基于3S技術(shù)的河北省農(nóng)村水利信息管理平臺(tái)建設(shè)分析

陳雪英，王淑芬

（1.河北省水利技術(shù)試驗(yàn)推廣中心，河北石家莊 050061；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院，河北石家莊 050051）

農(nóng)村水利工作點(diǎn)多面廣，涉及范圍大，包括農(nóng)田水利基本建設(shè)、農(nóng)村飲水安全、大型灌區(qū)、中型灌區(qū)、小型農(nóng)田水利、節(jié)水灌溉、機(jī)電排灌、牧區(qū)水利、雨水集蓄利用、中低產(chǎn)田改造等。農(nóng)村水利不僅涉及多方面的工作，而且每項(xiàng)工作都是量大、繁瑣、復(fù)雜。以節(jié)水灌溉為例，河北省從20世紀(jì)50年代初就開(kāi)始建設(shè)節(jié)水灌溉工程，目前灌溉面積已達(dá)到4.5萬(wàn)km2，其中節(jié)水灌溉面積2萬(wàn)km2（包括渠道防滲1 953 km2、低壓管道輸水灌溉16 016 km2、噴灌939 km2、微灌1 091 km2）。

由于傳統(tǒng)的農(nóng)村水利工作采用“以建代管”模式，大多數(shù)部門(mén)以建設(shè)工程作為其管理職責(zé)實(shí)施的表現(xiàn)，在真正“管理”上做的工作并不到位。目前，農(nóng)村水利工程管理技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于實(shí)際需求，要想實(shí)現(xiàn)“建、管”并重的雙重目標(biāo)，就要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村水利工程信息的掌握，暢通信息來(lái)源渠道，運(yùn)用先進(jìn)、科學(xué)的信息技術(shù)對(duì)農(nóng)村水利工程進(jìn)行統(tǒng)一管理。

河北省農(nóng)村水利信息管理平臺(tái)是在遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)（GPS）相結(jié)合的基礎(chǔ)上搭建的信息管理平臺(tái)。其中，RS技術(shù)主要用于獲取地理信息數(shù)據(jù)，GIS技術(shù)主要用來(lái)對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、查詢、更新、空間分析和應(yīng)用評(píng)價(jià)，GPS技術(shù)主要用于地理信息的空間定位。

1 管理平臺(tái)應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)是獲取環(huán)境信息的強(qiáng)有力的手段，遙感航拍又稱(chēng)空中攝影或航空攝影，指從空中拍攝地球地貌，成圖為俯視圖。航拍圖能夠清晰地表現(xiàn)地理形態(tài)，除用于攝影藝術(shù)外，也被用于軍事、交通建設(shè)、水利工程、生態(tài)研究、城市規(guī)劃等方面。

遙感航拍技術(shù)可以提供“清晰穩(wěn)定的實(shí)時(shí)視頻”“高清晰高分辨率的照片”和“可以用以制作地圖的、有嚴(yán)格比例尺和精度要求的照片”。后面的兩方面正好可以滿足規(guī)劃和管理平臺(tái)的搭建需求，充分發(fā)揮其清晰度高、分辨率高、比例尺嚴(yán)格和精度高的優(yōu)勢(shì)。

1.2 地理信息系統(tǒng)技術(shù)

GIS 系統(tǒng)是集制圖、數(shù)據(jù)管理和空間分析等功能為一體的、先進(jìn)的信息管理軟件，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過(guò)程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問(wèn)題。與地圖相比較而言，它的優(yōu)點(diǎn)在于：①信息量大，使用方便。比如，選取一個(gè)要素，數(shù)據(jù)庫(kù)里這一要素所填寫(xiě)的數(shù)據(jù)信息都可以在同一時(shí)間顯示。②功能強(qiáng)大完備。GIS可以提供查詢檢索、分類(lèi)顯示、空間分析、空間計(jì)算、修改補(bǔ)充、距離測(cè)算等多種功能。③能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估預(yù)測(cè)。

