數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)治理管理研究與實(shí)踐

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)資源；數(shù)據(jù)治理管理；算力；數(shù)據(jù)安全；數(shù)字李生黃河中圖分類(lèi)號(hào)：TP39;TV882.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2025.08.002引用格式：，，.數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)治理管理研究與實(shí)踐[J].人民黃河，2025，47（8）：5-9.

Research and Practice on Data Governance and Management for the Digital Twin of Yellow River

YU Haihong， XU Zhihui， CHEN Feng（Information Center，Yellow River Conservancy Commission，Zhengzhou 45OoO4，China）

Abstract：InordertodoagoodjobinthegoveranceandmanagementofdigitaltwinYelowRiverdatandconsolidatethedatafoundation of thedigitaltwinYelowRiver，thispapersummarizedandanalyzedthecurrntstatusofYelowRiverdatastorageandmanagementAddressingthemainexistingisses，itonductedreseachontedatagoveancesstem，computingpowerasurancesste，scuritysu ance measuresandtheraspects.According to teprincipleof“onedatafromonesourcebyonepathwa，andonedataformultpleuses\"，it establishedtedatagoveacesstmforthdigialtwinYeloiverInaccordnceihtepricipleof“inteatigathasbilt， coordinating what is under construction，and standardizing new construction”，a“ 1+X+1 ” digital twin Yellow River computing power support systemwasbuilt，andthedisasterecoverybackupsystemanddatasecurityprotectionmeasureswereimproedItalsointendedtoiprove disasterrecoverysystemandtrengthendatasecuityprotection.UsingthereservoirdataaboutthergionoftheYelowRiverBasinasacase study，data goverancepracticewascrdoutadthegoveranceachieveentdatacovering3673eservoisinthYelowRverBasnas formed，demonstrating the feasibility of data governance for the digital twin Yellow River.

Key words：data resources；datagovernanceand management；computing power;data security；digitaltwinof Yelow River

0 引言

水利部把建設(shè)數(shù)字孿生流域作為推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑，按照“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”要求，加快構(gòu)建數(shù)字孿生水利體系[1-2]。數(shù)字孿生水利建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，做好數(shù)據(jù)治理和信息資源整合利用至關(guān)重要。水利部組織開(kāi)展數(shù)字孿生水利“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知夯基提能行動(dòng)，包括建設(shè)流域數(shù)據(jù)歸集平臺(tái)、持續(xù)開(kāi)展流域內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)歸集治理[3]。黃河水利委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)黃委）把數(shù)字孿生黃河建設(shè)作為推動(dòng)新階段黃河流域水利高質(zhì)量發(fā)展的重大任務(wù)、重要路徑，全流域貫通、全領(lǐng)域覆蓋、全鏈條聯(lián)動(dòng)推進(jìn)數(shù)字孿生黃河建設(shè)[4]。數(shù)字孿生黃河建設(shè)具有良好的基礎(chǔ)，早在2001年黃委就啟動(dòng)了“數(shù)字黃河”工程建設(shè)，提出把黃河裝進(jìn)計(jì)算機(jī)[5]，編制了《“數(shù)字黃河”工程規(guī)劃》，建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，研發(fā)數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建防汛減災(zāi)、水資源調(diào)度管理、水資源監(jiān)測(cè)保護(hù)、水土保持、工程建設(shè)與管理等核心業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)[，取得了顯著成效。在“數(shù)字黃河”工程建設(shè)基礎(chǔ)上，守正創(chuàng)新、迭代升級(jí)，充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等新一代信息技術(shù)，建設(shè)具有預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案（以下簡(jiǎn)稱(chēng)四預(yù)）功能的數(shù)字孿生黃河，為黃河流域水利高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)和有力支撐，是當(dāng)前一項(xiàng)重大而緊迫的任務(wù)。高質(zhì)量的數(shù)據(jù)資源是高水平建設(shè)數(shù)字孿生黃河的基石，當(dāng)前數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)治理工作面臨諸多挑戰(zhàn)，需要高度重視并探索解決途徑。水利行業(yè)針對(duì)數(shù)據(jù)治理進(jìn)行了有益探索，但主要聚焦在數(shù)據(jù)治理內(nèi)容和治理流程方面[7-I]，對(duì)包括數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)等在內(nèi)的數(shù)據(jù)治理體系缺乏系統(tǒng)性考慮，同時(shí)對(duì)算力支撐和安全保障考慮也較少。

