水利行業基本數據體系初步探索
——以湖南省為例

紀煒之

（湖南省水利水電科學研究院，湖南 長沙 410007）

引 言

“治水興利，人水和諧”已受到全社會高度關注。為提高水利行業服務能力，更好地營造“江河安瀾，洪旱無虞”的生存環境，按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”要求，構建具有預報、預警、預演、預案功能的智慧水利體系已成為現實需求。其中，數字化既是智慧水利的主線，又是智慧水利的基礎，支撐精準化決策。新中國成立以來，通過水利普查、水利統計等一系列基礎性工作，水利行業數字化已取得一定成果，但仍存在基礎工作不足的問題，導致數據統計口徑不一致、數據動態更新遲緩、空間分布不清晰、資產效益不明確。

湖南省作為水利大省，水情是湖南省最大的省情。本文擬從湖南水利實際出發，結合水安全戰略規劃、水利統計、普查成果，通過分析研究提出水利基本數據探索思路，全面摸清水利家底，動態、客觀、系統評價湖南水利發展整體狀況，以期提升水利數字化水平，發現水利發展薄弱環節，指明發展的方向。

1 水利基本數據界定

水利基本數據是反映水利基本情況、治理能力及行業發展的重要基本要素信息。既包括水利基礎信息、基本情況，如水面、河湖、水資源、水工程、水資產等，又包括反映水利行業發展情況，如體現節水、防洪、飲水、用水、生態、治理等能力的數據。既涵蓋“水”，也涵蓋“盆”，更包括保障“水”和“盆”安全運行以及被保障安全的人、物、工程、事件等的具體體現。

2 水利基本數據現狀

新中國成立以來，湖南省曾開展過3 次比較集中的普查工作，但普查收集的數據并不是完全意義上的基本數據。1958 年湖南省農業廳水利工程局，為滿足群眾性的中小型水利工程規劃設計需要，編印了《全省各級河流概況資料》。隨著“農業學大寨”群眾運動的蓬勃發展，水利事業蒸蒸日上，自1973 年起應用1955—1958 年國家測繪總局出版的1/50 000 地形圖，對全省5 km 以上河流流域面積、長度、坡降進行量算，于1977年由湖南省水文總站編制了《湖南河流特征》。進入新世紀以后，為全面了解水利發展狀況，提高水利服務經濟社會發展能力，2010—2012 年開展了第一次全國水利普查，對河流湖泊、水利工程、河湖開發治理保護、水土保持、水利單位等多方面涉水信息進行細致摸查，出版了《湖南省水利普查公報》。隨著信息技術的發展，水利各業務部門根據自身需求不斷開發水資源、水利統計、水庫大壩注冊登記、堤防水閘等業務系統，開展了更為詳細的普查工作。同時，結合已有成果形成了“湖南水利一張圖”。

3 存在問題

歷次相關普查，獲取的數據均為湖南水利事業發展提供了重要依據，但仍存在以下問題：

1）空間管理意識不足。隨著水利行業管理的縱向深入，河湖劃界、水利工程劃界等工作相繼展開，明確行業管理范圍的意識逐漸增強，同時隨著生態環保理念的深入以及遙感測繪技術的普及，由河湖、溝渠、水庫、山塘等構成的水面面積日益受到重視，河湖空間數據備受行業關注，這些都是現有普查工作所無法做到的。

2）數據更新機制不完善。現有水普數據距今已十余年，河湖、水庫、堤防、泵站等數據都發生較大變化，雖偶有更新，但工作較為分散，滿足不了行業管理需求。

3）數據統計口徑不一。因管理工作需要，河湖、水利工程以及水利行政事務過程中產生大量的統計數據，因需求不同，統計分類不同，最終導致各統計數據間產生矛盾。

4）資產效益理念不強。長期以來水利被視為公益行業，需通過國家投資安排建設項目，不產生經濟效益，但隨著工程本身的建成運行，其資產價值發生變化，加之水利工程保護的客體本身具備價值，應定期分類評估，作為后續水利行業建設投融資的依托。

水利基本數據一方面需要準確定位工程空間位置及范圍，另一方面需要了解每個工程蘊含的豐富基礎信息及基本狀態。現階段來看，水利基本數據“量”、“域”以及資產上存在的家底不清的現象，一定程度上阻礙了湖南水利行業的可持續發展，也難以保障湖南水安全戰略的有效實施。因此，如何收集、整理、發掘、管理和使用這些信息，是水利基本數據研究的主要任務。