GIS 技術(shù)作為一種工具，為大數(shù)據(jù)時(shí)代以共同建設(shè)開(kāi)發(fā)、共同分享成果、實(shí)現(xiàn)信息互通為主要內(nèi)容的信息共建共享發(fā)揮了非常重要的作用，并在空間信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的時(shí)代在現(xiàn)代國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中廣泛應(yīng)用。目前，這一技術(shù)正在從專(zhuān)業(yè)走向普適，向著操作便捷化、應(yīng)用簡(jiǎn)單化方向發(fā)展，因此得到越來(lái)越多的非專(zhuān)業(yè)人士青睞，受眾面越來(lái)越廣泛，具有非常好的應(yīng)用前景。

1.3 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是一個(gè)中距離圓型軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，結(jié)合衛(wèi)星及通訊技術(shù)，利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距，具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等特點(diǎn)，廣泛用于在地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量等方面。

2 管理平臺(tái)的構(gòu)成要素

通過(guò)對(duì)河北省農(nóng)村水利工作的實(shí)際情況分析發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村水利信息的主體是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鎮(zhèn)村居民生活服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)也涵蓋了在農(nóng)村開(kāi)展的水利建設(shè)、管理及其他有關(guān)水的工作，包括農(nóng)村水利工程、水資源和水環(huán)境以及蓄水、引水、輸水、配水、提水、灌溉、防洪除澇降漬等工程的閘、站、堤、河流、溝渠及水利配套設(shè)施。結(jié)合以上情況，工程類(lèi)型可作如下劃分。

（1）一級(jí)工程類(lèi)型，包括農(nóng)田水利基本建設(shè)、農(nóng)村飲水安全、大型灌區(qū)、中型灌區(qū)、小型農(nóng)田水利、節(jié)水灌溉、機(jī)電排灌、牧區(qū)水利、雨水集蓄利用、中低產(chǎn)田改造。

（2）二級(jí)工程類(lèi)型，隸屬于一級(jí)工程的農(nóng)村水利工程類(lèi)型，具體可細(xì)分為渠道、揚(yáng)水站、機(jī)井、低壓管道輸水灌溉、噴灌、微灌、渠道防滲、坑塘、集中供水工程和單村供水工程等。

根據(jù)工程類(lèi)型的劃分，結(jié)合河北省實(shí)際情況，一級(jí)信息化要素分兩項(xiàng)，二級(jí)信息化要素確定為渠道、揚(yáng)水站、機(jī)井、節(jié)水管網(wǎng)、居民點(diǎn)、地塊、道路、水廠、供水管網(wǎng)等。

確定完要素后，需要按照各要素的特征分別設(shè)計(jì)需要收集的信息因子，以便進(jìn)行信息的收集。在設(shè)計(jì)信息因子時(shí)，選擇能夠用數(shù)值反應(yīng)工程特點(diǎn)的主要因素和能夠全面反映工程狀態(tài)的數(shù)據(jù)要素。比如，渠道工程首先有表明地理位置的市縣鄉(xiāng)村要素因子，其次有表明渠道級(jí)別的要素因子，第三有長(zhǎng)度、寬度、高度等可以用數(shù)字表明具體特征的要素因子，第四有設(shè)計(jì)流量、建設(shè)時(shí)間、使用狀態(tài)等動(dòng)態(tài)要素的因子，這樣就構(gòu)成了一個(gè)完整、準(zhǔn)確描述工程的信息集合。

3 管理平臺(tái)的特點(diǎn)及功能

3.1 主要特點(diǎn)

河北省農(nóng)村水利信息管理平臺(tái)可以對(duì)農(nóng)村水利數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、處理和分析。

（1）共享性。通過(guò)GIS 的互聯(lián)網(wǎng)化，管理平臺(tái)使農(nóng)村水利信息真正達(dá)到共建共享，并以地圖語(yǔ)言輕松自如地描述和展現(xiàn)。GIS 開(kāi)放的信息輸入功能，讓各級(jí)共同參與平臺(tái)建設(shè)成為可能，而互聯(lián)網(wǎng)的普及使信息共享變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，同時(shí)也讓民眾享有了知情權(quán)和監(jiān)督權(quán)。在實(shí)際工作中，還可以利用GPS 技術(shù)的定位功能實(shí)現(xiàn)定位信息傳輸、動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測(cè)。

