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GCRI · Water Nexus

面向供水管网的传感器与遥测

Sensing and telemetry bring the gauge, the well and the pipe network online: continuous levels, flows, pressures and quality readings that forecasting and operations depend on, each with its calibration record.

提出咨询 Back to STEM foundation of Water Nexus
01目录

Sensors and telemetry for water networks in five parts.

方案5 个步骤
  1. 01申请What sensors, IoT and observation networks does here
  2. 02数据该方法使用的输入
  3. 03验证结果如何核查
  4. 04关联依赖该方法的主题
  5. 05管理责任由谁维护该方法
02申请

What sensors, IoT and observation networks does here.

Sensors, IoT and observation networks collect continuous measurements of physical, environmental and operational conditions. They provide the real-time inputs that 早期预警 and asset monitoring depend upon. In water, climate and hazards and 关键基础设施, observation networks enable early warning and condition-based maintenance. They reveal how stresses in one system appear in connected 系统 in near real time. The canonical description is on STEM Commons.

Gauge and well telemetry

Level, flow and groundwater sensors report at fixed intervals over cellular or satellite links; gaps and drift are flagged automatically.

Utility network monitoring

Pressure, flow and quality sensors across a distribution network locate bursts, contamination and intrusion events.

Low-cost sensing with stated uncertainty

Community and low-cost sensors extend coverage where networks are thin, with calibration against reference instruments and their uncertainty carried into every use.

03地理

尼罗河流域当前的水情。

来自 NASA GIBS 的尼罗河流域降雨、洪水和根区土壤湿度数据。每个图层都标注各自的日期。

交互式地图需要JavaScript；图层列表和来源见下文。

图层 3

本页面的当前水情

关于本图层
证据
观测
来源
VIIRS NOAA-20 校正反射率（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星图像
构建时的最新内容
2026-10-14
处理结果
约 250 米网格
不确定性
卫星图像。卫星或模型栅格数据，按提供方发布的原样呈现。云层、条带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；数值是指标，而非某地的测量值。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
估计值
来源
GPM IMERG（NASA GES DISC）
提供方
NASA GES DISC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；近实时卫星估算
构建时的最新内容
2026-10-12
处理结果
约 2 公里网格
不确定性
近实时卫星估算。卫星或模型栅格数据，按提供方发布的原样呈现。云层、条带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；数值是指标，而非某地的测量值。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
观测（云层造成缺口）
来源
VIIRS 全球洪水产品（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星探测；云层造成缺口
构建时的最新内容
2026-10-14
处理结果
约 250 米网格
不确定性
卫星探测；云层造成缺口。卫星或模型栅格数据，按提供方发布的原样呈现。云层、条带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；数值是指标，而非某地的测量值。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
模型生成（GIBS 发布的最新年份）
来源
MODIS Terra 和 Aqua 土地覆盖（MCD12Q1）（NASA LP DAAC）
提供方
NASA LP DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每年；卫星分类；GIBS 发布的最新年份
构建时的最新内容
2024-01-01
处理结果
约 500 米网格
不确定性
所示年份的卫星土地覆盖类别，含农田；该分类存在已知误差，并非农场登记册。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
模型生成
来源
SMAP Level 4 (NASA NSIDC DAAC)
提供方
NASA NSIDC DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；同化了卫星数据的模型
构建时的最新内容
2026-10-11
处理结果
约 2 公里网格
不确定性
同化了卫星数据的模型。按提供方发布形式呈现的卫星或模型栅格。云层、扫描带间隙和反演误差会造成缺口和噪声；数值为指示值，而非某一地点的实测值。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
观测
来源
VIIRS Black Marble（VNP46A2）（NASA LAADS DAAC）
提供方
NASA LAADS DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星辐射亮度，已校正月光和大气影响
构建时的最新内容
2026-10-12
处理结果
约 500 米网格
不确定性
所示日期的卫星夜间辐射亮度；灯光是用电和停电的替代指标，并非对供应或获得电力情况的测量。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问

最新可用

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap贡献者 (ODbL) · Natural Earth

正在加载最新的NASA影像。

拖动以移动。按住 Ctrl 或 ⌘ 并滚动、双指缩放或使用按钮缩放；悬停可查看指针下的数值；重置可返回该区域。

当前的水情，以尼罗河流域为范围。NASA 发布的卫星和模型产品，各带自己的日期。它们是指标，而非对任何地点的评估。

数据：NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap 贡献者 · Natural Earth · NASA EONET · NASA GPM IMERG Early · NASA JPL OPERA DIST-ALERT来源与许可

