楊 帆,馮 鵬,岳兆新,艾 萍
(1. 廣東省防汛搶險(xiǎn)技術(shù)保障中心,廣東 廣州 510635;2. 河海大學(xué),江蘇 南京 210098)
廣東省水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用效果分析
楊 帆1,馮 鵬2,岳兆新2,艾 萍2
(1. 廣東省防汛搶險(xiǎn)技術(shù)保障中心,廣東 廣州 510635;2. 河海大學(xué),江蘇 南京 210098)
隨著水利信息化的發(fā)展,水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)進(jìn)入新的階段。水利數(shù)據(jù)中心在支撐水利信息的整合、交換等服務(wù)的同時(shí),需要實(shí)現(xiàn)水利領(lǐng)域所有業(yè)務(wù)應(yīng)用間的數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同,以及對(duì)水利綜合決策的支持。結(jié)合廣東省水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)實(shí)踐,討論國內(nèi)水利數(shù)據(jù)中心研究與建設(shè)現(xiàn)狀,概述廣東省水利數(shù)據(jù)中心的建設(shè)背景,闡述廣東省水利數(shù)據(jù)中心的主要作用,并對(duì)應(yīng)用效果進(jìn)行初步分析,為全國各級(jí)水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)提供可供參照的具體實(shí)踐。
水利信息化;水利數(shù)據(jù)中心;應(yīng)用效果
水利數(shù)據(jù)中心是最核心的水利信息系統(tǒng),在支撐水利信息的整合、交換等服務(wù)的同時(shí),需要實(shí)現(xiàn)水利領(lǐng)域所有業(yè)務(wù)應(yīng)用間的數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同,以及對(duì)水利綜合決策的支持。因此,一方面,水利數(shù)據(jù)中心是水利信息化建設(shè)中涉及專業(yè)領(lǐng)域和機(jī)構(gòu)部門最多、技術(shù)最復(fù)雜、應(yīng)用最廣泛、建管最困難的系統(tǒng)工程;另一方面,水利數(shù)據(jù)中心也是水利信息化工程中對(duì)水利信息化整體推進(jìn)作用最明顯的系統(tǒng),并通過提升水利信息化整體能力,進(jìn)而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[1]。
目前,除廣東省外,其他省市還未完全建成水利數(shù)據(jù)中心,國內(nèi)對(duì)于水利數(shù)據(jù)中心的研究與建設(shè)基本上停留在規(guī)劃階段:成建國等人在介紹國家水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)目標(biāo)及內(nèi)容的基礎(chǔ)上,結(jié)合水利行業(yè)信息采集和利用需求,以及數(shù)據(jù)庫、信息技術(shù)的發(fā)展,對(duì)國家水利數(shù)據(jù)中心總體部署、技術(shù)思路、邏輯框架進(jìn)行了研究[2];甘郝新等人從水利數(shù)據(jù)中心的總體架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、基本功能等方面,設(shè)計(jì)了一個(gè)水利數(shù)據(jù)中心的框架,并對(duì)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)開發(fā)過程中要解決的普遍性問題給出基本的應(yīng)對(duì)策略[3];趙立坤等人結(jié)合水利信息化發(fā)展趨勢(shì),分析了海河水利委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱海委)水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)的必要性,提出海委水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)的原則、主要架構(gòu)和建設(shè)任務(wù)[4];陳偉豪等人在簡(jiǎn)介珠江水利信息化建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,由建設(shè)綠色珠江的需要出發(fā),分析了建設(shè)珠江水利數(shù)據(jù)中心的必要性,并提出相應(yīng)的建設(shè)方案[5];蘇海分析了建設(shè)寧夏水利數(shù)據(jù)中心的各種需求,并進(jìn)行了信息量估算[6];莫榮強(qiáng)等人在簡(jiǎn)述大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)上,依據(jù)水利數(shù)據(jù)中心的技術(shù)要求,提出并討論一種基于信息動(dòng)態(tài)組織、支持大數(shù)據(jù)處理的水利數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)框架[7]。
上述研究從各個(gè)層面對(duì)水利數(shù)據(jù)中心的技術(shù)和建設(shè)管理進(jìn)行了有益的探討。但是,在通過分析水利數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用效果,以闡明水利數(shù)據(jù)中心在水利信息化中的重要地位與作用方面,沒有相應(yīng)的系統(tǒng)性工作,為此以廣東省水利數(shù)據(jù)中心為研究對(duì)象,比較全面地歸納應(yīng)用效果,供全國水利數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與應(yīng)用參考。