（2）便捷性。管理平臺(tái)以圖形的形式直觀展現(xiàn)，不需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)操作，只要會(huì)上網(wǎng)、會(huì)操作電腦的人就可以使用。信息的讀取方便快捷，提供滿足不同需要的查詢功能。平臺(tái)具有很好的可擴(kuò)展性，可以根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)兼容。

（3）準(zhǔn)確性。管理平臺(tái)以后臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，可以準(zhǔn)確地記錄每一個(gè)管理要素的建設(shè)時(shí)間、建設(shè)參數(shù)、使用情況等信息，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、處理、分析和評(píng)估，讓工程建設(shè)管理變得科學(xué)直觀，提高工作效率，并為科學(xué)決策提供依據(jù)。

3.2 主要功能

管理平臺(tái)搭建完成并投入使用后，將對(duì)河北省農(nóng)村水利管理帶來(lái)巨大效益。

（1）提高農(nóng)村水利工程建設(shè)規(guī)劃的科學(xué)性。在農(nóng)村水利工程建設(shè)過(guò)程中諸如重復(fù)建設(shè)、無(wú)序建設(shè)等問(wèn)題是以往工作中長(zhǎng)期存在且很難解決的頑疾，盡管各部門(mén)在制定建設(shè)規(guī)劃時(shí)會(huì)與相關(guān)部門(mén)進(jìn)行銜接，但仍難以改變區(qū)域規(guī)劃空間布局不合理、內(nèi)容重疊、無(wú)序重復(fù)建設(shè)、脫離實(shí)際等問(wèn)題。管理平臺(tái)的使用及相關(guān)數(shù)據(jù)的共享可以提供可靠的規(guī)劃數(shù)據(jù)來(lái)源，避免出現(xiàn)規(guī)劃思路不清晰及缺乏針對(duì)性、指導(dǎo)性和可操作性等問(wèn)題，大大提高建設(shè)規(guī)劃的科學(xué)性。

（2）優(yōu)化資金投入。當(dāng)前，水利投資的主要問(wèn)題不是投入多少的問(wèn)題，而是進(jìn)一步提升投入產(chǎn)出比的問(wèn)題。只有以合理規(guī)劃為前提，才能確保投入的合理性，使有限的資金發(fā)揮其應(yīng)有作用，實(shí)現(xiàn)“好鋼用在刀刃上”的目標(biāo)。管理平臺(tái)的投入使用可以較好地解決農(nóng)村水利項(xiàng)目多、投資分散等影響農(nóng)村水利工程建設(shè)的問(wèn)題，形成多個(gè)部門(mén)“共下一盤(pán)棋”的良好局面，有效避免人力、財(cái)力、物力的浪費(fèi)，優(yōu)化農(nóng)村水利投資建設(shè)管理模式。

（3）實(shí)現(xiàn)最嚴(yán)格的水資源管理制度。最嚴(yán)格水資源管理制度中的1 條紅線為水資源開(kāi)發(fā)利用控制。管理平臺(tái)接收農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)井及灌區(qū)等數(shù)據(jù)后可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，有利于進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉水資源管理，促進(jìn)農(nóng)業(yè)定額灌溉，提高農(nóng)業(yè)用水效率。此外，還可以促進(jìn)農(nóng)村水利工程長(zhǎng)期發(fā)揮效益。工程建后管理是維持工程效益發(fā)揮的有效途徑，加強(qiáng)工程監(jiān)督，將管理責(zé)任落實(shí)到人，實(shí)行“問(wèn)責(zé)”“以獎(jiǎng)代罰”，將大大提高用水戶的責(zé)任意識(shí)。

[1]麥吉利夫雷.數(shù)據(jù)質(zhì)量工程實(shí)踐：獲取高質(zhì)量數(shù)據(jù)和可信信息的十大步驟[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

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[4]慕平，張志鴻.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)校核法[J].人民黃河，1993，（5）.