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • VIIRS 近实时产品（洪水、地表温度、积雪覆盖、校正反射率），NASA LANCE；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • GPM IMERG 降水，NASA 降水处理系统；由 NASA 戈达德地球科学数据和信息服务中心（GES DISC）分发；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • MODIS 陆地产品（植被指数、总初级生产力、土地覆盖），NASA LP DAAC 和 LANCE；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • SMAP Level 4 土壤湿度和雪量，NASA 全球建模与同化办公室；由 NASA 国家冰雪数据中心 DAAC 分发；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • VIIRS Black Marble 夜间灯光，NASA 戈达德航天中心；由 NASA Level-1 与大气档案和分发系统（LAADS DAAC）分发；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • ASTER GDEM 是 METI 和 NASA 的产品（ASTER Global Digital Elevation Model V003，NASA LP DAAC）；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。引用格式：NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. NASA 开放数据
  • 使用 Natural Earth 制作。免费矢量和栅格地图数据，见 naturalearthdata.com。 公有领域
  • © OpenStreetMap 贡献者（ODbL），经由 NASA GIBS（海岸线、边界、道路和地名）。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 ODbL
  • Blue Marble，NASA Earth Observatory；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • 地球仪和平面地图上的背景信息：海岸线、边界、道路和地名来自 NASA GIBS 参考图层（OpenStreetMap 数据，ODbL，© OpenStreetMap contributors）；Blue Marble 影像可作为可选底图；3D 地形和高程读数来自 ASTER GDEM 高程色彩指数（5 m 至 200 m 分级，为便于辨识而作了夸张处理）。边界按已发布的样式绘制，不代表对任何领土的立场。
  • 实时事件：NASA Earth Observatory Natural Event Tracker（EONET）；事件仅供参考，并保留其原始来源链接。
  • 实时：NASA EONET。事件仅供参考，不是主管机构的预警。
  • Live: NASA GPM IMERG Early. We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • 河流流量预报，30天及区间（GloFAS，经Open-Meteo）：包含经修改的Copernicus Emergency Management Service 2026年信息；非洪水警报。
  • 过去一年的每日气温（ERA5，经由 Open-Meteo）：包含经修改的 Copernicus 气候变化服务 2026 年信息。
  • 过去一年的每日气温和日照（NASA POWER）：这些数据来自 NASA 兰利研究中心（LaRC）POWER 项目，该项目由 NASA 地球科学/应用科学计划资助。
  • 天气数据来自 Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), 依据 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 授权。
  • 可选图层（图层列表中有 14 个来源：实时、预报、观测和背景）在开启时会在地图上和此处显示其提供方署名；预报是模型输出，派生指数是估计值。

图层与日期

  • 真彩色：VIIRS NOAA-20 校正反射率，NASA LANCE · 2026年10月13日
  • 降水率，日均值：GPM IMERG，NASA GES DISC · 2026年10月12日
  • 洪水水体，3 日合成：VIIRS 全球洪水产品，NASA LANCE · 2026年10月14日
  • 土地覆盖类型（IGBP），年度：MODIS Terra 和 Aqua 土地覆盖（MCD12Q1），NASA LP DAAC · 2024
  • 根区土壤湿度，0 至 100 cm：SMAP Level 4，NASA NSIDC DAAC · 2026年10月11日
  • 夜间灯光，每日：VIIRS Black Marble（VNP46A2），NASA LAADS DAAC · 2026年10月12日

04数据

该方法使用的输入。

Datasets and records used by sensors, IoT and observation networks on this platform, with the role each plays and the label its values carry. Sources are listed in 来源登记册.

数据角色标签
Telemetered gauge networksReal-time flows and levels观测
Utility SCADAPressure, flow and quality观测
Low-cost sensor networksCoverage extension估算
05监测

Telemetry network.