廣東省自“十五”以來切實(shí)加快了水利信息化建設(shè)步伐,先后啟動(dòng)了省三防指揮系統(tǒng)等骨干項(xiàng)目,并帶動(dòng)全省各級(jí)水利部門開展了水利信息化建設(shè)和實(shí)際應(yīng)用,內(nèi)容幾乎覆蓋水利各個(gè)管理職能部門、專業(yè)領(lǐng)域,取得顯著實(shí)效,發(fā)揮了重要作用[8]。
但是,在水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)應(yīng)用加快建設(shè)的同時(shí),水利基礎(chǔ)信息資源匯集、整合和共享的工作步伐卻沒有同步或優(yōu)先展開,甚至明顯滯后,直接導(dǎo)致業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)缺乏足夠的基礎(chǔ)信息資源支撐,成為業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)一步深化難以逾越的障礙;另一方面,由于缺乏有效的整合利用手段和共享平臺(tái),許多業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)附帶的具有公共使用價(jià)值的數(shù)據(jù)庫資源處于獨(dú)立專用狀態(tài),形成“信息孤島”,難以為其他應(yīng)用系統(tǒng)所共享,容易導(dǎo)致信息資源的重復(fù)開發(fā)建設(shè)。也就是說,水利信息化發(fā)展到一定階段,如果不能真正解決數(shù)據(jù)資源整合建設(shè)及資源共享問題,水利信息化可持續(xù)發(fā)展將難以為繼[3]。
廣東省水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)是為了適應(yīng)廣東省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和新時(shí)期水利工作對(duì)水利數(shù)據(jù)共享服務(wù)的需求,集中力量使原來分散的、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的水利數(shù)據(jù)庫按統(tǒng)一的規(guī)范構(gòu)成水利數(shù)據(jù)庫群,并把尚未入庫的一大批以紙質(zhì)為載體的數(shù)據(jù)入庫,形成門類比較齊全的水利數(shù)據(jù)中心,從而能夠以現(xiàn)代技術(shù)手段向政府和業(yè)務(wù)管理部門及社會(huì)公眾提供及時(shí)、完整、可靠的水利數(shù)據(jù),這對(duì)于廣東水利事業(yè)的發(fā)展及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)都有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
廣東省水利數(shù)據(jù)中心是列入《廣東省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化“十一五”規(guī)劃》的重大信息化項(xiàng)目。項(xiàng)目于 2008 年 5 月完成可行性研究;2010 年11 月初獲批設(shè);2012 年,6 個(gè)建設(shè)標(biāo)段全部通過初步驗(yàn)收;2013 年整個(gè)數(shù)據(jù)中心投入生產(chǎn)運(yùn)行,系統(tǒng)應(yīng)用達(dá)到預(yù)期效果。
廣東省水利數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了信息的統(tǒng)一發(fā)布,解決了小型水庫安全管理的數(shù)據(jù)匯聚、集中存貯與應(yīng)用問題,實(shí)現(xiàn)了基于目錄的用戶與數(shù)據(jù)源間自主協(xié)商交換,實(shí)現(xiàn)了 GIS、綜合監(jiān)視等信息綜合展示與服務(wù),支持主流的移動(dòng)設(shè)備操作服務(wù),支持基于水利數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)挖掘與分析和主題化應(yīng)用,支持標(biāo)準(zhǔn)化的水利物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)編碼的生成、存貯、解析、更新維護(hù),支持水利大數(shù)據(jù)高效存貯分析處理,可支持基于水利物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)編碼、給定時(shí)空尺度、多對(duì)象屬性的場(chǎng)景化關(guān)聯(lián)分析和推演及水利宏觀情勢(shì)研判等應(yīng)用。
廣東省水利數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用效果,主要體現(xiàn)在以下方面:
1)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),制定并實(shí)施了全省統(tǒng)一的水利數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)范。通過整合現(xiàn)有種類不同、結(jié)構(gòu)各異的分散數(shù)據(jù)庫資源,按照水利部、廣東省相關(guān)技術(shù)規(guī)范,制定了 25 個(gè)基礎(chǔ)和專業(yè)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn),編制了《水利信息分類和編碼規(guī)范》,統(tǒng)一了全省水利數(shù)據(jù)資源管理方面的標(biāo)準(zhǔn);編制了《水利數(shù)據(jù)交換、接口規(guī)范》,規(guī)范了省水利數(shù)據(jù)中心與上級(jí)、平行、廳直各單位及各地市的數(shù)據(jù)接駁機(jī)制,統(tǒng)一了全省水利數(shù)據(jù)交換共享方面的標(biāo)準(zhǔn);為加強(qiáng)全省水利數(shù)據(jù)資源的管理,編制了《廣東省水利數(shù)據(jù)資源管理暫行辦法》下發(fā)全省執(zhí)行,規(guī)范了水利數(shù)據(jù)資源的生產(chǎn)、匯交、保管、更新、利用等工作。
