蔡 陽，謝文君

（水利部水利信息中心，100053，北京）

為保障水利普查對象空間數(shù)據(jù)采集與處理工作高效順利實施，研發(fā)了水利普查空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，借助該系統(tǒng)，準確獲取和處理了河流湖泊、水利工程、經(jīng)濟社會用水、河湖開發(fā)治理保護、水土保持和水利行業(yè)能力建設(shè)等各類普查對象的空間數(shù)據(jù)，全面集成了與水有關(guān)的資源環(huán)境、水利工程和社會經(jīng)濟等水利普查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了符合我國水利發(fā)展現(xiàn)狀的空間信息系統(tǒng)技術(shù)體系和應(yīng)用組織模式，建成了全國水利普查成果庫，形成了全國水利普查成果一張圖，有力支撐了水利普查從采集、處理、管理到應(yīng)用服務(wù)的全過程，為水利普查的順利完成發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

一、工作內(nèi)容

針對第一次全國水利普查，開展了空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究與開發(fā)，并在普查過程中得到全面應(yīng)用，取得豐碩成果。

1.研制一組水利數(shù)據(jù)模型

采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模理論與方法，遵循數(shù)據(jù)與應(yīng)用分離的原則，在對象分類的基礎(chǔ)上，以對象的空間表達為核心，構(gòu)建水利數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型包含對象空間特征、業(yè)務(wù)特征、關(guān)系特征組成的地理實體對象模型及相應(yīng)的元數(shù)據(jù)模型，涵蓋物理存儲、邏輯組織及業(yè)務(wù)行為等多個管理層次。

2.整編一套水利普查工作底圖

全面調(diào)研水利普查對工作底圖的應(yīng)用需求，快速融合全國普查區(qū)范圍的國家1∶5萬更新成果、第二次全國土地調(diào)查權(quán)屬界數(shù)據(jù)、國產(chǎn)衛(wèi)星“資源二號”為主的全國普查范圍高分辨率遙感影像以及各類水利專題數(shù)據(jù)，對全國1∶25萬水資源三級區(qū)數(shù)據(jù)進行精細化處理獲得1∶5萬水資源三級區(qū)成果，在此基礎(chǔ)上快速整編全國水利普查電子和紙質(zhì)的工作底圖，并下發(fā)至省、地、縣級水利普查機構(gòu)。

3.開發(fā)一批軟件系統(tǒng)

依據(jù)研制的水利數(shù)據(jù)模型，按普查區(qū)范圍劃分南北兩個片區(qū)，基于通用的地理信息基礎(chǔ)平臺ArcGIS和SuperMap分別定制開發(fā)了一套水利普查專用空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，支持非地理信息專業(yè)人員便捷地從工作底圖快速提取普查對象，可自動完成空間數(shù)據(jù)與表格數(shù)據(jù)的信息關(guān)聯(lián)以及空間關(guān)系和業(yè)務(wù)關(guān)系的建立，實現(xiàn)了伴隨實體數(shù)據(jù)操作的元數(shù)據(jù)自動采集，能對數(shù)據(jù)進行實時校驗和自動提示，并提供分布式作業(yè)任務(wù)執(zhí)行進度的異步監(jiān)管，還高度集成了統(tǒng)一數(shù)據(jù)加密和訪問控制功能，大幅度降低工作難度，提高工作效率，保障數(shù)據(jù)成果質(zhì)量，并有效保證了全程數(shù)據(jù)安全。

4.開展普查試點的應(yīng)用

為檢驗水利數(shù)據(jù)模型、工作底圖和軟件工具的科學性和適用性，以及技術(shù)流程的可行性，2010年5—8月，選取遼寧、江蘇、河南、湖北、廣西、重慶、陜西等7個省份共56個試點縣開展了普查工作底圖和軟件系統(tǒng)等全面試點工作。根據(jù)試點應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的問題，進一步修改完善水利數(shù)據(jù)模型，并調(diào)整和優(yōu)化普查工作底圖和軟件系統(tǒng)。

5.實施數(shù)據(jù)采集處理與審核匯總

統(tǒng)一向各省級水利普查區(qū)派駐軟件技術(shù)工程師和數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控工程師，全程協(xié)助各級水利普查機構(gòu)，利用采集處理軟件系統(tǒng)，完成各類普查對象的外業(yè)采集、內(nèi)業(yè)標繪、空間拓撲關(guān)系和業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系建立，同時生成相應(yīng)的元數(shù)據(jù)，并在對數(shù)據(jù)成果進行審核后上報；接收到下級水利普查機構(gòu)上報的數(shù)據(jù)后，上級水利普查機構(gòu)組織完成數(shù)據(jù)質(zhì)量審核，合并轄區(qū)內(nèi)的所有數(shù)據(jù)成果，同時補建部分下級水利普查機構(gòu)無法建立的空間拓撲關(guān)系，并從5大類15個方面289個檢查項對處理后的數(shù)據(jù)進行質(zhì)量復(fù)核。

6.建成水利普查成果庫

開展數(shù)據(jù)規(guī)范化處理，從模型驗證、入庫數(shù)據(jù)分析、軟件功能設(shè)計、用戶分析和軟件測試等方面著手開發(fā)了水利普查成果建庫系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)開展空間數(shù)據(jù)入庫和表格數(shù)據(jù)重構(gòu)處理及集成建庫，并對入庫后的數(shù)據(jù)進行質(zhì)量復(fù)檢，在形成最終全國水利普查成果庫后，進行全面的測試和優(yōu)化。