团队遵循该方法时会使用的界面：其指标、状态与决策。名称为示例，数值仅作示意。

Telemetry network

Water · Sensors and telemetry for water · Run R-4107

  • Channels reporting
    92of 100正常
  • Median latency
    363ms
  • Records failing checks
    0.3per 1,000关注
  • Backlog
    6分钟
Gaps on 2 channelsGCRI · Water Nexus

Latency, p95

活动

  1. 06:50预警Channel C-45 stale
  2. 07:28信息Schema v4 accepted
  3. 08:54ErrorChecksum mismatch, batch quarantined
  4. 08:34已完成Replay complete
Telemetry network: the screen’s structure, terms and states for Water.示例名称和示意数值；是设计方案，并非记录或实时系统。
06验证

结果如何核查。

Sensors are calibrated against reference instruments and checked through co-location and redundancy. Data quality flags and automated range checks catch faults.

核查如何开展
Calibration scheduleEvery sensor has a calibration record; readings outside the calibrated range are labelled
Quality flagsDrift, spikes and gaps are flagged in the data stream, never silently filled
Security reviewTelemetry and control networks are assessed for unauthorised access

Sensor drift, power loss and connectivity gaps degrade data during the events of most interest. Dense networks raise security and privacy concerns.

07孪生与级联模拟器

Model sensors and telemetry for water networks as a system. Run the cascade.

Assembled from the Nexus Standards area profile 水风险标准: the hazards it names, the 系统 and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full System Builder.

灾害

  • 山洪
  • 气象干旱
  • 地下水枯竭
  • 溃坝
  • 泥石流（在下游引发）
  • 农业干旱（在下游引发）
  • 水文干旱（在下游引发）
  • 野火 （在下游引发）
  • 泥炭与地下火（在下游引发）
  • Forest dieback (set off downstream)
  • 供水短缺（在下游引发）
  • Acute food crisis (set off downstream)
  • Dust storm (set off downstream)
  • Land subsidence (set off downstream)
  • Saltwater intrusion (set off downstream)
  • 河流洪水（在下游引发）
  • 大规模流离失所（在下游引发）
  • Amazon rainforest dieback (set off downstream)

系统与耦合

控制措施

  • NS-0 章程与原则
  • NS-1 维持社会运转的 UNI 与制品目录（语法 v0.2：领域、部门、区域和环境分段）
  • NS-3 风险记录 UNI（语法、旧编码对照、分配机构）
  • NS-3b 数据集与产品元数据规范（STAC、DCAT、PROV-O）
  • NS-9 情境 UNI（部署、实例、计划实例）
  • NS-10 政策和条款（机器可读的义务：定义、约束、评估和执行）
  • NS-11 验证与监测（证据、证明、零信任符合性观测）
  • NRS-U28 宇宙 platform profile: Water Nexus
  • NRS-H61 危害族：级联失效（NHS-1 sys.cascade）
  • NRS-K42 领域包概况：跨境流域（DOMAIN-042）
  • NRS-N1 水风险与韧性
  • NRS-N7 水-能源-粮食-卫生-生物多样性-基础设施关联耦合
  • NRS-H62 危害类别：复合与多危害事件（NHS-1 sys.compound）

观测

  • USGS Water Data APIs (listed for reference)
  • GloFAS global flood forecasts and reanalysis (listed for reference)
  • GRACE/GRACE-FO terrestrial water storage mascons (listed for reference)
  • Aqueduct 4.0 Water Risk Atlas (listed for reference)
  • CHIRPS quasi-global gridded precipitation (listed for reference)
  • Level of water stress: freshwater withdrawal as a proportion of available freshwater resources
  • Proportion of transboundary basin area with an operational arrangement for water cooperation
  • Proportion of population using safely managed drinking water services
  • Number of disruptions to basic services attributed to disasters

示例地理范围

  • The Ganges and Brahmaputra Basin: 178 hexagonal cells
  • 穿透云层的地表水，30 m（OPERA DSWx-S1 雷达），NASA GIBS
  • 过去半小时降雨率（IMERG），NASA GIBS
  • 地表土壤湿度（SMAP），NASA GIBS
  • 今夜夜间灯光与停电（VIIRS 昼夜波段），NASA GIBS
08关联

依赖该方法的主题。

09部门特征

The sector signature of sensors and telemetry for water networks.

The sectors sensors and telemetry for water networks touches and how strongly they depend on each other: what a study has to observe and model together.

