(河北省承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000)

基于信息化技術(shù)的水利現(xiàn)代化思路研究

索惠霞

(河北省承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000)

水利是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)不可或缺的首要條件，是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展不可替代的基礎(chǔ)支撐，也是生態(tài)環(huán)境改善不可分割的保障系統(tǒng)，具有很強的公益性、基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性。水利現(xiàn)代化是經(jīng)濟(jì)社會現(xiàn)代化的基本前提和必要條件。以河北省水利現(xiàn)代化建設(shè)思路為研究實例，從信息化技術(shù)角度出發(fā)，包括建設(shè)水利現(xiàn)代化六大體系，水利信息資源、水利一張圖、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、云應(yīng)用支撐平臺等系統(tǒng)內(nèi)容，按照“數(shù)字化、信息化、智能化、現(xiàn)代化”步驟，實現(xiàn)水利現(xiàn)代化途徑與措施，并形成指導(dǎo)全省水利現(xiàn)代化建設(shè)指導(dǎo)性文件，作為水利現(xiàn)代化建設(shè)的技術(shù)依據(jù)。

信息化；水利現(xiàn)代化；研究思路；河北省

1 引 言

水利信息化是國家運用信息化技術(shù)在水利行業(yè)中的具體體現(xiàn)，是推進(jìn)傳統(tǒng)水利研究向現(xiàn)代化水利發(fā)展的重要舉措。以信息化為發(fā)展基礎(chǔ)，推動水利現(xiàn)代化建設(shè)，在水利行業(yè)中實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、信息化到現(xiàn)代化的過渡，已成為水利工作中重要而緊迫的戰(zhàn)略任務(wù)。

近年來，相關(guān)研究學(xué)者在水利信息化和現(xiàn)代化研究方面已經(jīng)進(jìn)入一個新的發(fā)展階段，水利現(xiàn)代化既是理論課題又是實踐課題，主要是從水利現(xiàn)代化內(nèi)容、特征、指標(biāo)體系等方面進(jìn)行研究。呂振霖以江蘇為理論研究實例，在實踐中探索對水利現(xiàn)代化基本特征的認(rèn)識；張于喆等兼顧社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境三者效益，力求簡明、全面、綜合并具有科學(xué)性和可操作性等原則，將水利現(xiàn)代化的指標(biāo)體系分為兩級；趙剛等建立可變模糊集評價模型，運用指數(shù)超標(biāo)法進(jìn)行賦權(quán)，并對2011年全國31省(自治區(qū)、直轄市)的水利現(xiàn)代化水平進(jìn)行綜合評價研究。

以“數(shù)字河北”為建設(shè)目標(biāo)，狠抓水利信息化建設(shè)，對各項水利中心工作提供了強有力的技術(shù)支撐。但與河北省水利發(fā)展的新形勢及新要求相比，與推進(jìn)水利行業(yè)的治理體系和治理能力現(xiàn)代化的新要求相比，與水利改革發(fā)展需求相比，與信息技術(shù)案例日新月異進(jìn)步相比，與發(fā)達(dá)省份水利行業(yè)和省內(nèi)其他先進(jìn)行業(yè)相比，水利信息化整體水平仍然不高，對水利發(fā)展的支撐和帶動作用還比較弱，水利信息化仍有差距、尚存不足。

2 研究思路

根據(jù)國家水利發(fā)展經(jīng)驗和國內(nèi)外水利現(xiàn)代化建設(shè)思路的探索，水利現(xiàn)代化的主要內(nèi)涵體現(xiàn)在研究思路現(xiàn)代化、基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化、信息技術(shù)現(xiàn)代化和綜合服務(wù)現(xiàn)代化4個方面。河北省要根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展總體目標(biāo)，不斷豐富和發(fā)展先進(jìn)的治水理念，注重改善和服務(wù)民生，加強水利基礎(chǔ)薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)，創(chuàng)新和發(fā)展水利現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化，提高社會管理和為公眾服務(wù)的能力，努力推進(jìn)科學(xué)的水利發(fā)展方式。要構(gòu)建防洪除澇減災(zāi)體系、水資源保障體系、水生態(tài)環(huán)境保障體系、農(nóng)村水利保障體系、水利信息化體系、公共管理服務(wù)體系等六大體系，實現(xiàn)河北水利對經(jīng)濟(jì)社會較高標(biāo)準(zhǔn)的保障水平和支撐能力，努力探索適合自身特點的水利現(xiàn)代化道路。