7.構(gòu)建專用服務(wù)平臺

為方便各業(yè)務(wù)部門對普查成果的利用，在水利政務(wù)內(nèi)網(wǎng)部署專用服務(wù)平臺，提供水利普查數(shù)據(jù)的綜合分析和展示功能，實現(xiàn)了對水利普查數(shù)據(jù)的深加工，在完成數(shù)據(jù)基本查詢?yōu)g覽功能的基礎(chǔ)上，側(cè)重于對普查數(shù)據(jù)的全面分析，以豐富多樣的形式，多角度展示數(shù)據(jù)，包括文字、表格、圖、聲音視頻、地圖等，同時可對數(shù)據(jù)進行鉆取、切片、旋轉(zhuǎn)等多維分析，深度挖掘普查成果，以輔助水利業(yè)務(wù)決策。

8.編制系列標準和規(guī)范

經(jīng)過對相關(guān)國家標準和行業(yè)標準的技術(shù)要求與指標進行詳細分析梳理，并結(jié)合本項目的實際情況，編制了項目建設(shè)過程中的系列標準和規(guī)范，為整個項目的順利實施奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

二、數(shù)據(jù)成果

1.水利普查工作底圖

共形成全國水利普查區(qū)域24 182幅1∶5萬標準分幅的工作底圖數(shù)據(jù)，每個標準分幅中包含制圖工程文件、制圖矢量數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)。此外，在工程實施過程中依據(jù)全國3 045個縣級（含新疆兵團176個團場）水利普查區(qū)單元共打印了48 149幅 1∶5萬標準分幅紙質(zhì)工作底圖，裝筒3 190圖筒，并提供紙質(zhì)的索引圖文件。

2.多分辨率遙感影像庫

包括 250 m、30 m、5 m 和 2.5 m四種分辨率的遙感正射影像成果數(shù)據(jù)。250 m分辨率影像采用MODIS影像數(shù)據(jù)，影像成像時間為2010年；30 m分辨率影像采用TM影像數(shù)據(jù)，影像成像時間為2007—2010年，其中2010年占比超過79%；5 m分辨率影像采用Rapideye影像數(shù)據(jù)，影像成像時間為2009—2011年，其中2010年占比超過68%；2.5 m分辨率影像數(shù)據(jù)成像時間主要為2007—2011年，其中2009年占比超過46%，特別是國產(chǎn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)源 “資源二號”的覆蓋率超過57%。

3.水利普查成果庫

基于對象空間表達的水利普查成果庫共包括28類對象、43種空間要素類、154類屬性表、65種關(guān)系類、2 941個字段，獲取到的各類水利普查空間數(shù)據(jù)對象總量超過550萬，符合1∶5萬比例尺精度要求，另外還獲得了全國1∶5萬水資源分區(qū)數(shù)據(jù)。

三、實施成效及應(yīng)用展望

空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的建設(shè)大幅度減少了水利普查的外業(yè)工作量，通過遙感和地理信息等高新技術(shù)的綜合運用，成功完成了傳統(tǒng)外業(yè)調(diào)繪與核查根本無法完成的河流湖泊和水土保持普查任務(wù)，大幅度提高了數(shù)據(jù)采集處理工作效率，極大減小了基層水利普查機構(gòu)的工作難度，有效降低了配備軟件環(huán)境的經(jīng)濟成本。

不僅如此，水利普查數(shù)據(jù)成果在近年處置突發(fā)事件的過程中也發(fā)揮了重要的支撐作用。在2012年云南特大連旱、2012年彝良地震、2013年山西洪洞曲亭水庫滲漏等重大涉水災(zāi)害事件中，利用水利普查空間數(shù)據(jù)成果，快速編制了災(zāi)區(qū)水利工程分布圖，并通過及時獲取災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后的影像，監(jiān)測災(zāi)情發(fā)展趨勢，為有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門科學決策提供了信息支撐，初步展示了空間數(shù)據(jù)的美好開發(fā)應(yīng)用前景。

隨著時間的推移，水利普查空間數(shù)據(jù)成果還可從以下幾個方面為水利工作發(fā)揮重要作用：

1.全面提高水利管理水平和能力

為水利規(guī)劃、勘測、設(shè)計、建設(shè)、管理、監(jiān)測、預(yù)報等各階段工作，提供可視化、全過程的信息支撐，提高水利管理精細化水平。例如，數(shù)據(jù)成果有利于全面了解我國可調(diào)節(jié)利用水資源的規(guī)模和分布情況，用于合理控制、調(diào)節(jié)、分配水資源，以提高水資源的利用效率。

2.增強突發(fā)水安全事件應(yīng)急處置能力

將水利普查數(shù)據(jù)成果與各類實時監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合起來，可大幅度增強突發(fā)水安全事件應(yīng)急處置能力。例如在地震、泥石流、臺風、洪水等突發(fā)性自然災(zāi)害發(fā)生時，能夠快速提供影響范圍內(nèi)的水利工程的位置、規(guī)模、管理單位及其他詳細信息，并通過利用災(zāi)前災(zāi)后高分辨率影像，為進一步的災(zāi)害分析和科學應(yīng)急決策提供數(shù)據(jù)分析和信息服務(wù)。

3.提高水利宏觀決策科學性

水利普查成果具有較強的現(xiàn)勢性，客觀反映了現(xiàn)階段各類水利普查對象的空間分布情況，可為提高水利宏觀決策科學性提供全面、翔實的資料。例如，通過利用普查空間數(shù)據(jù)成果對水利對象與自然環(huán)境、國民經(jīng)濟、人文社會以及流域（區(qū)域）規(guī)劃階段實施等適應(yīng)情況的分析，可提出更加符合經(jīng)濟與社會發(fā)展要求的水利發(fā)展規(guī)劃，切實提高水利管理宏觀決策的科學性。