數(shù)據(jù)源物理集中技術(shù)在水利信息化資源整合中的應(yīng)用

摘要：資源整合是水利信息化工作的重要組成部分，是發(fā)揮信息化成果推廣應(yīng)用的突破口，是促進(jìn)資源共享的有效途徑。本文敘述應(yīng)用數(shù)據(jù)源物理集中技術(shù)開展水利信息化資源整合，較好地解決了信息化數(shù)據(jù)資源分布零散標(biāo)準(zhǔn)不一問題，初步實(shí)現(xiàn)了“一數(shù)一源”，解決了數(shù)據(jù)描述對(duì)象及其屬性的語義一致性，為信息化資源共享提供了前提基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：資源整合;物理集中;歸并數(shù)據(jù)源;維持?jǐn)?shù)據(jù)源;對(duì)象類

中圖分類號(hào)：TV22-39? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1007-9416（2020）10-0000-00

0 引言

兵團(tuán)于2006年開始水利信息化建設(shè)工作，經(jīng)過近10年的建設(shè)發(fā)展，借助“十二五”期間國(guó)家關(guān)于繼續(xù)實(shí)施西部大開發(fā)、全國(guó)對(duì)口援疆和第一、二次中央新疆工作座談會(huì)后相關(guān)政策的支持，兵團(tuán)水利信息化推進(jìn)明顯加快，水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施得到明顯改善，水利信息化程度顯著提高，水利信息化形成了較為完善的應(yīng)用體系，但還遠(yuǎn)沒有形成全面服務(wù)、有效支撐、共建共享、協(xié)同工作的局面。尤其體現(xiàn)在決策人員需要快速獲取各分散業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)過程中，往往存在“數(shù)據(jù)上不來、數(shù)據(jù)找不到、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確”的問題，嚴(yán)重影響綜合會(huì)商決策的時(shí)效性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性。要破解以上難題，開展水利信息化資源整合共享工作是突破口，也是解決上述問題的最有效途徑[1]。

1 信息化資源整合需求

目前兵團(tuán)水利信息化側(cè)重于面向單一業(yè)務(wù)應(yīng)用視角的數(shù)據(jù)組織方式顯然已不能滿足水行政管理的需要，不能為水行政管理決策支撐提供充分的信息支撐[2]。主要表現(xiàn)在：

1.1 數(shù)據(jù)分布零散，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一

各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源分布零散，缺乏整理，不成體系。而且每個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)編碼等標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，從而導(dǎo)致各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)不能共享與交互。

1.2 數(shù)據(jù)資源對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)的決策支撐能力不足

現(xiàn)有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源沒有形成面向?qū)ο蟆⒔y(tǒng)一語義、易于關(guān)聯(lián)的有機(jī)整體，難以有效利用和深度挖掘，為決策支持提供數(shù)據(jù)支撐的能力有限。

2 歸并數(shù)據(jù)源物理集中和維持?jǐn)?shù)據(jù)源物理集中技術(shù)

物理集中是指將數(shù)據(jù)資源按面向?qū)ο竽Ｐ娃D(zhuǎn)換后，統(tǒng)一語義空間集中存儲(chǔ)在中心數(shù)據(jù)庫中，整合形成面向?qū)ο蟆⒔y(tǒng)一語義、易于共享、易于關(guān)聯(lián)、易于挖掘的有機(jī)數(shù)據(jù)體系，同時(shí)抽取元數(shù)據(jù)，并生成數(shù)據(jù)資源目錄[3]。整合后原生產(chǎn)庫（業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)）維持正常運(yùn)行，實(shí)體數(shù)據(jù)的共享使用需求由中心數(shù)據(jù)庫承載。根據(jù)數(shù)據(jù)源的更新維護(hù)特征，可將物理集中細(xì)分為歸并數(shù)據(jù)源物理集中和維持?jǐn)?shù)據(jù)源物理集中兩類。