3 總體體系

水利現(xiàn)代化總體框架體系主要是根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)技術(shù)所組成的有機(jī)整體，運用標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)技術(shù)手段加以實施。根據(jù)水利現(xiàn)代化的實際情況，在水利信息化基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)字化、信息化、智能化一直到現(xiàn)代化逐步完善，使其既不重復(fù)和交叉、通俗易懂、便于理解，又突出水利現(xiàn)代化的標(biāo)準(zhǔn)特點，總體框架見下圖。

水利現(xiàn)代化總體框架體系圖

六大業(yè)務(wù)應(yīng)用體系主要是充分發(fā)揮信息化的創(chuàng)新驅(qū)動作用，在以信息資源為平臺的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)數(shù)字化、信息化、智能化、現(xiàn)代化的系統(tǒng)開發(fā)。

信息資源主要是建設(shè)集存儲管理、質(zhì)量控制、共享交換于一體的全省水利數(shù)據(jù)資源中心；完善全省一張電子地圖，實現(xiàn)對全省多源空間信息的綜合聚合展示；搭建水利大數(shù)據(jù)分析平臺基礎(chǔ)框架，開展大數(shù)據(jù)的深層挖掘和綜合分析建設(shè)，最終構(gòu)建整合化管理、主題化匯聚和知識化分析的水利大數(shù)據(jù)中心。

基礎(chǔ)設(shè)施主要是擴(kuò)展完善水利信息采集監(jiān)測系統(tǒng)、水利通信網(wǎng)絡(luò)平臺、視頻會商等設(shè)施及計算資源、存儲資源、災(zāi)備中心、機(jī)房環(huán)境等軟硬件資源，是支撐數(shù)據(jù)資源和業(yè)務(wù)應(yīng)用運行的基礎(chǔ)環(huán)境。

4 體系構(gòu)建

4.1 六大體系布局

為使港珠澳大橋橋墩警示標(biāo)志能穩(wěn)定工作，始終處于良好狀態(tài)，并能在陰雨天氣下連續(xù)工作20個日歷天，需要對標(biāo)志的供電系統(tǒng)進(jìn)行精心的設(shè)計，包括燈器的選用，電池的選用、配置，太陽能板的選用、配置；輸電電纜的選用等。

水利發(fā)展規(guī)劃的目的是加快水利建設(shè)，全面提升防洪減災(zāi)、水資源有效供給和水環(huán)境、水生態(tài)保護(hù)能力。根據(jù)水利發(fā)展“十三五”規(guī)劃的要求，到2020年，建成與全面小康社會相適應(yīng)的現(xiàn)代水利支撐體系，初步實現(xiàn)水利現(xiàn)代化。

水利現(xiàn)代化總體框架體系包括6大體系：防災(zāi)除澇減災(zāi)體系、水資源保障體系、水生態(tài)環(huán)境保障體系、農(nóng)村水利保障體系、水利信息化體系、公共服務(wù)管理體系。這6大體系相輔相成，融為一體，缺一不可。這6大體系，主要結(jié)合河北省實際的水利發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)“數(shù)字化、信息化、智能化、現(xiàn)代化”4步發(fā)展進(jìn)程，建設(shè)系統(tǒng)大平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與管理，實現(xiàn)水利綜合現(xiàn)代化。

4.2 水利信息資源建設(shè)

以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，按照“一數(shù)一源”的原則，進(jìn)一步統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和建庫標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范數(shù)據(jù)格式，在充分利用和整合現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫信息資源的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展資料收集整編，充實數(shù)據(jù)來源，基本建成覆蓋水利工程、水利空間、社會經(jīng)濟(jì)、水文、氣象、工情、旱情、災(zāi)情、水資源、工程建設(shè)管理、工程運行管理、水環(huán)境、水土保持、農(nóng)村水電、政策法規(guī)、水事務(wù)管理等的水利信息資源中心體系。