筆者通過(guò)分析黃河數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理情況，針對(duì)存在的主要問(wèn)題，從數(shù)據(jù)治理體系和算力支撐體系、安全保障措施等方面進(jìn)行較為全面的研究，提出對(duì)策措施，并以黃河流域（片）水庫(kù)數(shù)據(jù)為例開(kāi)展數(shù)據(jù)治理實(shí)踐，以期能夠夯實(shí)數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

1黃河數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理情況

1.1 發(fā)展歷程

《“數(shù)字黃河”工程規(guī)劃》提出構(gòu)建“ 1+7+N+1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理體系，包括1個(gè)黃河數(shù)據(jù)中心、7個(gè)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分中心 Ω，N 個(gè)基層數(shù)據(jù)匯聚中心和1個(gè)數(shù)據(jù)災(zāi)備中心。黃河數(shù)據(jù)中心為一級(jí)數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)接收各專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分中心提供的數(shù)據(jù)，并通過(guò)統(tǒng)一的平臺(tái)和接口為各應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交換提供服務(wù)；專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分中心為二級(jí)數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)滿(mǎn)足自身業(yè)務(wù)需要的數(shù)據(jù)，由所在單位的專(zhuān)業(yè)部門(mén)來(lái)負(fù)責(zé)更新、維護(hù)、備份；基層數(shù)據(jù)匯聚中心為三級(jí)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)向上提交數(shù)據(jù)[12]

經(jīng)過(guò)持續(xù)建設(shè)，基本形成了以黃河數(shù)據(jù)中心為主體的黃河數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理體系，為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和系統(tǒng)部署提供了重要保障。2004年黃河數(shù)據(jù)中心（一期）工程建設(shè)完成，成為全國(guó)水利系統(tǒng)首個(gè)投人使用的數(shù)據(jù)中心。2010年建設(shè)數(shù)據(jù)交換與共享服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)黃河數(shù)據(jù)中心與分中心的互聯(lián)互通。2012年黃河數(shù)據(jù)中心機(jī)房樓建成使用，基礎(chǔ)環(huán)境保障能力得到增強(qiáng)，同年開(kāi)展了數(shù)據(jù)資源目錄收集、整編和發(fā)布工作。2015年搭建黃河云計(jì)算平臺(tái)，同時(shí)掛牌“水利部北方數(shù)據(jù)災(zāi)備中心”和“水利財(cái)務(wù)分中心”。2016年黃委提出“六個(gè)一”信息化建設(shè)任務(wù)，要求將治黃業(yè)務(wù)和政務(wù)應(yīng)用的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)納入黃河數(shù)據(jù)中心，建設(shè)“一個(gè)庫(kù)”。2019年開(kāi)展國(guó)產(chǎn)化通用算力建設(shè)。2023年初步構(gòu)建人工智能算力。

