拟进行水华发生概率预测，可采用空间地图的形式对水华预测结果进行展示，以及对预测数据的图表展示。10.5.2.2可预设发生时间、水华面积等预警规则，实现水华实时预测统计分析与预警，及时为业务人员推送预警信息。10.6多维过程孪生与响应分析10.6.1多维环境过程孪生10.6.1.1基于水质、气象长时间序列监测数据，进行水质类别、水环境监测数据（COD、高锰酸盐指数、氨10.6.1.2基于水质、河道（水库）水文长时间序列监测数据，进行水质类别、水环境监测数据（COD、高的模拟查看。不同时间尺度进行查看。10.6.2多维要素响应分析进行流域、河流/湖泊、点位的水质监测指标间、水质-水华、水质-水文（分层）、水质-气象、水华-气象、水华-水文等多要素联动响应分析，支持采用表格、统计图、地图（体现不同点位差异）等方式展示各因素间影响程度，可选择历史长期、年度、季度、日等多种时间维度进行相关性统计，支持集成分析报告模板，自动生成响应分析报告并一键下载。T/CI1084—202510.7智能监管与决策10.7.1污染通量核算10.7.1.1基于水质、流量自动监测数据，实现河流、湖库重要点位主要污染物通量核算模拟，可根据区域、时间、污染物等属性进行污染通量统计分析，以及空间分布展示，时间尺度可包括日、月、年等。10.7.1.2结合各地水生态环境监管业务需要，可进行不同污染物区域、流域、河流/湖泊污染通量情况排名统计，以及基于人类活动压力及气象条件等进行通量预测模拟。10.7.2水生态环境预警10.7.2.1基于水环境状况分析以及预测模拟结果，可预设水生态环境预警规则，包括水质不达标、污染物浓度持续升高、水质类别突变、主要污染物改变、预测水质超标等，实现水生态环境异常断面自动识别与预警，并基于地图、图表进行可视化展示。10.7.2.2基于水质监测数据以及雷达图谱分析算法，实现断面、区域、流域的水质综合雷达图谱自动绘制功能，结合图谱面积重叠和向量余弦夹角，进行水质雷达图谱同比分析、环比分析、多断面对比、长时间序列变化分析等。支持预设各监测断面水质雷达图谱预警规则，实现水质风险研判与预警。10.7.3污染溯源分析10.7.3.1基于孪生区域水系、污染源分布、环境监测条件等信息，可集成或建立区域污染溯源模型，实现河道断面水质指标智能污染溯源，定量标识不同路径影响程度，并在地图中进行动态展示。对溯源路径沿岸污染源数量、空间分布、污染物排放情况等进行统计分析，服务水生态环境监督管理。支持日、月、年不同时间尺度分析。10.7.3.2结合控制单元、入河排污口、污染源等数据，实现“水质监测断面—入河排污口—污染源”的逐级溯源，对污染物主要来源区域/企业进行分析，计算不同污染源类型影响程度排名，支撑水生态监管执法业务。10.7.4其他功能根据各级监管业务需求，可扩充水资源模拟调度、水环境风险评估、水生态健康诊断、突发环境事件模拟与应急响应、生态修复技术库等功能应用，支撑流域水生态环境风险防控与管理业务。10.8数字孪生数据管理10.8.1数据编辑管理10.8.1.1根据获取的数据信息，提供元数据、数据资源目录、数据字典、数据主题等数据的录入、编辑、删除、修改功能，实现数据存储和索引功能，实时或定期更新数据资源目录，以便快速检索和访问数据。10.8.1.2宜建设数据导入功能，支持从外部数据源批量导入数据，允许手动输入新的水生生物、水生10.8.2数据流监控管理建设水质自动监测数据、水生态调查数据、水文数据、气象观测数据、地理信息等各类数据流入流出监控及预警功能，统计用户数据查询、下载情况，以及每天、每周、每月各类数据的入库量，监控各类数据的入库状态，可采取分析图表方式进行展现。可预设数据缺失、接入滞后等预警规则，发现异常情况及时提示预警。T/CI1084—202510.9系统管理对用户的注册、登录、密码等信息进行管理，确保用户信息的安全和完整性。支持设置用户对平台各项功能和资源的访问权限，可进行角色的创建、编辑和删除，以及角色权限的分配和管理，实现对用户权限的精细化管理。10.9.2身份认证与单点登录建立统一的身份认证系统，实现用户在不同子系统间的身份验证，用户只需登录一次即可访问多个系统，简化用户登录流程，提升用户体验，提高系统安全性和便捷性。10.9.3业务配置管理根据不同业务场景的数据需求，支持自定义数据模型，可进行数据模型的创建、编辑、删除等管理操作。