基于信息化技術的水利現代化思路研究

(河北省承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000)

基于信息化技術的水利現代化思路研究

索惠霞

(河北省承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000)

水利是現代農業建設不可或缺的首要條件，是經濟社會發展不可替代的基礎支撐，也是生態環境改善不可分割的保障系統，具有很強的公益性、基礎性、戰略性。水利現代化是經濟社會現代化的基本前提和必要條件。以河北省水利現代化建設思路為研究實例，從信息化技術角度出發，包括建設水利現代化六大體系，水利信息資源、水利一張圖、大數據分析系統、云應用支撐平臺等系統內容，按照“數字化、信息化、智能化、現代化”步驟，實現水利現代化途徑與措施，并形成指導全省水利現代化建設指導性文件，作為水利現代化建設的技術依據。

信息化；水利現代化；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在水利行業中的具體體現，是推進傳統水利研究向現代化水利發展的重要舉措。以信息化為發展基礎，推動水利現代化建設，在水利行業中實現數字化、智能化、信息化到現代化的過渡，已成為水利工作中重要而緊迫的戰略任務。

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

以“數字河北”為建設目標，狠抓水利信息化建設，對各項水利中心工作提供了強有力的技術支撐。但與河北省水利發展的新形勢及新要求相比，與推進水利行業的治理體系和治理能力現代化的新要求相比，與水利改革發展需求相比，與信息技術案例日新月異進步相比，與發達省份水利行業和省內其他先進行業相比，水利信息化整體水平仍然不高，對水利發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

根據國家水利發展經驗和國內外水利現代化建設思路的探索，水利現代化的主要內涵體現在研究思路現代化、基礎設施現代化、信息技術現代化和綜合服務現代化4個方面。河北省要根據當地經濟社會發展總體目標，不斷豐富和發展先進的治水理念，注重改善和服務民生，加強水利基礎薄弱環節建設，創新和發展水利現代化科學技術，以水利信息化帶動水利現代化，提高社會管理和為公眾服務的能力，努力推進科學的水利發展方式。要構建防洪除澇減災體系、水資源保障體系、水生態環境保障體系、農村水利保障體系、水利信息化體系、公共管理服務體系等六大體系，實現河北水利對經濟社會較高標準的保障水平和支撐能力，努力探索適合自身特點的水利現代化道路。

3 總體體系

水利現代化總體框架體系主要是根據規范標準、科學技術所組成的有機整體，運用標準的科學技術手段加以實施。根據水利現代化的實際情況，在水利信息化基礎上，進行數字化、信息化、智能化一直到現代化逐步完善，使其既不重復和交叉、通俗易懂、便于理解，又突出水利現代化的標準特點，總體框架見下圖。

水利現代化總體框架體系圖

六大業務應用體系主要是充分發揮信息化的創新驅動作用，在以信息資源為平臺的基礎上，實現數字化、信息化、智能化、現代化的系統開發。

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

基礎設施主要是擴展完善水利信息采集監測系統、水利通信網絡平臺、視頻會商等設施及計算資源、存儲資源、災備中心、機房環境等軟硬件資源，是支撐數據資源和業務應用運行的基礎環境。

4 體系構建

4.1 六大體系布局

為使港珠澳大橋橋墩警示標志能穩定工作，始終處于良好狀態，并能在陰雨天氣下連續工作20個日歷天，需要對標志的供電系統進行精心的設計，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。

水利發展規劃的目的是加快水利建設，全面提升防洪減災、水資源有效供給和水環境、水生態保護能力。根據水利發展“十三五”規劃的要求，到2020年，建成與全面小康社會相適應的現代水利支撐體系，初步實現水利現代化。

水利現代化總體框架體系包括6大體系：防災除澇減災體系、水資源保障體系、水生態環境保障體系、農村水利保障體系、水利信息化體系、公共服務管理體系。這6大體系相輔相成，融為一體，缺一不可。這6大體系，主要結合河北省實際的水利發展狀況，根據“數字化、信息化、智能化、現代化”4步發展進程，建設系統大平臺，實現數據共享與管理，實現水利綜合現代化。

4.2 水利信息資源建設

以相關標準為依據，按照“一數一源”的原則，進一步統一數據標準和建庫標準，規范數據格式，在充分利用和整合現有數據庫信息資源的基礎上，進一步開展資料收集整編，充實數據來源，基本建成覆蓋水利工程、水利空間、社會經濟、水文、氣象、工情、旱情、災情、水資源、工程建設管理、工程運行管理、水環境、水土保持、農村水電、政策法規、水事務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務綜合數據庫(包括水文、雨水情、旱情、工情、水資源、水質、水土保持、水利工程建設與管理、農村水利、水政執法、歷史大洪水、工程移民、水利建設市場主體信用)、水利事務數據庫(包括水利政務信息、人才管理、財務、科技、水利文獻等)、共享交換數據庫、資源目錄庫、主題應用庫、集成支撐庫、知識庫、元數據庫、模型庫、互聯網信息發布數據庫和移動采集數據庫。

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。河北省水文局的數據資源分中心采用邏輯集中部署，其他單位的各類數據資源統一匯集到省信息資源中心，通過云支撐平臺統一對外提供數據服務。

