中國水利信息化現(xiàn)狀及解決方案

中國水利信息化現(xiàn)狀及解決方案摘要：中國水利在過去二十多年信息化過程中積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)今計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)中國的“數(shù)字水利”提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和前所未有的發(fā)展機(jī)會(huì)。鑒此，論文提出了一整套水利信息化進(jìn)程中的解決方案。關(guān)鍵字：信息化數(shù)字水利決策支持系統(tǒng)1水利信息化現(xiàn)狀水利行業(yè)作為一個(gè)有著悠久歷史，同時(shí)也是信息十分密集的行業(yè)，其信息化工作開始于“七五”期間，至今已取得了可喜的成績(jī)，但仍存在不少問題。（1）信息的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化工作相對(duì)滯后。水利工作的三大任務(wù)是防治洪澇災(zāi)害，解決干旱缺水和治理改善保護(hù)水環(huán)境。隨著水資源管理和水環(huán)境保護(hù)問題的日益突出，需要開發(fā)的水利信息資源越來越多，對(duì)信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性要求越來越高，但信息的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化工作相對(duì)滯后，加上系統(tǒng)的維護(hù)管理經(jīng)費(fèi)渠道始終未得到很好地解決，致使目前我國在水利信息資源的開發(fā)利用和信息服務(wù)方面，與國際的差距有逐漸拉大的趨勢(shì)。主要表現(xiàn)在未能應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)及時(shí)為政府和社會(huì)公眾提供全方位的信息服務(wù)及信息化的質(zhì)量還不能適應(yīng)水利現(xiàn)代化的需要。（2）對(duì)信息工作的認(rèn)識(shí)不到位。水利系統(tǒng)的干部和職工對(duì)信息化工作的重要性有了一定的認(rèn)識(shí)，但還有一部分員工對(duì)信息化工作認(rèn)識(shí)不足，缺乏緊迫感；沒有形成統(tǒng)一的建設(shè)機(jī)制，水利信息化普及程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，甚至部分單位還沒有統(tǒng)一的規(guī)劃和明確的發(fā)展目標(biāo)。（3）水利信息化發(fā)展水平不高。主要表現(xiàn)在：1)從事水利信息化規(guī)劃的相關(guān)人員對(duì)IT技術(shù)發(fā)展把握不夠深，造成了隨著IT技術(shù)的飛速發(fā)展，大量剛剛完成的信息化應(yīng)用建設(shè)已經(jīng)不能適應(yīng)信息時(shí)代的要求，成了落后的產(chǎn)品。此外，整體性規(guī)劃的不完善或?qū)嵤┎焕鴮?dǎo)致各個(gè)系統(tǒng)的兼容性差，信息流不暢，致使信息化的大量投入所建設(shè)的僅是一個(gè)又一個(gè)的“信息孤島”。2）從事水利信息化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)行業(yè)應(yīng)用理解不夠深，造成了水利信息化產(chǎn)品的易用性、實(shí)用性差，甚至無法推廣或交付使用。3）信息化發(fā)展的保障條件不足。水利信息化工作面廣、量大，信息化技術(shù)發(fā)展快，而現(xiàn)在國家某些投資政策和項(xiàng)目管理制度不太適應(yīng)信息化建設(shè)要求，導(dǎo)致長期以來在水利信息化建設(shè)方面的投入嚴(yán)重不足。水利信息系統(tǒng)的建設(shè)和管理，本身是一個(gè)龐大和復(fù)雜的系統(tǒng)工程，但目前在水利系統(tǒng)還沒有形成一套完整的管理制度、管理措施和管理辦法。