1.2 取得成果

1.2.1 數(shù)據(jù)資源情況

隨著黃河流域“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)的逐漸完善，黃河數(shù)據(jù)資源逐步豐富。目前，黃委所屬水文站145處、水位站93處、雨量站900處、蒸發(fā)站38處、泥沙站118處，水庫(kù)、河道及濱海區(qū)淤積測(cè)驗(yàn)斷面824個(gè)，干流取退水口137個(gè)，水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面127個(gè)、地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)井578口、水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心5個(gè)，水土保持科學(xué)試驗(yàn)觀測(cè)站3個(gè)、水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)站52個(gè)，廣泛采用衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)視、物聯(lián)感知等新型監(jiān)測(cè)手段，采集黃河流域水文、水資源、水生態(tài)環(huán)境、水土保持、水利工程等數(shù)據(jù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，黃委數(shù)據(jù)資源目錄包括4大類(lèi)57小類(lèi)共計(jì)1231項(xiàng)目錄信息。地理空間數(shù)據(jù)方面，現(xiàn)有黃河“一張圖”等基礎(chǔ)圖層及專(zhuān)題圖55套。數(shù)據(jù)庫(kù)方面，現(xiàn)有各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)63套，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)7.99億條。

1.2.2 算力資源情況

算力資源涵蓋通用算力、高性能算力和人工智能算力三類(lèi)，包括國(guó)產(chǎn)化和非國(guó)產(chǎn)化2套體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通用算力方面，國(guó)產(chǎn)化體系共計(jì)5968個(gè)計(jì)算核心、14 TB內(nèi)存，非國(guó)產(chǎn)化體系共計(jì)7736個(gè)計(jì)算核心、49TB內(nèi)存。高性能算力方面，國(guó)產(chǎn)化體系達(dá)到20TFlops（每秒萬(wàn)億次浮點(diǎn)計(jì)算），非國(guó)產(chǎn)化體系達(dá)到103TFlops。人工智能算力方面，均為非國(guó)產(chǎn)化體系，達(dá)到 22 TFlops。

存儲(chǔ)資源包括國(guó)產(chǎn)化和非國(guó)產(chǎn)化存儲(chǔ)資源。國(guó)產(chǎn)化存儲(chǔ)資源總可用容量173TB，非國(guó)產(chǎn)化存儲(chǔ)資源總可用容量 2 432TB 。

容災(zāi)備份方面，黃河數(shù)據(jù)中心基于備份一體機(jī)及虛擬化平臺(tái)自帶的備份功能，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)的本地備份；部分委屬單位建設(shè)有本地備份系統(tǒng)。

1.3 主要問(wèn)題

1）數(shù)據(jù)資源整合共享不充分。數(shù)據(jù)資源采取分散管理模式，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)質(zhì)量差異大；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在“一數(shù)多源”現(xiàn)象；業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)分散在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，存在“數(shù)據(jù)孤島”；部分?jǐn)?shù)據(jù)尚未與黃河“一張圖\"實(shí)現(xiàn)數(shù)圖聯(lián)動(dòng)；數(shù)據(jù)匯聚治理服務(wù)技術(shù)手段落后，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)匯聚治理服務(wù)平臺(tái)。

2）算力資源尚未有效形成合力。算力布局有待優(yōu)化完善；近年來(lái)各單位建設(shè)的算力資源采用不同的算力架構(gòu)和服務(wù)器品牌型號(hào)，導(dǎo)致共享和統(tǒng)一調(diào)度困難；國(guó)產(chǎn)化算力所占比例不高，部分單位的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)仍在非國(guó)產(chǎn)化算力平臺(tái)上運(yùn)行。

3）保障體系存在薄弱環(huán)節(jié)。信息化基礎(chǔ)設(shè)施存在短板，缺少委級(jí)災(zāi)備中心；現(xiàn)有機(jī)房整體能耗較高，不符合機(jī)房能效標(biāo)準(zhǔn)；政務(wù)外網(wǎng)區(qū)與互聯(lián)網(wǎng)區(qū)混用算力資源，存在較大的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)；數(shù)據(jù)加密、脫敏等技術(shù)手段不足，對(duì)敏感數(shù)據(jù)的保護(hù)能力較弱。