4.3 水利一張圖建設

在水利部“一張圖”(包括矢量數據、遙感數據、地形數據)基礎上，從國土部門更新空間數據，完善河北省“一張圖”(矢量地圖、遙感圖、航拍圖、地形圖和DEM高程數據)建設，以水利“一張圖”服務平臺為基礎，結合水利基礎數據、實時監測數據、業務數據，實現對全省自然環境、水利工程、水雨情、水資源、水土保持、河道地形測量、遙感監測以及基礎地理等多源信息的空間聚合展示和不同時期/時相數據的對比展示。水利“一張圖”的建設任務包括現有空間數據的完善擴展、空間數據的更新維護和空間數據的共享服務。

4.4 水利大數據分析系統

水利大數據分析平臺基礎框架，建設水利數據多維分析系統，建立面向主題的大數據分析模型，開展水利各類數據的深層挖掘對比分析，推進公眾采集上報數據、氣象環保國土等行業外發布數據、互聯網發布數據與水利管理數據融合，提升水利業務應用的監測、分析、預測、預警水平，提高水利管理調度決策的針對性、科學性和時效性，通過在線分析系統對數據進行分析與展示，推進綜合分析試點(水情預測、旱情預測、工程安全預測、洪水淹沒風險分析、水污染擴散仿真模擬)建設。

4.5 水利應用支撐平臺

4.5.1 應用服務平臺

采用面向服務體系及云服務架構，建設應用服務平臺，構建統一應用支撐，將業務系統功能模塊(數據接口)封裝成可以復用的通用組件服務，并注冊和對外發布服務的訪問接口；同時提供報表工具、全文檢索引擎、工作流引擎、企業服務總線等通用工具服務，提供用戶管理、數據訪問、數據字典、消息服務、目錄服務、數據展現、視頻監視、服務管理等通用應用服務，為應用系統開發、運行和整合提供一個基礎框架，實現各應用系統業務協同集成。

4.5.2 數據匯集平臺

建設完善覆蓋“省—直屬單位—市—縣”多級的數據匯集平臺，按照預定規則，實現下屬各單位前端統一采集的監測數據、基礎數據和業務過程數據傳輸到省級平臺相應的數據庫，滿足省級的應用系統運行需要。

4.5.3 數據交換平臺

建設適用于大數據中心相關數據共享交換的統一數據交換平臺，提供數據接入、數據傳輸、數據處理、配置管理、監視統計等功能，實現河北省水利廳與直屬單位、地市縣、流域機構及氣象、環保相關部門各個層級之間的實時監測數據和業務管理數據的縱向匯集和橫向交換。數據交換平臺基于統一的信息交換接口標準和數據交換協議進行數據封裝，利用消息傳遞機制實現數據交換，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證管理平臺，實現全省水利系統用戶信息的統一管理、集中授權，實現統一的身份(數字證書)認證和單點登錄。用戶認證平臺主要包括用戶管理系統、數字證書認證系統(CA系統)和身份認證系統。用戶管理系統和身份認證系統在水資源監控能力項目下發的集成支撐軟件基礎上進行擴展完善。新建數字證書認證系統(CA系統)，實現用戶數字證書的申請、審核、簽發、注銷、更新和查詢。

5 水利現代化與水利信息化關系

水利信息化與水利現代化之間存在相關關系，水利信息化存在于水利現代化之中，水利現代化是以水利信息化為基礎，水利信息化可以提高數據信息采集、傳輸的時效性和自動化水平，是實現水利現代化進程的重要標志，同時也是水利信息化技術開展的重要部分，水利現代化包括水利信息化，又以水利信息化為基礎，是不可缺少的有機組成部分。水利現代化又能反饋于水利信息化，促進水利信息化，水利現代化的程度直接體現了水利信息化的程度，因此水利現代化與水利信息化是密不可分的。

6 結 語

水利現代化建設是以水利信息化為基礎，根據建設原則和現代化概念的闡述，研究河北省水利現代化總體體系。從信息化技術角度出發，建設水利現代化六大體系，水利信息資源、水利一張圖、大數據分析系統、云應用支撐平臺等系統內容。

在充分利用現有信息化資源和成果的基礎上，從避免重復建設，促進資源整合共享和強化業務協同的角度，以水利信息化基礎設施整合為先導，以水利信息資源共享為核心，以水利業務創新應用為突破，以水利網絡與信息安全為保障，以標準規范體系為準則，按照“集成與整合已建、擴充完善在建、標準規范新建”三個層面的整合要求，進一步完善水利信息化綜合體系，全面提升水利現代化的智慧管理能力、智慧支撐能力和智慧服務能力。

[1] 呂振霖. 對水利現代化基本特征的探討[J]. 中國水利, 2010(1): 17- 20.

[2] 張于喆, 史清琪, 張岳. 我國水利現代化的評價指標體系[J]. 人民黃河, 2003, 25(11)：4- 6.

[3] 趙剛, 左德鵬, 徐宗學, 等. 基于集對分析—可變模糊集的中國水利現代化時空變化特征分析[J]. 資源科學, 2015, 37(11)：2211- 2218.

[4] 王維成, 吳茂云, 李玉梅. 水利信息化建設促進水利現代化[J]. 水利技術監督, 2014(3)：35- 37.

[5] 吳恒清, 錢名開. 以水利信息化帶動水利現代化對策探討[J]. 水利信息化, 2012(2)：16- 19.

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