水利信息資源中心主要包括水利業(yè)務(wù)綜合數(shù)據(jù)庫(包括水文、雨水情、旱情、工情、水資源、水質(zhì)、水土保持、水利工程建設(shè)與管理、農(nóng)村水利、水政執(zhí)法、歷史大洪水、工程移民、水利建設(shè)市場主體信用)、水利事務(wù)數(shù)據(jù)庫(包括水利政務(wù)信息、人才管理、財務(wù)、科技、水利文獻(xiàn)等)、共享交換數(shù)據(jù)庫、資源目錄庫、主題應(yīng)用庫、集成支撐庫、知識庫、元數(shù)據(jù)庫、模型庫、互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布數(shù)據(jù)庫和移動采集數(shù)據(jù)庫。

水利信息資源中心采用邏輯集中和物理集中兩種部署方式。河北省水文局的數(shù)據(jù)資源分中心采用邏輯集中部署，其他單位的各類數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一匯集到省信息資源中心，通過云支撐平臺統(tǒng)一對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

4.3 水利一張圖建設(shè)

在水利部“一張圖”(包括矢量數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù))基礎(chǔ)上，從國土部門更新空間數(shù)據(jù)，完善河北省“一張圖”(矢量地圖、遙感圖、航拍圖、地形圖和DEM高程數(shù)據(jù))建設(shè)，以水利“一張圖”服務(wù)平臺為基礎(chǔ)，結(jié)合水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對全省自然環(huán)境、水利工程、水雨情、水資源、水土保持、河道地形測量、遙感監(jiān)測以及基礎(chǔ)地理等多源信息的空間聚合展示和不同時期/時相數(shù)據(jù)的對比展示。水利“一張圖”的建設(shè)任務(wù)包括現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)的完善擴(kuò)展、空間數(shù)據(jù)的更新維護(hù)和空間數(shù)據(jù)的共享服務(wù)。

4.4 水利大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

水利大數(shù)據(jù)分析平臺基礎(chǔ)框架，建設(shè)水利數(shù)據(jù)多維分析系統(tǒng)，建立面向主題的大數(shù)據(jù)分析模型，開展水利各類數(shù)據(jù)的深層挖掘?qū)Ρ确治?，推進(jìn)公眾采集上報數(shù)據(jù)、氣象環(huán)保國土等行業(yè)外發(fā)布數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布數(shù)據(jù)與水利管理數(shù)據(jù)融合，提升水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的監(jiān)測、分析、預(yù)測、預(yù)警水平，提高水利管理調(diào)度決策的針對性、科學(xué)性和時效性，通過在線分析系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與展示，推進(jìn)綜合分析試點(水情預(yù)測、旱情預(yù)測、工程安全預(yù)測、洪水淹沒風(fēng)險分析、水污染擴(kuò)散仿真模擬)建設(shè)。

4.5 水利應(yīng)用支撐平臺

4.5.1 應(yīng)用服務(wù)平臺

采用面向服務(wù)體系及云服務(wù)架構(gòu)，建設(shè)應(yīng)用服務(wù)平臺，構(gòu)建統(tǒng)一應(yīng)用支撐，將業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能模塊(數(shù)據(jù)接口)封裝成可以復(fù)用的通用組件服務(wù)，并注冊和對外發(fā)布服務(wù)的訪問接口；同時提供報表工具、全文檢索引擎、工作流引擎、企業(yè)服務(wù)總線等通用工具服務(wù)，提供用戶管理、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)字典、消息服務(wù)、目錄服務(wù)、數(shù)據(jù)展現(xiàn)、視頻監(jiān)視、服務(wù)管理等通用應(yīng)用服務(wù)，為應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、運行和整合提供一個基礎(chǔ)框架，實現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)協(xié)同集成。

4.5.2 數(shù)據(jù)匯集平臺

建設(shè)完善覆蓋“省—直屬單位—市—縣”多級的數(shù)據(jù)匯集平臺，按照預(yù)定規(guī)則，實現(xiàn)下屬各單位前端統(tǒng)一采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)過程數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞〖壠脚_相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，滿足省級的應(yīng)用系統(tǒng)運行需要。

4.5.3 數(shù)據(jù)交換平臺

建設(shè)適用于大數(shù)據(jù)中心相關(guān)數(shù)據(jù)共享交換的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換平臺，提供數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、配置管理、監(jiān)視統(tǒng)計等功能，實現(xiàn)河北省水利廳與直屬單位、地市縣、流域機(jī)構(gòu)及氣象、環(huán)保相關(guān)部門各個層級之間的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)的縱向匯集和橫向交換。數(shù)據(jù)交換平臺基于統(tǒng)一的信息交換接口標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)交換協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，利用消息傳遞機(jī)制實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，包括一次性交換、定期交換、實時交換等交換模式。