此外，水利信息化隊(duì)伍的人才缺乏、技術(shù)儲(chǔ)備不足也是急需解決的問題。2數(shù)字水利的定義隨著“數(shù)字地球”這一概念的提出，“數(shù)字水利”也應(yīng)運(yùn)而生。“數(shù)字水利”是一個(gè)以空間信息為基礎(chǔ)，融合各種水文模型和水利業(yè)務(wù)的專業(yè)化系統(tǒng)平臺(tái)，是對(duì)真實(shí)水文水利過程的數(shù)字化重現(xiàn)，它把水活動(dòng)的自然演變搬進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī)，成為真實(shí)水利的虛擬對(duì)照體?！皵?shù)字水利”是由各種信息的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、模擬和決策等子系統(tǒng)構(gòu)成的龐大系統(tǒng)?？梢愿鶕?jù)不同需要，對(duì)不同時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、分析，透視水文環(huán)境要素的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)數(shù)字仿真預(yù)演?！皵?shù)字水利”的應(yīng)用不僅僅局限在防洪抗旱，它還能夠?yàn)榱饔騼?nèi)水量調(diào)度、水土流失監(jiān)測(cè)、水質(zhì)評(píng)價(jià)等提供決策支持服務(wù)；能夠?yàn)樗こ踢\(yùn)行、水利電子政務(wù)和水利勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)等提供信息服務(wù)；能夠?yàn)槿丝?、資源、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供決策支持；能夠?yàn)槿司迎h(huán)境、社區(qū)規(guī)劃、社會(huì)生活等方面提供全面的信息服務(wù)，提高人們的生活質(zhì)量。3數(shù)字水利解決方案3.1概述計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)、3S技術(shù)、水文模型技術(shù)的飛速發(fā)展給“數(shù)字水利”帶來了前所未有的大好機(jī)會(huì)，終將對(duì)水利信息的采集、處理和共享的方式都產(chǎn)生了很大的影響(圖1)。3.2數(shù)字水利應(yīng)用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應(yīng)用系統(tǒng)主要由采集層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、表示層、接口層、支撐層七個(gè)部分組成（圖2）。3.2.1采集層水利信息化系統(tǒng)是建立在信息基礎(chǔ)之上的，而這些信息的獲得需要通過不同手段和措施；這些獲得信息的手段和措施以及相應(yīng)的采集點(diǎn)就組成了采集層。采集層采集的內(nèi)容有氣象、水雨情、工情、旱情、圖像、水質(zhì)、地下水、水土保持等信息，采集手段包括遙感、遙測(cè)和其他傳感器自動(dòng)采集、云臺(tái)攝像、手工輸入、通過數(shù)據(jù)接口自動(dòng)獲取等；具體的采集內(nèi)容、手段、采集地點(diǎn)的布局等根據(jù)具體系統(tǒng)決定。3.2.2網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層為信息共享和數(shù)據(jù)傳輸提供基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)一般根據(jù)實(shí)際情況采用公網(wǎng)和專網(wǎng)相結(jié)合的方式。腐3.2.鄭3身欺數(shù)據(jù)吩層峰懶數(shù)據(jù)層通昏過建立所該有與水利荒相關(guān)的數(shù)味據(jù)的模型耳或結(jié)構(gòu)，蘆使應(yīng)用層尋能夠更方慕便、更快贏捷地獲得炕各種水利舊信息，產(chǎn)噸生各種水乓利應(yīng)用。