2)統(tǒng)一數(shù)據(jù),梳理完成了全省水利業(yè)務(wù)流程并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源完整入庫。利用省三防指揮系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫、水利廳已建業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、水利廳檔案室和地方水利數(shù)據(jù),比照廣東省水利普查數(shù)據(jù)成果,應(yīng)用基于水利信息化業(yè)務(wù)流程分析的水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源化方法,實(shí)現(xiàn)了全省水利數(shù)據(jù)全面梳理和規(guī)范化統(tǒng)一收集整編,建設(shè)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫 6 個(gè),專業(yè)數(shù)據(jù)庫 19 個(gè),水利普查數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫和資源目錄數(shù)據(jù)庫各 1 個(gè),共 28 個(gè)數(shù)據(jù)庫,保質(zhì)保量地為水利數(shù)據(jù)中心整編入庫非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資源 420 GB,結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資源 280 GB(包含 223 817 001 條數(shù)據(jù)記錄),空間數(shù)據(jù)約為 1 500 GB,元數(shù)據(jù) 5 160 911條,達(dá)到全省水利數(shù)據(jù) “一數(shù)一源”,有效緩解了信息資源不足、共享困難的矛盾,完整實(shí)現(xiàn)了全省水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的資源化。
3)統(tǒng)一地圖,實(shí)現(xiàn)了全省水利共享“一張圖”。從國土部門引進(jìn)解密最新版廣東省 1∶10 000比例尺政務(wù)版矢量、遙感影像及數(shù)字高程模型(DEM)電子地圖數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上制作基礎(chǔ)圖層、水利工程、其他業(yè)務(wù)圖層、遙感 4 類共計(jì) 80 個(gè)圖層,包含 496 305 個(gè)點(diǎn)狀要素、17 149 條線狀要素、10 864 個(gè)面狀要素。并將這 4 類圖層打包成服務(wù)的形式向全省水利系統(tǒng)發(fā)布,各級(jí)水行政單位可以根據(jù)需要在底圖基礎(chǔ)上發(fā)布自身業(yè)務(wù),也可根據(jù)需要添加水利專題圖層,無論是省廳還是鄉(xiāng)鎮(zhèn)基層水管單位,所有涉及地圖應(yīng)用的水利業(yè)務(wù)都可實(shí)現(xiàn)在 1 張地圖上運(yùn)行,結(jié)束了以往各單位基礎(chǔ)地圖新舊不一,比例尺大小不一,地圖數(shù)據(jù)誤差過大而導(dǎo)致的一系列問題,有力促進(jìn)了水利業(yè)務(wù)的協(xié)同,實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)信息的一致校準(zhǔn),達(dá)到 1 張底圖全省共享的目標(biāo)。
4)統(tǒng)一服務(wù),提供了標(biāo)準(zhǔn)公用模塊全省使用。通過建設(shè)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái),提供基礎(chǔ)、應(yīng)用支撐 2 大類共計(jì) 105 個(gè)共享服務(wù),包括實(shí)時(shí)水雨情查詢、工程信息查詢、統(tǒng)一用戶管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)一訪問、地圖服務(wù)、水利物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)服務(wù)和水利大數(shù)據(jù)處理及對(duì)象與場(chǎng)景分析支撐服務(wù)等。今后新建業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā),可以通過使用廣東省水利數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有水利數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)庫管理軟件、中間件、ArcGIS 等軟件及組裝一系列共享服務(wù)模塊,加以少量的定制開發(fā)即可快速部署安裝在應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)之上,作為水利業(yè)務(wù)一體化管理系統(tǒng)的一個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),極大減少了分散建設(shè)造成的資源浪費(fèi)和低水平重復(fù)。