2 數(shù)據(jù)治理及保障體系構(gòu)建

數(shù)據(jù)是原型黃河及其影響區(qū)域內(nèi)的自然和社會(huì)各類(lèi)要素的數(shù)字化表達(dá)，全面、準(zhǔn)確、現(xiàn)勢(shì)的數(shù)據(jù)是保持?jǐn)?shù)字孿生黃河與原型黃河精準(zhǔn)性、同步性的前提。為此，建立數(shù)據(jù)治理及保障體系，對(duì)多源異構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)不一、質(zhì)量參差不齊的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效治理顯得尤為必要。本研究提出的數(shù)據(jù)治理及保障體系，由數(shù)據(jù)治理體系、算力支撐體系以及安全保障措施三部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)治理體系通過(guò)構(gòu)建軟件平臺(tái)和數(shù)據(jù)處理分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、治理和服務(wù)；算力支撐體系通過(guò)搭建硬件環(huán)境，為數(shù)據(jù)治理提供必要的存儲(chǔ)和計(jì)算支持；安全保障措施從容災(zāi)備份和數(shù)據(jù)安全防護(hù)兩方面確保數(shù)據(jù)安全。

2.1 數(shù)據(jù)治理管理思路

按照“一數(shù)一源一路徑、一數(shù)多用”原則，開(kāi)展數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)匯聚、治理和應(yīng)用工作。以數(shù)據(jù)模型為框架，以水利對(duì)象名錄為基礎(chǔ)，遵循數(shù)據(jù)采集治理及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，融合結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，整合矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)，加強(qiáng)算力資源和安全措施保障，形成“分級(jí)采集治理、按需匯聚共享、一池容納數(shù)據(jù)、多平臺(tái)協(xié)同服務(wù)、統(tǒng)一訪問(wèn)門(mén)戶(hù)、依據(jù)授權(quán)使用”的數(shù)據(jù)治理管理格局，夯實(shí)數(shù)字孿生黃河的數(shù)據(jù)資源基礎(chǔ)。

2.2 數(shù)據(jù)治理體系

2.2.1 建立數(shù)據(jù)模型

1）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。水利數(shù)據(jù)模型是面向水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的多目標(biāo)復(fù)雜需求，構(gòu)建的集水利對(duì)象的時(shí)空特征、業(yè)務(wù)特征和關(guān)系特征于一體的模型，以水利對(duì)象為核心，實(shí)現(xiàn)時(shí)空屬性、業(yè)務(wù)屬性和對(duì)象關(guān)系的完整描述和一體化管理[13]。水利網(wǎng)格模型是根據(jù)自然流域、水資源分區(qū)、水功能區(qū)劃、河段、灘區(qū)、河湖管理范圍、行政區(qū)劃和數(shù)值計(jì)算等需求構(gòu)建的網(wǎng)格化管理模型，實(shí)現(xiàn)流域水旱災(zāi)害防御、水資源管理與調(diào)配、河湖管理、工程管理等水利業(yè)務(wù)的網(wǎng)格化聯(lián)動(dòng)。

2）水利對(duì)象關(guān)系。水利對(duì)象關(guān)系主要分為空間關(guān)系和水利業(yè)務(wù)關(guān)系。空間關(guān)系是水利對(duì)象在空間上抽象表達(dá)為點(diǎn)、線、面后，相互之間的空間邏輯關(guān)系，如引黃涵閘和黃河堤防分別表示為點(diǎn)和線后，空間關(guān)系是點(diǎn)在線上。業(yè)務(wù)關(guān)系是不同類(lèi)型水利對(duì)象之間存在的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，如引黃涵閘和引黃灌區(qū)之間存在供水和用水關(guān)系。

3）水利對(duì)象名錄。水利對(duì)象名錄是指記錄和管理涉水對(duì)象的信息列表，包括流域、河流、湖泊、水利工程、水利單位、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)等涉水對(duì)象的名稱(chēng)和代碼，是開(kāi)展數(shù)據(jù)治理的基礎(chǔ)，是數(shù)據(jù)模型建立和保持各種關(guān)系的紐帶。

