云GIS技術在區域水利信息化綜合服務平臺的研究與應用

佟保根

摘要：通過分析國家、水利部及省水利信息化基本建設的有關規定及樣本區域水利信息化建設的實際情況，將云計算技術用于建設GIS應用，首次以完善水利水務信息基礎設施建設為先導，以統一地圖建設為基礎，以數據中心建設為核心，大力推進各業務應用系統建設，使信息化對水利水務工作的整體支撐提高到一個新水平，最終實現以計算機、移動終端等為工具，涵蓋Pc Web端、移動App和微信公眾號的區域一體化水利綜合業務管理系統。

關鍵詞：云GIS;區域水利信息化;應用

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）32-0258-03

1背景

當前，我國水安全呈現出新老問題交織的嚴峻形勢，水資源短缺、水災害頻發、水生態損害、水環境污染等問題凸顯，嚴重制約社會經濟發展。2014年習近平總書記關于保障國家水安全的重要講話中，提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”十六字治水思路。水利發展“十三五”思路報告提出以建立防汛抗旱防災體系、水資源合理配置和高效利用體系、水資源保護與河湖健康體系和有利于水利科學發展的制度體系作為水利發展核心，全面實施節水型社會、水生態文明、水安全保障體系建設。2014年水利部《關于深化水利改革的指導意見》提出“增強水利保障能力、加快水生態文明建設;加強實用技術推廣和高新技術應用，推動信息化與水利現代化深度融合”，“必須依靠科技創新，驅動水利改革發展”等改革要求。

近年來，隨著信息技術的高速發展和新技術廣泛應用，給社會帶來了新的變革。云計算、物聯網、移動互聯、大數據等新興技術正在深刻影響著社會各行業發展。泛在感知、虛擬化資源、知識化處理、智慧化管理等新技術形態顯著提升了行業智能化水平。2015年7月，國務院印發了《關于積極推進”互聯網+”行動的指導意見》，提出“大力拓展互聯網與經濟社會各領域融合的廣度和深度，著力深化體制機制改革，釋放發展潛力和活力”，“著力創新政府服務模式，夯實網絡發展基礎，營造安全網絡環境，提升公共服務水平”。這些發展戰略和思路的提出，從多角度為水利信息化的未來發展指明了方向。

當前水利信息化存在的如下問題：

1.1信息資源共享能力不足

已建成的業務應用系統基本上都是獨立開發，所采用的系統架構和技術體系各不相同，導致各自信息資源共享困難，不僅影響了信息資源的利用，同時會造成信息不一致等問題。另外，由于建設單個的業務應用系統時，缺乏對各個業務應用系統間協同關系的考慮，致使已建成的業務應用系統基本上不支持業務間的協同，難以發揮信息化提高業務管理效率和水平的作用。

1.2信息采集與工程監控能力有待提升

當前信息采集方面存在采集密度不夠、采集類型不全、突發事件信息采集不夠及時等問題。已建的采集系統標準不統一，各種監測儀器間缺乏關聯，采集信息不準確、不規范，導致信息難以交換和共享。另外，還存在監測站網覆蓋面不完整、布局不合理等現象。特別是對重點工程、重要水資源的視頻監控和視頻監視的覆蓋范圍和監控內容仍難以滿足對水利信息化的深入需求。

1.3業務應用智能化水平不高

目前，業務應用系統主要實現對業務數據的查詢和統計功能，缺乏對信息資源的深度挖掘以及對業務的智能決策輔助，導致信息資源開發利用程度不高、業務決策支持能力不足，尚不能完全滿足各類主題會商決策所需的全面信息服務。

1.4基層水利管理服務水平低，科技支撐亟待加強

農村水利管理專業技術力量薄弱，工程管理運行經費不足，基層隊伍不穩定。防汛、水資源調度、供水、排水監測監控設施不足，自動測報調度系統不完備，各部門現有的信息系統兼容性較差，信息共享和服務能力有待加強。

1.5通信和網絡系統需進一步優化

隨著應用的不斷深入，特別是遠程視頻監視系統的實施，現有的帶寬資源將無法滿足實際的需要;現有多個網絡之間采用的是邏輯隔離，存在巨大的安全隱患，特別是隨著更小比例尺電子地圖的開發和利用，這個問題將愈來愈嚴重;網絡覆蓋范圍還不夠全面，如部分重點水利工程、鄉水利部門還沒有覆蓋到。

網絡安全問題也需要足夠重視，目前很多單位都沒有專業防火墻等，缺乏安全保障環境建設的考慮。

1.6信息化運行維護和信息化人才培養有待加強

水利水務信息化規模越來越大，但缺乏有效的運行管理辦法和專業的信息化人才，在信息化應用培訓和信息化人才培養方面投入不夠，造成了有些系統運行中出現的問題無法及時處理，難以充分發揮效益。這一問題將會隨著信息化規模的擴大而越來越突出。

我國的水利信息化從20世紀70年代起步，在“十二五”期間得到了飛速發展，并取得了豐碩的成果。“十二五”期間，我國依托防汛抗旱等十大重點工程建設，信息化系統應用逐步涵蓋了防汛抗旱、水資源、水土保持、水利工程、農村水利和水利政務等水利業務門類，系統應用范圍不斷向基層水利部門延伸。提升了防汛抗旱整體水平，提高了水資源管理能力，改善了水土保持工作條件，增強了灌區管理和服務能力，促進了水利部門辦公方式的轉變，拓展了水利服務社會的手段，有力推進了傳統水利向現代水利轉變，取得了重大的社會經濟效益。