5)統(tǒng)一門戶,實(shí)現(xiàn)了水利業(yè)務(wù)一體化管理與應(yīng)用。利用廣東省水利數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源,整合全省已開發(fā)完成的各類水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),積木式搭建起全省水利業(yè)務(wù)一體化管理與應(yīng)用平臺(tái),目前已整合開發(fā)農(nóng)村水利、水庫移民、建設(shè)管理、農(nóng)村機(jī)電、水政監(jiān)察、行政許可、科技管理、人才管理、規(guī)劃計(jì)劃、發(fā)展評(píng)價(jià)、資金監(jiān)管等子系統(tǒng)。全省水利業(yè)務(wù)資源資訊統(tǒng)一由水利業(yè)務(wù)一體化應(yīng)用平臺(tái)發(fā)布,水利業(yè)務(wù)管理與辦理由平臺(tái)單點(diǎn)登錄、各自處理,形成全省水利系統(tǒng)業(yè)務(wù)共用“一個(gè)平臺(tái)”,為全省各級(jí)水利單位、政府部門及社會(huì)公眾提供一站式綜合服務(wù)。水利業(yè)務(wù)一體化平臺(tái)改變了過去系統(tǒng)信息孤立、資源分散的格局,促進(jìn)全省水利業(yè)務(wù)逐步邁向一體化協(xié)同。
6)統(tǒng)一監(jiān)管,提升了信息安全及運(yùn)維水平。通過建設(shè)數(shù)據(jù)中心綜合監(jiān)控平臺(tái),對(duì)全省水利信息網(wǎng)從物理環(huán)境、網(wǎng)絡(luò),以及主機(jī)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)安全等方面進(jìn)行全方位監(jiān)控,包括地市、廳直屬單位骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn) 40 個(gè),其中服務(wù)器 109 臺(tái)、路由器 33 臺(tái)、交換機(jī) 73 臺(tái)、負(fù)載均衡設(shè)備 4 臺(tái)、防火墻 4 臺(tái)、數(shù)據(jù)庫 53 套、網(wǎng)頁 101 個(gè)、中間件 15 套。管理和值班人員只需在 1 個(gè)監(jiān)控畫面上即可監(jiān)視所有應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況、數(shù)據(jù)流進(jìn)流出、系統(tǒng)故障信息、主機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)性能、存儲(chǔ)空間各項(xiàng)指標(biāo)、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理、機(jī)房環(huán)境等指標(biāo)信息,能及時(shí)、可靠地對(duì)故障進(jìn)行快速定位,大大提高了運(yùn)行維護(hù)效率和水平。
7)成果豐富,發(fā)揮了良好的建設(shè)示范作用。廣東省水利數(shù)據(jù)中心成為全國第 1 個(gè)建成的省級(jí)水利數(shù)據(jù)中心,主體工程設(shè)計(jì)方案合理,開發(fā)技術(shù)路線清晰,施工組織管理科學(xué),建設(shè)成果先進(jìn)實(shí)用,在國內(nèi)具有很大的推廣價(jià)值,可為其他?。ㄊ校┧麛?shù)據(jù)中心的建設(shè)提供很好的建設(shè)示范,已有國內(nèi)多個(gè)?。▍^(qū)、市)水利部門組織專程到廣東省水利部門就數(shù)據(jù)中心規(guī)劃建設(shè)與應(yīng)用進(jìn)行多方面和深層次的考察、學(xué)習(xí)與交流,產(chǎn)生了廣泛的影響。例如,廣東省水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)成果為水利部國家水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)指導(dǎo)意見和基本技術(shù)要求、水利信息化頂層設(shè)計(jì)、國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)基礎(chǔ)支撐平臺(tái)、國家水利數(shù)據(jù)中心、國家水文數(shù)據(jù)庫和全國水文氣象數(shù)據(jù)共享等系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)施提供了技術(shù)參考,為多項(xiàng)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供了基本要素,產(chǎn)生重大的社會(huì)效益。
8)信息共享,顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益。在經(jīng)濟(jì)效益方面,廣東省水利數(shù)據(jù)中心僅在推進(jìn)省級(jí)水利信息共享、減少信息基礎(chǔ)設(shè)施重復(fù)建設(shè)方面,按可行性替代方案估算可節(jié)約投資數(shù)億元。如:廣東省水利數(shù)據(jù)中心提供的地圖服務(wù),僅在近期建設(shè)的廣東省政府投資水利建設(shè)項(xiàng)目資金使用信息監(jiān)管平臺(tái)、韓江流域水資源管理地理信息平臺(tái)、汕頭市三防指揮系統(tǒng)(二期)工程等 3 個(gè)項(xiàng)目中就已節(jié)約購圖資金約 500 萬元;新建的廣東省水利信息化發(fā)展評(píng)價(jià)管理信息系統(tǒng)、廣東省政府投資水利建設(shè)項(xiàng)目資金使用信息監(jiān)管平臺(tái)等系統(tǒng)開發(fā)過程中,通過使用廣東省水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)調(diào)用現(xiàn)有水利數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)庫管理軟件、中間件、ArcGIS 等軟件及組裝一系列共享服務(wù)模塊,作為水利業(yè)務(wù)一體化管理系統(tǒng)的 1 個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),極大地減少了重復(fù)建設(shè)造成的資源浪費(fèi),初步估算,僅減少軟件購買、系統(tǒng)開發(fā)費(fèi)用方面即節(jié)約投資 200 萬元以上。