4.5.4 用戶認(rèn)證平臺

建立河北省水利廳、直屬單位、地市、縣水利局四級的用戶認(rèn)證管理平臺，實現(xiàn)全省水利系統(tǒng)用戶信息的統(tǒng)一管理、集中授權(quán)，實現(xiàn)統(tǒng)一的身份(數(shù)字證書)認(rèn)證和單點登錄。用戶認(rèn)證平臺主要包括用戶管理系統(tǒng)、數(shù)字證書認(rèn)證系統(tǒng)(CA系統(tǒng))和身份認(rèn)證系統(tǒng)。用戶管理系統(tǒng)和身份認(rèn)證系統(tǒng)在水資源監(jiān)控能力項目下發(fā)的集成支撐軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展完善。新建數(shù)字證書認(rèn)證系統(tǒng)(CA系統(tǒng))，實現(xiàn)用戶數(shù)字證書的申請、審核、簽發(fā)、注銷、更新和查詢。

5 水利現(xiàn)代化與水利信息化關(guān)系

水利信息化與水利現(xiàn)代化之間存在相關(guān)關(guān)系，水利信息化存在于水利現(xiàn)代化之中，水利現(xiàn)代化是以水利信息化為基礎(chǔ)，水利信息化可以提高數(shù)據(jù)信息采集、傳輸?shù)臅r效性和自動化水平，是實現(xiàn)水利現(xiàn)代化進(jìn)程的重要標(biāo)志，同時也是水利信息化技術(shù)開展的重要部分，水利現(xiàn)代化包括水利信息化，又以水利信息化為基礎(chǔ)，是不可缺少的有機(jī)組成部分。水利現(xiàn)代化又能反饋于水利信息化，促進(jìn)水利信息化，水利現(xiàn)代化的程度直接體現(xiàn)了水利信息化的程度，因此水利現(xiàn)代化與水利信息化是密不可分的。

6 結(jié) 語

水利現(xiàn)代化建設(shè)是以水利信息化為基礎(chǔ)，根據(jù)建設(shè)原則和現(xiàn)代化概念的闡述，研究河北省水利現(xiàn)代化總體體系。從信息化技術(shù)角度出發(fā)，建設(shè)水利現(xiàn)代化六大體系，水利信息資源、水利一張圖、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、云應(yīng)用支撐平臺等系統(tǒng)內(nèi)容。

在充分利用現(xiàn)有信息化資源和成果的基礎(chǔ)上，從避免重復(fù)建設(shè)，促進(jìn)資源整合共享和強化業(yè)務(wù)協(xié)同的角度，以水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施整合為先導(dǎo)，以水利信息資源共享為核心，以水利業(yè)務(wù)創(chuàng)新應(yīng)用為突破，以水利網(wǎng)絡(luò)與信息安全為保障，以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為準(zhǔn)則，按照“集成與整合已建、擴(kuò)充完善在建、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范新建”三個層面的整合要求，進(jìn)一步完善水利信息化綜合體系，全面提升水利現(xiàn)代化的智慧管理能力、智慧支撐能力和智慧服務(wù)能力。

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Researchonwaterconservancymodernizationconceptbasedoninformationtechnology

SUO Huixia

(HebeiChengdeHydrologicalWaterResourcesSurveyBureau,Chengde067000,China)

Water conservancy is indispensable and primary condition to modern agricalture construction. It is the irreplaceable foundation support to economic and social development, which is also regarded as a necessary system to improve ecological environment. It has strong public welfare, foundation and strategic features. Water conservancy modernization is the basic premise and necessary condition for economic and social modernization. The train of thought for water conservancy modern construction concept in Hebei is regarded as a study example. Water conservancy modernization approaches and measures are realized from the perspective of information technology, including the following systematic contents: construction of six major systems in water conservancy modernization- water conservancy information resources, water conservancy all- in- one picture, big data analysis system and cloud application support platform, etc. according to the steps of ‘digitalization, informatization, intellectualization and modernization’. Guidance steps for guiding water conservancy modernization construction all over the province is formed as the technical basis for water conservancy modernization construction.

informatization; water conservancy modernization; research ideas; Hebei Province

10.16616/j.cnki.10- 1326/TV.2017.010.021

TV211.1

A

2096-0131(2017)010-0078-04