總的來說，“十二五”期間，國家及省級層面的水利信息化工作取得了飛速發展，但縣級區域層面整體涉及相對較少。

2主要研究內容

2.1總述

2.1.1總體框架

區域水利信息化將以進一步完善水利水務信息基礎設施建設為先導，以統一地圖建設為基礎，以數據中心建設為核心，大力推進各業務應用系統建設，使信息化對水利水務工作的整體支撐提高到一個新水平，最終實現水利信息化。區域水利信息化實施總體框架如圖1所示。

2.1.2總體技術架構

云GIS技術，是將云計算技術用于建設GIS應用。云GIS技術改變了傳統的GIS建設與應用模式，使用戶能更加高效、低成本的使用地理信息資源。云GIS能夠提供基礎設施即服務（IaaS）、軟件即服務（saaS）、平臺即服務（Paas）、數據即服務（DaaS）等形式的空間信息應用。

云GIS基于虛擬化的云計算平臺，實現區域內各級水務部門間的物理資源與軟件資源共享。水利應用在云計算平臺和一張圖的基礎上，強調綜合運用統一門戶、移動終端、大數據分析等技術實現水利業務管理的智能化。采用的總體技術架構如圖2所示。

2.2研究內容

1）水利業務應用深化水利應用系統

全面建設完善防汛抗旱、農村水利管理、水利工程建設與管理、水資源管理、供水決策支持、排水管理，保障防洪抗旱減災、水資源高效利用、水資源保護和河湖健康，著重提升水利業務分析、處理、評價、決策等能力。

建設完善水利電子政務系統，包括綜合辦公、水利規劃、財務管理、紀檢監察、人事管理、科技管理、文獻檔案、黨群管理、信訪管理、政策法規、人才培訓、公眾服務等。增強智能終端方式的政務服務能力，建成更加公開化、便捷化的互聯網水利政務平臺。

2）統一門戶

水利信息化建設需構建統一門戶系統，包括政務內網門戶、政務外網門戶和Intemet網門戶。綜合利用現有各種技術手段實現多業務系統基于GIS的面向PC端和移動終端的統一用戶管理和單點登錄平臺，可以根據個人需求個性定制，使得業務人員可以簡單直觀地操作、查詢各應用系統的信息;建設Internet上的公眾服務門戶，使得公眾可以方便快速地查找到需要的水利相關信息和辦理相關水利事項。

3）信息資源整合共享

基于水利云平臺的建設基礎，有效集成整合現有數據資源和業務應用系統，完成橫向和縱向兩個部分的集成整合。橫向集成主要完成區水利局各業務處室以及直屬管理部門的集成整合。縱向集成主要完成區水利局與省市水利管理部門，以及各轄鄉鎮水利局的集成整合。

4）基礎設施完善

基礎設施建設主要是支撐各類業務應用系統運行的、公共的軟硬件環境。硬件環境建設主要包括計算機網絡、計算機機房、計算資源、存儲資源等，軟件環境建設主要是應用支撐軟件資源。

計算機網絡主要包括政務內網、政務外網（水利專網）和In-ternet網建設。水利信息的采集和水利業務的管理在政務外網中進行，政務外網依托水利專網建設，主要建設完成區（縣）、鄉二級網絡及二級網絡之間的互聯互通，區（縣）、鄉與其直管的重要水利工程的互聯互通，滿足區水利信息化系統信息傳輸的需要。

5）信息化保障環境優化

建設水利信息化保障體系，包括技術標準規范、體制機制、科技創新、人才隊伍建設等方面。

遵循國標或行業標準，在現有標準規范體系基礎上，根據信息化建設需要，完善補充信息采集與工程監控、網絡、數據資源、應用系統、安全等方面的標準和規范。

根據信息化建設需要，完善信息采集與工程監控、網絡、數據資源、應用系統、安全等方面信息化建設的體制機制，包括相應的管理機構、職責、規章制度、管理流程等。

通過加強云計算、物聯網、移動互聯、大數據等新興信息技術在水利業務和管理中的技術引進和創新，實現科技創新、應用示范及推廣。

人才隊伍建設主要包括加強信息化專業人才隊伍建設和加大水利信息化部門人員信息化培訓。

3總結

云GIS區域水利信息化建設實施堅持“統一設計，分步實施;遵循標準，強化管理;平臺共用，資源共享;整合提升，先進實用”的基本原則。

1）統一設計，分步實施。水利信息化是涉及全局的建設項目，涉及全區所有水利單位的每一個部門，必須在統一設計的指導下，分步實施、協調推進水利各業務部門的水利信息化建設進程，保證水利信息化建設的整體陛。

2）遵循標準、強化管理。水利信息化項目的建設應遵循統一的標準，并加強項目建設和系統運行的統一管理。

3）平臺共用，資源共享。充分利用公共信息基礎設施和已建的水利信息基礎設施，全面推進統一平臺和數據庫的建設，促進業務協同和信息資源的廣泛共享，全面滿足防汛防旱、水資源管理、水生態環境、農田水利、工程管理、電子政務等水利業務應用的實際需要。

4）整合提升、先進實用。水利信息化項目建設必須處理好實用與先進的關系，在采用實用方案的前提下，盡量選擇先進的技術，整合資源，提升效用。

4結束語

云GIS區域水利信息化綜合服務平臺充分利用云計算、物聯網、大數據、移動互聯網和云GIS等新一代信息技術，深入挖掘和廣泛運用水務信息資源，包括信息采集、傳輸、存儲、處理和服務，全面提升水務管理效率和效能，對水利對象及水利活動進行透徹感知、全面互聯、智能應用、泛在服務，最終實現更全面的感知、更主動的服務、更整合的資源、更科學的決策、更自動的控制，以及更及時的應對，形成一套基于云GIS技術的區域性水利信息化綜合管理服務平臺。