选择角点 · 悬停连线6 / 15 项关系

签名

水及其合作伙伴

水为粮食提供灌溉（0.8），为能源提供冷却水和水电（0.6），为生物多样性提供环境流量（0.6）。

W · E · I · F · H · B

部门
4 共 6
关系
6 共 15
耦合
0.43 占总量份额

当前最强的关系

  • 粮食 → 生物多样性 · 土地转换0.6
  • 水 → 能源 · 冷却水与水电0.6
  • 水 → 粮食 · 灌溉0.8
  • 水 → 生物多样性 · 生态流量0.6
典型城市区域的教学数值，不是任何地点的测量值。耦合是所涉关系强度的总和，以全部十五种关系的占比表示。
10管理责任

由谁维护该方法。

关键基础设施 stewards sensors, IoT and observation networks for the Consortium and reviews how it is applied across platforms.

Canonical page: Sensors, IoT and observation networks

11方法与证据

How sensors and telemetry for water networks is modelled, measured and tested.

模型、其假设、数据和不确定性，以科学家或工程师会核查的形式呈现。结构遵循已发表的方法。所取数值仅为示意，不是研究发现。

系统模型

The couplings between the systems in sensors and telemetry for water networks: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.

++−++水气候关键基础设施社区经济R 增强B 平衡
Causal loop diagram from the page’s systems; signs show the direction of influence. Illustrative structure for a system dynamics or network model, not estimated couplings.
FAIR 指导原则 · GO FAIR 和 FORCE11W3C PROV · 万维网联盟关于一致处理不确定性的指南 · IPCCCEOS 分析就绪数据 · 地球观测卫星委员会
12已关联

本页在整个联合体中通向何处。

13流程

流程如何运行。

Process explorer · Process

Sensors and telemetry for water networks: Source to evidence record

10 steps4 个阶段2 道关口

流程

Sensors and telemetry for water networks: Source to evidence record

A source is registered and assessed, its record labelled and classified, and a Digital Evidence Passport carries provenance; a correction reaches every dependent record.

  1. 01 受理

    1. 01识别来源来源 · 来源管理方发现不等于纳入。来源识别记录来源类别、管理方、机构角色和管辖范围。
    2. 03登记来源步骤登记使已发现的来源成为证据生命周期中受治理的参与方。它不意味着任何背书或认证。

  2. 02 评估

    1. 04管辖范围与权利分类关口权利分类识别许可、同意、保密和再利用限制。其结果决定访问和流转路径。
    2. 05证据质量评估步骤质量评估决定一条记录是否适合既定用途。质量是多维度的，绝不是单一分数。
    3. 06证据标签步骤每项发现都带有九种证据标签之一。缺失数据显示为缺失，绝不显示为零。

  3. 03 记录

    1. 07证据分类记录分类为记录赋予生命周期状态，例如来源已核实、可公开或受限。多种状态可以并存，并决定证据的用途。
    2. 08来源发布与标识符记录 · NXS-GRX （规范数据、来源追溯与风险）来源发布记录权利、时间覆盖范围和来源谱系。 UNI 通过目录分配，绝不手工输入。
    3. 09数字证据护照记录护照记录来源追溯、质量、权利、管辖范围、允许用途和历史，使证据在流转时保留其背景。

  4. 04 使用与更正

    1. 02更正传达到依赖记录步骤 · NXS-GRX（规范数据、来源追溯与风险）来源更正会传递到依赖它的切片和产品，而不改写旧结果。
    2. 10公开安全审查关口可公开审查决定一条记录能否公开共享。这是一个独立阶段，并非验证。

数据协议：证据生命周期 · Data protocols: core data objects and evidence records · The Global Risks Index (NXS-GRX)Designed programme process, not a record of operation. No cycle has run and every programme is at service level R0. A gate is a programme decision, never a public-authority approval, certification or deployment authorisation. The data-protocol pages describe a design, not a running system.

14问题

问题与解答。

What are the limits of sensors, IoT and observation networks in this field?
Sensor drift, power loss and connectivity gaps degrade data during the events of most interest. Dense networks raise security and privacy concerns.
结果如何核查？
Sensors are calibrated against reference instruments and checked through co-location and redundancy. Data quality flags and automated range checks catch faults.
本页面上的数值是真实的吗？
The data names, roles and checks are real descriptions of practice. The canvas shows a design of the method’s use, not a run; no result is reported here.
该方法还应用于何处？
维持社会运转的 规范方法页面 列出应用该方法的每个平台。
报告贡献

从本页贡献证据。

报告 is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

GCRIWater Nexus全球部门风险与韧性国家系统风险与韧性观测站信号

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