4 總體設計

4.1 技術路徑

基本數據體系建設需先制定工作框架，明確要收集哪些領域的數據，在此基礎上，整編完善已有數據，補充新增數據，通過水利基本數據初步研判、行業大數據分析、公眾涉水相關監督，整合行業、政府、社會資源，共同推進水利行業整體發展（詳見圖1）。

圖1 技術路徑圖

4.2 體系組成

根據基本數據的面向對象，基本數據體系由基本情況、基本數據集、名錄、數據庫平臺四部分組成。其中基本情況及基本數據集為反映水利基本情況及水利管理水平的高度概括數據，為基本數據體系的內在核心；名錄為對應于水利基本情況及基本數據集面向社會公眾的基礎信息數據，為基本數據體系的外在體現；數據庫為提煉基本數據、名錄的最原始數據，實現水利對象記錄、統計的同時也能結合“地圖”實現空間信息展示，為基本數據體系的數據之源。

4.3 基本框架

根據湖南省實際情況、水安全戰略規劃及相關文件精神，基本數據框架涵蓋水面、河湖、水資源、水工程、水資產、節水、防洪安全、飲水安全、用水安全、生態安全、治理能力建設、洞庭湖12 項，涉及基礎、功能、專題3 類144 項基本數據項（見表1），系統、全面反映湖南水利基本情況、發展及服務社會水平。

表1 湖南水利基本數據項

4.4 關鍵技術

4.4.1 基本數據項獲取

144 項基本數據項除水面面積、固定資產賬面價值、水資源價值、水利工程經濟效益4 項需開展專項研究外，其它數據項均可通過數據平臺統計分析獲取。

1）水面面積。水面面積主要利用收集的光學遙感與雷達遙感影像，通過云量篩選、分辨率重采樣、多波段合成及地理投影、自動提取等手段，反演提取水體，同時結合水文站點實測資料，校核水陸交界帶水體識別精度，修正水面面積的精度。

2）固定資產賬面價值。水工程資產屬專項資產，可通過重置成本法（評估值=重置成本×綜合成新率）單項評估獲取。通常分為機器設備、水工建筑物、房屋及構筑物三大類。

3）水資源價值。水資源價值為發電用水、蓄水、航運、生態等價值總和，其中除生態價值通過考慮污染水體去除成本的凈化價值與棲息地效益以外，其它各水資源價值均采用單價與數量累積進行粗略估算。

4）水利工程經濟效益。參照《水利建設項目經濟評價規范》（SL 72－2013）水工程經濟后評價防洪效益的計算，按照項目可減免的災害損失和可增加的土地開發利用價值計算。

4.4.2 數據庫平臺

收集、治理和存儲水利相關的各類結構化和非結構化數據資源。為基本數據平臺的數據統計分析、專題展示、公報生成等功能提供數據支撐。

1）數據治理

●數據標準與處理。根據水利數據庫表結構及標識符相關標準，構建標準化的水利基本數據字段模板，新增數據的同時，制定系統平臺間數據映射標準，實現與水利統計、大壩注冊等系統的對接，保證數據交換的準確性。此外，根據數據標準，對接口采集數據、新增數據進行規范化處理。

●數據審核。加工后的數據需通過人工審核后入庫，確保數據的準確性。

2）數據統計分析

●數據檢索。提供一站式數據指標檢索和可視化分析平臺，根據需要選擇水利業務模型和水利基本數據指標，并生成可視化圖表，在編輯工具中直接引用。

●數據分析。根據已梳理的河湖、水工程、水資源等144 項基本數據，構建指標本體。利用機器學習和分布式計算技術，構建機器學習模型，為多種水利業務提供支撐。

●智能公報。建立省級基本數據公報模板，設定發布周期。根據預設模板，自動整合相關指標，生成公報底稿，經審核后可發布。同時，提供素材庫、數據統計分析圖表等編輯工具，人工編輯生成公報。

5 結 語

水利基本數據工作對于新時期水利跨越式發展具有十分重要的意義，是落實水安全戰略規劃的重要基礎，其不僅涉及水利行業自身和水資產等方面，更涉及到電力、航運、農業等部門，是一項長期性的工作。后續實踐建設過程中，需進一步與相關行業對接，實現共建共享，共同為數字水利提供技術支撐。