2.1 歸并數(shù)據(jù)源物理集中

主要針對(duì)數(shù)據(jù)來源不唯一、缺乏統(tǒng)一更新維護(hù)、有廣泛共享應(yīng)用需求的數(shù)據(jù)資源，即數(shù)據(jù)存在多個(gè)版本并被多單位更新維護(hù)，如：水利工程、河湖水系等。由于多源維護(hù)導(dǎo)致各版本數(shù)據(jù)不一致、共享利用困難，因此將數(shù)據(jù)源進(jìn)行歸并后再共享更為合理，并確定唯一的數(shù)據(jù)責(zé)任單位負(fù)責(zé)更新維護(hù)。

進(jìn)行歸并數(shù)據(jù)源物理集中整合后，數(shù)據(jù)源由多源合并為單源，數(shù)據(jù)的長(zhǎng)效更新維護(hù)由擬定的唯一數(shù)據(jù)責(zé)任單位完成，從而保證數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)性、一致性和現(xiàn)勢(shì)性。同時(shí)，數(shù)據(jù)共享服務(wù)由共享服務(wù)庫統(tǒng)一提供，原生產(chǎn)庫可維持正常運(yùn)行（利用數(shù)據(jù)同步提供的接口按需抽取最新數(shù)據(jù)），也可基于合并后的數(shù)據(jù)源加以適當(dāng)升級(jí)改造。

2.2 維持?jǐn)?shù)據(jù)源物理集中

主要針對(duì)數(shù)據(jù)來源唯一、能伴隨業(yè)務(wù)部門的日常業(yè)務(wù)工作更新維護(hù)、具有共享應(yīng)用需求的數(shù)據(jù)資源。進(jìn)行維持?jǐn)?shù)據(jù)源物理集中整合后，數(shù)據(jù)源維持不變，即數(shù)據(jù)的長(zhǎng)效更新維護(hù)仍然由原數(shù)據(jù)責(zé)任單位完成。整合后，數(shù)據(jù)共享服務(wù)由中心數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一提供，原生產(chǎn)庫維持正常運(yùn)行，僅需提供接口供共享服務(wù)庫抽取數(shù)據(jù)。

3 物理集中技術(shù)在資源整合中的應(yīng)用

在梳理兵團(tuán)水利信息資源的基礎(chǔ)上，利用面向?qū)ο蟮乃麛?shù)據(jù)模型，將涉及水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的水利對(duì)象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及水利對(duì)象空間及業(yè)務(wù)關(guān)系等數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一存儲(chǔ)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用共享庫，整合形成面向水利對(duì)象，統(tǒng)一語義，易于共享，易于關(guān)聯(lián)，易于管理的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)“一數(shù)一源”，同時(shí)抽取元數(shù)據(jù)，生成數(shù)據(jù)資源目錄。通過數(shù)據(jù)資源目錄，數(shù)據(jù)交換與共享服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享應(yīng)用，為水利業(yè)務(wù)應(yīng)用提供權(quán)威、全面、完整和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.1 劃分對(duì)象類

根據(jù)水利部水信息基礎(chǔ)平臺(tái)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)《水利對(duì)象基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)符》，對(duì)象分為水利對(duì)象、涉水對(duì)象和IT對(duì)象。水利對(duì)象是指水事活動(dòng)中所涉及水利系統(tǒng)事權(quán)范圍內(nèi)的實(shí)體或概念，例如：河流、水庫、水利行業(yè)單位和水資源分區(qū)等。水利對(duì)象劃分為自然和非自然兩個(gè)大類，其中自然類劃分為地表和地下兩個(gè)中類，非自然類劃分為設(shè)施和非設(shè)施兩個(gè)中類;地表與地下兩個(gè)大類分別劃分為集水單元和輸水通道兩個(gè)小類，設(shè)施中類劃分為獨(dú)立設(shè)施和組合設(shè)施兩個(gè)小類，非設(shè)施中類劃分為行為主體和行為客體兩個(gè)小類;每個(gè)小類下劃分若干個(gè)對(duì)象基礎(chǔ)類，對(duì)象類可根據(jù)需要無限制擴(kuò)充。