自 2003 年水利部印發(fā)《全國水利信息化規(guī)劃》以來,全國的水利信息化按照該規(guī)劃確定的水利信息化綜合體系,設(shè)計(jì)開發(fā)和應(yīng)用了如國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)、水利電子政務(wù)系統(tǒng)等各類各級(jí)水利信息系統(tǒng),在推動(dòng)水利現(xiàn)代化方面發(fā)揮了不可替代的重要作用,取得了重大成就。但水利信息化綜合體系的核心——水利數(shù)據(jù)中心的建設(shè)卻相對(duì)滯后。因?yàn)樗麛?shù)據(jù)中心不但需要實(shí)現(xiàn)水利領(lǐng)域所有業(yè)務(wù)應(yīng)用間的數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同,還需要實(shí)現(xiàn)對(duì)水利綜合決策的支持,技術(shù)復(fù)雜、建管困難,究其原因,主要是對(duì)水利數(shù)據(jù)中心的地位與作用認(rèn)識(shí)不足,同時(shí)對(duì)水利數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用效果缺少有說服力的研究及預(yù)判也是水利數(shù)據(jù)中心推進(jìn)困難的重要原因之一。通過對(duì)廣東省水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用效果分析,可為全國各級(jí)水利數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃建設(shè)及應(yīng)用提供可供參照的具體實(shí)踐。
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Analysis of Application Effects of Guangdong Water Resources Data Center
YANG Fan1, FENG Peng2, YUE Zhaoxin2, AI Ping2
(1. Guangdong Technology Support Center of Flood Control, Guangzhou 510635, China; 2. Hohai University, Nanjing 210098, China)
With the development of water resources informatization, the construction of water resources data center has entered a new stage. The water resources data center needs to support information integration and exchange, achieve business data sharing and business collaboration in all areas of water conservation, and support comprehensive decisions for water conservation. Combining the water resources data center construction practice in Guangdong province, this paper summarizes the present situation of the research and construction of the centers in china, introduces the construction background of the centers, describes the main roles and analysis of application effects in Guangdong province, so as to provide a specific reference for practice to all water data centers in China.
water resources informatization; water resources data center; analysis of application effects
TV211
A
1674-9405(2014)02-0020-04
2014-03-07
國家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目(2012&ZD214);國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目(90924027);國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(41030636);江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(CXZZ13_0261)
楊 帆(1981-),男,江蘇鹽城人,工程師,主要從事水利信息化系統(tǒng)研發(fā)及項(xiàng)目建設(shè)管理工作。