2.2.2 構(gòu)建數(shù)據(jù)資源池

根據(jù)《數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱（試行）》，數(shù)據(jù)資源主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)以及元數(shù)據(jù)[14]。在黃河數(shù)據(jù)中心匯聚上述數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)模型和水利對(duì)象關(guān)系，打通數(shù)據(jù)治理鏈條，加強(qiáng)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，構(gòu)建多層級(jí)數(shù)據(jù)資源體系，形成數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)資源池，為9 2+N^′ 業(yè)務(wù)應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。相關(guān)單位對(duì)自身業(yè)務(wù)工作中產(chǎn)生的水文、水資源、水生態(tài)環(huán)境、水土保持、水利工程等數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初步治理后形成專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，按需向數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)資源池匯聚數(shù)據(jù)。

多層級(jí)數(shù)據(jù)資源體系主要包括源數(shù)據(jù)、治理數(shù)據(jù)和主題數(shù)據(jù)等。構(gòu)建源數(shù)據(jù)體系，初步整合匯聚的源數(shù)據(jù)，使其基本保持初始形態(tài)并保存在數(shù)據(jù)資源池，形成數(shù)據(jù)治理的基礎(chǔ)。構(gòu)建數(shù)據(jù)治理體系，按照數(shù)據(jù)模型和水利對(duì)象分類(lèi)及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，抽取源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、加工、轉(zhuǎn)換并流轉(zhuǎn)到治理數(shù)據(jù)庫(kù)，為數(shù)據(jù)服務(wù)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)建立源數(shù)據(jù)到治理數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)同步更新機(jī)制，保證數(shù)據(jù)一致性。構(gòu)建主題數(shù)據(jù)體系，按照業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，對(duì)治理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總分析維度設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)集市設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)專(zhuān)題設(shè)計(jì)等，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供便捷化數(shù)據(jù)主題分析服務(wù)。

2.2.3 搭建數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)

數(shù)字李生黃河數(shù)據(jù)多源異構(gòu)、規(guī)模龐大，數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)實(shí)際上由數(shù)據(jù)匯聚治理平臺(tái)、黃河“一張圖”平臺(tái)、衛(wèi)星遙感影像獲取與處理平臺(tái)、無(wú)人機(jī)管理調(diào)度與數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、視頻級(jí)聯(lián)集控平臺(tái)等多個(gè)平臺(tái)有機(jī)組成，通過(guò)多平臺(tái)協(xié)同實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)匯聚、治理和服務(wù)，支撐模型計(jì)算和業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用。

1）數(shù)據(jù)匯聚。數(shù)據(jù)匯聚治理平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)等的匯聚以及服務(wù)提供等。黃河“一張圖”平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)管理、地圖服務(wù)匯聚與提供、通用GIS功能服務(wù)以及基于地理空間位置的信息服務(wù)等。衛(wèi)星遙感影像獲取與處理平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感影像獲取、專(zhuān)業(yè)化影像處理、信息提取及服務(wù)等。無(wú)人機(jī)管理調(diào)度與數(shù)據(jù)處理平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)管理、應(yīng)急調(diào)度、數(shù)據(jù)匯聚與專(zhuān)業(yè)化處理等。視頻級(jí)聯(lián)集控平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)跨層級(jí)視頻聯(lián)網(wǎng)、視頻圖像智能識(shí)別以及視頻服務(wù)提供等。

2）數(shù)據(jù)治理。對(duì)匯聚后的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗融合、關(guān)系建立、質(zhì)量控制、元數(shù)據(jù)管理等，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)等有效融合，提升數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、一致性和可用性

3）數(shù)據(jù)服務(wù)。主要以數(shù)據(jù)服務(wù)接口和地圖服務(wù)接口等方式，向“ 2+N^′′ 業(yè)務(wù)應(yīng)用提供高效數(shù)據(jù)服務(wù)。