考慮兵團(tuán)的實(shí)際需求，本項(xiàng)目選取水利部三大類66個(gè)基礎(chǔ)類中的52類進(jìn)行數(shù)據(jù)建模擴(kuò)展和數(shù)據(jù)整合，并根據(jù)兵團(tuán)水行政管理業(yè)務(wù)需求增加防汛抗旱物資倉庫、防汛裝備（隊(duì)伍）、涉水景點(diǎn)、數(shù)字標(biāo)示牌（水功能區(qū)、河長(zhǎng)制等）等，共設(shè)計(jì)包括56類對(duì)象的中心數(shù)據(jù)庫模型，整合相關(guān)數(shù)據(jù)。

水利對(duì)象名錄包含47類水利對(duì)象和5類涉水對(duì)象共計(jì)52類基礎(chǔ)對(duì)象，每類對(duì)象分別整合對(duì)象名錄表，每類對(duì)象名錄表里需包含對(duì)象代碼、對(duì)象名稱、對(duì)象建立時(shí)間等。

涉水對(duì)象是指水事活動(dòng)中所涉及非水利系統(tǒng)事權(quán)范圍內(nèi)的實(shí)體或概念，包括行政區(qū)劃、橋梁、管線、涉水組織機(jī)構(gòu)、主體功能區(qū)等。

IT對(duì)象是指水利信息化活動(dòng)中所涉及的硬件、數(shù)據(jù)、服務(wù)、應(yīng)用、角色、用戶及信息載體等實(shí)體或概念。

3.2 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型

在對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源進(jìn)行梳理和分析的基礎(chǔ)上，采用面向?qū)ο蟮睦碚摲椒ǎ詫?duì)象的方式組織兵團(tuán)水利數(shù)據(jù)資源，系統(tǒng)整理水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的各類水利對(duì)象，并采取統(tǒng)一口徑對(duì)水利對(duì)象進(jìn)行定義和命名，從標(biāo)示和屬性兩方面描述對(duì)象。

建立合理的水利對(duì)象模型，是建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和共享庫的基礎(chǔ)，以對(duì)象的唯一標(biāo)示為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)象的基本屬性、業(yè)務(wù)屬性、空間描述、對(duì)象間關(guān)系及元數(shù)據(jù)的統(tǒng)一關(guān)聯(lián)，確保“一數(shù)一源”。

3.2.1 水利對(duì)象與其屬性

為減少數(shù)據(jù)冗余、提高結(jié)構(gòu)靈活性和數(shù)據(jù)間的易關(guān)聯(lián)能力，將對(duì)象劃分為標(biāo)識(shí)和屬性，其中對(duì)象標(biāo)識(shí)僅表達(dá)本體的存在性和唯一性，屬性則是該本體有可能存在的相關(guān)特征信息，如基本屬性、業(yè)務(wù)屬性、空間屬性，以及標(biāo)識(shí)或?qū)傩跃锌赡艽嬖诘臅r(shí)相特征等。

以水庫工程為例，按此建模思想，則對(duì)象標(biāo)識(shí)僅存儲(chǔ)水庫唯一編碼和曾用編碼（即在已有系統(tǒng)中曾經(jīng)采用過的編碼），基本屬性可存儲(chǔ)水庫名稱、所屬標(biāo)識(shí)對(duì)象編碼、總庫容、正常蓄水位等信息，業(yè)務(wù)屬性可存儲(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)、防洪指標(biāo)、病險(xiǎn)情況等。同時(shí)，水庫一般還會(huì)有自身的空間屬性，在大比例尺空間時(shí)它可以表達(dá)為一個(gè)面狀要素，在小比例尺空間時(shí)它又可以表達(dá)為一個(gè)點(diǎn)狀要素。而且，水庫的對(duì)象標(biāo)識(shí)、基本屬性、業(yè)務(wù)屬性和空間屬性均可能存在時(shí)相特征，如：水庫的消亡、名稱發(fā)生變更、病險(xiǎn)情況發(fā)生變化、蓄水水位不同引起的淹沒范圍變化。其數(shù)據(jù)模型如圖1所示。