对于有个性化需求的用户，允许自定义查询条件和统计指标，灵活配置数据查询和统计功能。支持根据业务需求定制流程，提供业务流程的可视化配置和管理，提高系统适应性和灵活性。10.9.4功能参数管理对于有运维需求的用户，可基于各子系统独立的功能参数设置，进行系统功能参数统一管理、可视化展示和维护，方便系统功能调整和优化。10.9.5运行监控与异常报警10.9.5.1基于系统运行数据情况，进行服务器负载、内存使用情况、网络流量等监控分析，实现系统运行状态的实时监控，便于及时发现和预警系统运行异常。10.9.5.2设定异常报警规则，一旦系统出现异常情况，立即发出警报并提供相应的处理建议，保障系统稳定运行。10.9.5.3通过有效管理用户身份和权限、配置业务流程和功能参数，并对系统运行状态进行监控和异常处理，系统管理模块确保平台的安全稳定运行，提升管理效率。11标准规范体系宜遵循国家及生态环境信息化相关标准规范，构建数据接口、数据联通、设备接入与系统集成等标准规范，实现系统建设的协调统一。相关接口规范和联通宜按HJ718和HJ719的规定执行。11.2数据接口11.2.1建立API接口，实现系统内部各功能模块之间的数据交换和通信，提高系统的灵活性和可扩展性。宜采用消息队列技术，实现系统内部各模块之间的异步通信和解耦，提高系统的并发处理能力和性能表现。11.2.2系统宜支持各种标准协议，如HTTP、HTTPS等，实现与外部系统或设备的数据交互和通信。支持多种数据格式，与不同系统之间进行数据交换和共享，保证数据的互通性和兼容性。T/CI1084—202511.3数据联通11.3.1系统宜制定统一的数据接口规范和标准，在进行系统间交互通信时，确保接口的一致性和可用性。11.3.2宜采用加密、数字签名等技术手段，保障数据在传输和存储过程中的安全性和保密性，防止数据泄露和篡改。11.4设备接入与集成11.4.1综合考虑系统数据采集类型，支持多种设备接入协议，实现对各类监测设备的数据采集和通信，进行设备的智能化监控和管理。宜建立设备接入认证机制，确保接入设备的合法性和数据的安全性，防止非法设备接入系统造成数据泄露或系统故障。11.4.2宜开发或集成设备驱动程序，实现系统与不同厂家、型号的监测设备的兼容和联通，提高系统的通用性和适用性。12运行保障体系12.1服务器及网络环境系统部署环境宜满足国家及地方信创有关要求，环境物理安全级别宜符合GB/T21052的对应等级要求，具体等级依据实际应用场景确定。12.1.2.1结合水生态数字孪生计算存储需求规模和负载情况，合理配置数据库服务器、渲染服务器等的数量、配置及布局。宜选择性能稳定、可靠的服务器设备，宜配置高速处理器、大容量内存、高性能固态硬盘等，以满足系统的计算和存储需求。12.1.2.2在进行大规模并行计算或深度学习等加速计算的应用时，宜加强高性能计算能力的建设，可配置高性能GPU，以保障计算效率。12.1.3.1优先使用有线通信方式，满足信息传输的安全性和可靠性。12.1.3.2配置稳定可靠的路由器设备，支持高速数据传输和多种网络协议，保障系统的网络连接和互联互通。12.1.3.3宜选择高性能、可靠的交换机设备，支持大带宽和高速传输，保障服务器之间和服务器与客户端之间的数据通信畅通。12.1.3.4部署防火墙设备，设置安全策略和访问控制规则，保障系统的网络安全和数据安全。12.1.4.1可采用政务云、物理服务器、共享行业云、自建云等方式，构建系统计算存储环境。12.1.4.2选择存储容量满足系统数据存贮量及数据扩展需求的存储设备，可采用高容量硬盘阵列或网络存储。12.1.4.3根据系统性能要求选择适宜的存储介质，如固态硬盘、磁盘阵列、光纤通道存储等，提高数据T/CI1084—2025访问速度和可靠性。12.2软件环境根据各地已有资源、系统需求以及管理员熟悉程度，选择具有高可靠性、高安全性、高扩展性、高性能的国产化操作系统，宜支持多节点集群、虚拟化、云计算。12.2.2数据库软件12.2.2.1充分考虑现有数据库软件条件，并根据系统数据库类型宜选择国产化、高性能的数据库管理软件，保证数据的安全存储和高效管理。12.2.2.2宜配置数据库连接池，提高数据库的连接效率和并发处理能力，保障系统的稳定运行。12.2.3数据分析软件根据系统应用功能需求，选择适用