2.2.4 開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)資源門(mén)戶(hù)

實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)資源一站式服務(wù)，包括數(shù)據(jù)資源目錄的注冊(cè)、審核與查詢(xún)，數(shù)據(jù)服務(wù)接口和地圖服務(wù)接口的注冊(cè)、管理與查詢(xún)，實(shí)體數(shù)據(jù)查詢(xún)，數(shù)據(jù)服務(wù)申請(qǐng)審批以及用戶(hù)管理等。

2.2.5 完善治理管理制度與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

建立健全數(shù)據(jù)治理管理制度與技術(shù)規(guī)范，明確數(shù)據(jù)匯聚與治理規(guī)定、數(shù)據(jù)質(zhì)量要求、數(shù)據(jù)安全要求，以及數(shù)據(jù)資源目錄和元數(shù)據(jù)規(guī)范、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范、數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范等，為有序有效推進(jìn)數(shù)據(jù)治理管理工作提供保障。

2.3 算力支撐體系

考慮當(dāng)前技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r、黃委算力建設(shè)現(xiàn)狀以及委屬單位原有系統(tǒng)部署情況等，按照“整合已建、統(tǒng)籌在建、規(guī)范新建”原則，構(gòu)建“ 1+X+1 ”數(shù)字孿生黃河算力支撐體系，即1個(gè)黃河數(shù)據(jù)中心、 X 個(gè)算力節(jié)點(diǎn)、1個(gè)異地災(zāi)備中心。在黃河數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)擴(kuò)展，構(gòu)建集通用算力、高性能算力和人工智能算力于一體的黃河算力中心，集中部署委級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)、支撐模型計(jì)算和存儲(chǔ)所需數(shù)據(jù)，為不單獨(dú)進(jìn)行算力建設(shè)的委屬單位提供算力服務(wù)；與《“數(shù)字黃河”工程規(guī)劃》提出的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分中心相對(duì)應(yīng)，在層級(jí)多、系統(tǒng)用戶(hù)多的委屬單位建立 X 個(gè)通用算力節(jié)點(diǎn)，集中部署本單位應(yīng)用系統(tǒng)以及存儲(chǔ)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)；科學(xué)選址建立黃河數(shù)據(jù)中心異地災(zāi)備中心，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)容災(zāi)和關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用容災(zāi)。

考慮網(wǎng)絡(luò)安全、基層單位技術(shù)力量以及資源集約利用等因素，《“數(shù)字黃河”工程規(guī)劃》提出的基層數(shù)據(jù)匯聚中心不再單獨(dú)建立，算力資源逐步整合上移，由委屬單位算力節(jié)點(diǎn)向相應(yīng)的基層單位提供算力服務(wù)。

2.4 安全保障措施

通過(guò)完善容災(zāi)備份體系和數(shù)據(jù)安全防護(hù)措施，加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全保障。黃河數(shù)據(jù)中心和算力節(jié)點(diǎn)建立本地備份系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)的本地備份；黃河數(shù)據(jù)中心向各算力節(jié)點(diǎn)提供備份服務(wù)，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)異地備份；黃河數(shù)據(jù)中心建立異地災(zāi)備中心，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)容災(zāi)。依據(jù)《水利數(shù)據(jù)分類(lèi)分級(jí)指南（試行）》的規(guī)定，開(kāi)展數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)分類(lèi)分級(jí)與標(biāo)識(shí)工作，建立一般數(shù)據(jù)、重要數(shù)據(jù)及核心數(shù)據(jù)目錄，實(shí)施分類(lèi)管理，嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)使用權(quán)限；加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)措施，利用數(shù)據(jù)脫敏、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制、安全審計(jì)等技術(shù)手段，構(gòu)建數(shù)據(jù)安全防護(hù)體系；構(gòu)建數(shù)字孿生黃河可信數(shù)據(jù)空間，探索建立“原始數(shù)據(jù)不出域，數(shù)據(jù)可用不可見(jiàn)”[15]的數(shù)據(jù)使用機(jī)制和技術(shù)支撐體系，更好促進(jìn)數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)利用和數(shù)據(jù)安全保障能力提升。