濕因?yàn)槊鎸?duì)鏟的是海量枯的異構(gòu)的姓數(shù)據(jù)，還始要兼顧直翻接的面向榜信息的應(yīng)搞用。此外景，數(shù)據(jù)結(jié)怎構(gòu)的建立依必須遵循胞相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)糧，以便為錢上級(jí)或下胖級(jí)系統(tǒng)提槍供數(shù)據(jù)接騙口。威3.2.率4叮袖應(yīng)用沾層奮召應(yīng)用層建禮立在數(shù)據(jù)慢層的基礎(chǔ)敬之上，通斗過建立各自種應(yīng)用模浩型如洪水添演進(jìn)模型紋、排水模暖型等，提泊供水利行本業(yè)的各種蜘應(yīng)用功能朱。如水利博信息服務(wù)迫、統(tǒng)計(jì)分青析、虛擬隸仿真、預(yù)蒸報(bào)決策等失。應(yīng)用層便通過充分鈔利用數(shù)據(jù)嫩層的數(shù)據(jù)技以及最先衰進(jìn)的信息叢技術(shù)朽如沸3超S藥等，建立濕虛擬的數(shù)擁字水利，耀從而能夠毫更好的利在用水利為欠人類服務(wù)醬。短3.2.凝5冷獎(jiǎng)表示倒層磨炒表示層以據(jù)瀏覽器為密載體，直幼接向從事什水利的各劉級(jí)人員提棉供其所需昂要的相關(guān)芹功能或信笨息服務(wù)。膝3.2.贏6尋渣接口蘆層汪班接口層通穩(wěn)過向各級(jí)為水利系統(tǒng)蔑提供網(wǎng)絡(luò)挽接口、數(shù)事?lián)涌诤脱赶到y(tǒng)接口描使各類信剛息得到充版分共享，滑各級(jí)水利龜系統(tǒng)成為搖一個(gè)有機(jī)升的整體，躺最終形隨成藝“劣數(shù)字水靠利慕”穩(wěn)。膜3.2.擔(dān)7身蹤支撐珍層頓扣支撐層通慘過相關(guān)的罵標(biāo)準(zhǔn)體系洋以及最新而的技術(shù)，就保證整個(gè)屈系統(tǒng)安全任、穩(wěn)定、東有效的運(yùn)騎行。哨3.3漸馳決策支持嫌系統(tǒng)絲數(shù)字水利毒應(yīng)用系統(tǒng)娃建設(shè)的最蝴終目的就腫是為防汛甚抗旱、水爹資源合理拆配置、水昌環(huán)境管理足及水土保窄持等決策匆提供科學(xué)思、準(zhǔn)確的糖數(shù)據(jù)支持拋。根據(jù)水括利工作的奸實(shí)際情況透，水利決殲策支持系巾統(tǒng)包括：隙防汛決策梅支持系統(tǒng)躺、抗旱決戲策支持系輝統(tǒng)、水資內(nèi)源決策支鞋持系統(tǒng)、芒水環(huán)境決掏策支持系離統(tǒng)、水土助保持決策方支持系統(tǒng)卻、水利綜鴨合會(huì)商系幣統(tǒng)等（病圖進(jìn)3巾）。虛3.3.心1叉雁防汛決策豈支持系放統(tǒng)凳姓防汛決策你支持系統(tǒng)執(zhí)的建設(shè)是騰保障防汛鴨抗洪工作敲有效和科歸學(xué)的前提枝條件，在報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)昂建立的前者提下，可休以利用遙淺測(cè)數(shù)據(jù)、云遙感圖片熱等進(jìn)行相送應(yīng)的暴雨烘預(yù)報(bào)、洪溫水預(yù)報(bào)、燒洪水調(diào)度俘等工作，儉可以提前羅為防汛抗間洪工作做壤出指導(dǎo)性狐的預(yù)報(bào)、機(jī)預(yù)警措施扣。當(dāng)前，勸水資源緊衫缺成為世替界性問題銹，引起學(xué)螺術(shù)界和各敘國政府的陰關(guān)注。洪辦水不僅是極災(zāi)害，同味時(shí)，洪水雙調(diào)度已成向?yàn)樗Y源鬧研究的新拳課題，攀是正“窩資源水災(zāi)利申”暈的重要組臘成。股3.3.甚2襪頃抗旱決策賞支持系內(nèi)統(tǒng)漲善抗旱決策性支持系統(tǒng)茂有兩類數(shù)慘據(jù)源，一蟲是遙感數(shù)重?fù)?jù)源、另匙一類是旱怠情監(jiān)測(cè)站訴采集的旱黃情信息數(shù)眨據(jù)。麻抗旱決策斃支持系統(tǒng)衰在遙感圖芽片基礎(chǔ)上殘，結(jié)合相書關(guān)的計(jì)算池模型進(jìn)行晃計(jì)算，可招以快速、宅準(zhǔn)確的獲猛得同一時(shí)陶期內(nèi)大范蛛圍的土壤扎含水量信皆息以提供膏第一手的頂輔助決策瘋資料。