根據(jù)該模型的特征，標(biāo)識(shí)類對(duì)象及其基本屬性和空間屬性宜于統(tǒng)一集中更新和維護(hù)，而業(yè)務(wù)屬性則宜由各業(yè)務(wù)主管單位分別更新和維護(hù)。

3.2.2 對(duì)象與對(duì)象的關(guān)系模型

依賴關(guān)系：對(duì)象與對(duì)象間一般會(huì)存在依賴關(guān)系，即表達(dá)對(duì)象間的所屬、隸屬、附屬的關(guān)系。這種關(guān)系比較強(qiáng)烈，因?yàn)槿绻P(guān)系一旦喪失，對(duì)象間就無法建立關(guān)聯(lián)，因此，這種關(guān)系是一種強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系。如：某大壩屬于某水庫，某水庫屬于某個(gè)或某些行政區(qū)劃。

相關(guān)關(guān)系：另外，對(duì)象間還可能存在一種相關(guān)關(guān)系，指的是對(duì)象間可以存在這種關(guān)系，但不以這種關(guān)系的存在而影響自身的存在，因此，這種關(guān)系是一種弱關(guān)聯(lián)關(guān)系。如水庫對(duì)象與公文對(duì)象的關(guān)系，水庫對(duì)象與檔案對(duì)象的關(guān)系。

空間關(guān)系：指有空間屬性的對(duì)象與其他對(duì)象空間屬性的關(guān)系，如：水庫庫區(qū)有哪些入河排污口。無空間屬性的對(duì)象有時(shí)也可通過相關(guān)關(guān)系間接建立空間關(guān)系，如：“關(guān)于某水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)報(bào)告的批復(fù)文件”這個(gè)公文對(duì)象就可以借助相關(guān)水庫的空間屬性掛接在空間要素上。

以上這些關(guān)系都是進(jìn)行數(shù)據(jù)資源間廣泛關(guān)聯(lián)和深度挖掘的基礎(chǔ)，應(yīng)進(jìn)行有序建設(shè)和長(zhǎng)時(shí)序積累。兵團(tuán)水利信息化資源整合主要以依賴關(guān)系建立關(guān)系表，針對(duì)相關(guān)關(guān)系則建立對(duì)象類級(jí)的關(guān)系映射規(guī)則表，通過搜索引擎等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián);空間關(guān)系通過空間分析算法計(jì)算而得，不單獨(dú)建立數(shù)據(jù)庫表存儲(chǔ)。

4 結(jié)語

在水利信息化資源整合工作中，利用數(shù)據(jù)源物理集中技術(shù)很好地解決了水利信息化數(shù)據(jù)資源中的數(shù)據(jù)分布零散標(biāo)準(zhǔn)不一問題，初步實(shí)現(xiàn)了水利工程對(duì)象“一數(shù)一源”，解決了數(shù)據(jù)描述對(duì)象及其屬性的語義一致性，為信息化資源共享提供了前提基礎(chǔ)。信息化資源整合提升了兵團(tuán)水利行業(yè)在綜合業(yè)務(wù)管理、電子政務(wù)及公共服務(wù)等領(lǐng)域的信息化應(yīng)用水平。

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收稿日期：2020-08-17

作者簡(jiǎn)介：王玉麗（1980—），女，內(nèi)蒙古赤峰人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：地理信息系統(tǒng)與制圖。

Application of Data Source Physical Concentration Technology in the Integration of Water Conservancy Information Resources

WANG Yu-li

（Xinjiang Corps Survey and Design Institute （Group） Co.， Ltd.，Urumqi? Xinjiang? 830002）

Abstract： Resource integration is an important part of water conservancy informatization work， a breakthrough in the promotion and application of informatization results， and an effective way to promote resource sharing. This article describes the application of data source physical concentration technology to carry out the integration of water conservancy informatization resources， which better solves the problem of different standards for the distribution of informatization data resources， initially realizes "one number， one source"， and solves the problem of data description objects and their attributes. Semantic consistency provides a prerequisite foundation for information resource sharing.

Keywords： resource integration; physical concentration; merge data sources; maintain data sources; object classes