2.5 數(shù)據(jù)治理關(guān)鍵技術(shù)探討

1）水利數(shù)據(jù)模型彈性擴(kuò)展技術(shù)。考慮到水利對(duì)象及其屬性的變化，須適時(shí)對(duì)水利數(shù)據(jù)模型進(jìn)行彈性擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)一處改動(dòng)則整體鏈?zhǔn)絽f(xié)同，保持水利數(shù)據(jù)模型的完整性和一致性。

2）結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與地理空間數(shù)據(jù)有機(jī)聯(lián)動(dòng)技術(shù)。水利對(duì)象名錄、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與地理空間數(shù)據(jù)有機(jī)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚治理平臺(tái)、黃河“一張圖”平臺(tái)等數(shù)據(jù)同步。

3）多模態(tài)地理空間數(shù)據(jù)平滑集成技術(shù)。各類(lèi)地理空間數(shù)據(jù)應(yīng)平滑融合集成，包括影像數(shù)據(jù)融合、地形數(shù)據(jù)融合、BIM與傾斜攝影模型融合、BIM與地形融合、傾斜攝影模型與地形融合、矢量數(shù)據(jù)與場(chǎng)景融合等，實(shí)現(xiàn)多維、多尺度、多要素?cái)?shù)字孿生場(chǎng)景平滑銜接。

4）水利對(duì)象統(tǒng)一編碼技術(shù)。水利對(duì)象代碼必須具有唯一性，須對(duì)各類(lèi)水利對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一自動(dòng)編碼，并實(shí)現(xiàn)全生命周期管理。

2.6 數(shù)據(jù)治理及保障體系實(shí)施路徑

1）打通數(shù)據(jù)鏈條，釋放數(shù)據(jù)價(jià)值。健全數(shù)據(jù)共建共享機(jī)制，打通黃委內(nèi)部、黃委與水利部、黃委與流域省（區(qū)）之間的數(shù)據(jù)鏈路，按需共享委內(nèi)外數(shù)據(jù)資源。做好數(shù)據(jù)匯聚，針對(duì)業(yè)務(wù)需求，形成數(shù)據(jù)需求清單，逐項(xiàng)匯聚數(shù)據(jù)。開(kāi)展數(shù)據(jù)治理，融合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)和跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)資源池。精細(xì)數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間協(xié)同聯(lián)動(dòng)，提供黃河“一張圖”服務(wù)和數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)。

2）挖掘算力潛能，統(tǒng)籌算力建設(shè)。整合國(guó)產(chǎn)化算力資源，各單位現(xiàn)有算力資源保持物理位置不變，國(guó)產(chǎn)化算力資源納入統(tǒng)一資源管理平臺(tái)，非國(guó)產(chǎn)化算力資源逐步自然淘汰。抓好算力資源建設(shè)，依托國(guó)家數(shù)字孿生水利建設(shè)工程（一期）項(xiàng)目黃河流域建設(shè)任務(wù)，升級(jí)擴(kuò)展黃河數(shù)據(jù)中心算力資源，以滿(mǎn)足當(dāng)前數(shù)字孿生黃河建設(shè)需要。建設(shè)算力資源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)資源統(tǒng)一納管、多級(jí)組織精細(xì)化管理、算力資源閉環(huán)管理。

3）強(qiáng)化保障體系，確保數(shù)據(jù)安全。改善基礎(chǔ)環(huán)境，對(duì)黃河數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有機(jī)房進(jìn)行綠色節(jié)能改造，建設(shè)模塊化機(jī)房。提升容災(zāi)能力，推動(dòng)黃河數(shù)據(jù)中心容災(zāi)備份項(xiàng)目立項(xiàng)，建設(shè)異地災(zāi)備中心。構(gòu)建安全體系，謀劃DMZ區(qū)算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全技術(shù)防護(hù)。

3數(shù)據(jù)治理實(shí)踐成效

水庫(kù)數(shù)據(jù)作為關(guān)鍵的水利工程信息，在流域管理工作中發(fā)揮著重要作用。針對(duì)黃河流域（片）水庫(kù)數(shù)據(jù)存在的不全、不準(zhǔn)、重復(fù)等問(wèn)題，按照“一數(shù)一源一路徑、一數(shù)多用”原則，對(duì)分散于水庫(kù)運(yùn)行管理系統(tǒng)、防汛指揮系統(tǒng)、視頻綜合管理平臺(tái)等多個(gè)系統(tǒng)（平臺(tái)）

的黃河流域（片）水庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行了示范治理

通過(guò)對(duì)水庫(kù)名稱(chēng)、代碼及行政區(qū)劃等關(guān)鍵信息的對(duì)比分析和去重處理，形成黃河流域（片）水庫(kù)對(duì)象名錄數(shù)據(jù)，以此作為水庫(kù)數(shù)據(jù)治理的基礎(chǔ)。結(jié)合黃河流域特點(diǎn)，對(duì)水庫(kù)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行完善和優(yōu)化，擴(kuò)展水庫(kù)建筑物和水庫(kù)安全生產(chǎn)責(zé)任人等基礎(chǔ)屬性項(xiàng)、水雨情等監(jiān)測(cè)屬性項(xiàng)、水庫(kù)調(diào)度和病險(xiǎn)水庫(kù)管理等業(yè)務(wù)管理屬性項(xiàng)，對(duì)水庫(kù)各類(lèi)屬性項(xiàng)數(shù)據(jù)逐項(xiàng)進(jìn)行匯聚、清洗、融合、質(zhì)量控制，并建立與水庫(kù)所在河流、行政區(qū)劃等的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)與黃河“一張圖”的融合集成。同時(shí)，對(duì)水庫(kù)所在河流、所在省（區(qū)）、工程規(guī)模、超預(yù)警水位等多個(gè)維度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提供水庫(kù)數(shù)據(jù)服務(wù)。

通過(guò)規(guī)范化數(shù)據(jù)治理，最終在黃河數(shù)據(jù)中心形成了黃河流域（片）3673座水庫(kù)共計(jì)1555萬(wàn)條數(shù)據(jù)的治理成果（界面展示見(jiàn)圖1），為黃河防汛系統(tǒng)、小水庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)等提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐

圖1黃河流域（片）水庫(kù)數(shù)據(jù)治理成果界面展示 Fig.1InterfaceDisplayofReservoirData Governance Resultsinthe YellowRiverBasin（Area）

4結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)治理是數(shù)字孿生黃河建設(shè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)性工作。加強(qiáng)數(shù)據(jù)治理，強(qiáng)化算力和安全保障，構(gòu)建全面、準(zhǔn)確、現(xiàn)勢(shì)、權(quán)威的數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)資源體系，對(duì)于實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生黃河與原型黃河同步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化起到關(guān)鍵作用。黃河流域（片）水庫(kù)數(shù)據(jù)治理取得初步成效，表明開(kāi)展數(shù)字孿生黃河數(shù)據(jù)治理是可行的。

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)發(fā)展，數(shù)據(jù)治理將愈發(fā)重要，應(yīng)進(jìn)一步創(chuàng)新數(shù)據(jù)治理管理機(jī)制，加強(qiáng)工作統(tǒng)籌組織和頂層設(shè)計(jì)，統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，深人開(kāi)展數(shù)據(jù)治理管理工作，更好支撐數(shù)字孿生黃河建設(shè)。

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【責(zé)任編輯栗銘】