同食時(shí)也可以幕根據(jù)地面堆旱情固定吩、流動(dòng)監(jiān)盈測(cè)站采集可的地下水饑埋深、土件壤含水量漢、土壤溫暫濕度等數(shù)陽據(jù)，作為仍區(qū)域遙感腳數(shù)據(jù)校正諷的參考。渾3.3.歪3梨煩水資源決資策支持系罪統(tǒng)蓄甜水資源決列策支持系拆統(tǒng)在水資娃源數(shù)據(jù)庫烤及地理數(shù)泉據(jù)庫的基逗礎(chǔ)上，采刷用相關(guān)的恩數(shù)學(xué)模型郊進(jìn)行計(jì)算農(nóng)，評(píng)價(jià)水源資源量、飲預(yù)測(cè)水資悅源量、對(duì)若水資源進(jìn)裝行優(yōu)化管鬧理和科學(xué)輛調(diào)度。接3.3.六4仔籠水環(huán)境決斯策支持系怨統(tǒng)抬粘水環(huán)境決皺策支持系醉統(tǒng)在水環(huán)猴境數(shù)據(jù)庫晃及地理數(shù)勁據(jù)庫的基本礎(chǔ)上，采炒用相關(guān)的港數(shù)學(xué)模型栽進(jìn)行計(jì)算燙，評(píng)價(jià)水容質(zhì)、預(yù)測(cè)守模擬水質(zhì)堵變化、計(jì)柱算水環(huán)境燃容量、控亭制規(guī)劃污稿染物總量春。水環(huán)境暖決策支持械系統(tǒng)將成仇為環(huán)境管喚理和環(huán)境致執(zhí)法重要籠依據(jù)。間3.3.爐5捎歪水土保持舍決策支持外系恒統(tǒng)汽竄水土保持融決策支持抽系統(tǒng)是建事立在水土聾流失數(shù)據(jù)捷庫和地理角數(shù)據(jù)庫的衡基礎(chǔ)上，偶利用水土廟流失評(píng)價(jià)責(zé)及治理數(shù)援學(xué)模型技魄術(shù)，采用承智能決策曠支持系統(tǒng)宵的思想建詠立水土流販?zhǔn)Ｐ蛶旄?，為水土劈流失的評(píng)旁價(jià)及預(yù)測(cè)腰提供強(qiáng)大歉的決策支丟持。水土旅保持決策圍支持系統(tǒng)短的研究不紙僅對(duì)土壤買侵蝕的評(píng)勻價(jià)提供科撞學(xué)方法，剖水土保持用決策支持袖系統(tǒng)與實(shí)戴時(shí)水保監(jiān)愛測(cè)系統(tǒng)的螺集成將為猜保障水土匙保持治理回工程的科初學(xué)性，并球指導(dǎo)水保熊工程的規(guī)賞劃和實(shí)施敗。扣3.3.此6富付水利綜合漠會(huì)商系繳統(tǒng)紅駛水利綜合昌會(huì)商系統(tǒng)勿集中展示僵上述各種渴決策支持忌系統(tǒng)提供神的關(guān)于防共汛、抗旱毛、水資源卻、水環(huán)境苗、水土保孩持等數(shù)據(jù)幸，為水利擁部門主管旋領(lǐng)導(dǎo)提供結(jié)集成的會(huì)爸商環(huán)境，招便于會(huì)商物人員迅速述地作出科登學(xué)決策，拉下達(dá)會(huì)商內(nèi)命令，以六預(yù)防或盡塘量減少未扶來可能造仍成的各種鍋損失。4結(jié)語點(diǎn)（具1閱）解“理數(shù)字水寸利痰”佩是未來中粗國水利事伯業(yè)發(fā)展的乒方向。只圖有在各種歐先進(jìn)技術(shù)過的基礎(chǔ)上善，結(jié)合水搜利行業(yè)特壩點(diǎn)，打造墾具有中國序特色唇的鐮“融數(shù)字水詠利濕”撞工程，才蜜能更好更袖快地使水恰利事業(yè)服穴務(wù)于社會(huì)猜；竹（駛2赤）鋒“超數(shù)字水例利窗”取的發(fā)展不州是一蹴而災(zāi)就的，是們一個(gè)長期悶的漫長的襪過程，在亡這個(gè)過程坑中，需要殊各行業(yè)進(jìn)借行緊密配視合，才有宮可能達(dá)到辰目的；束（姿3活）泥“軋數(shù)字水榆利飯”雙是一個(gè)開砍發(fā)動(dòng)態(tài)的箏概念，也晝就是說隨健著相關(guān)新敲技術(shù)的出楚現(xiàn)，它必月然要運(yùn)禍用盾“小數(shù)字水宇利斗”你中，這樣容才能確瓶保豬“辮數(shù)字水蓄利戴”映工程的技淋術(shù)先進(jìn)性博；喪（錘4較）跳“群數(shù)字水抱利叨”饞工程必須齊與頭“內(nèi)數(shù)字中開國才”牧乃選至罷“敢數(shù)字地紹球扒”科的發(fā)展方襲向保持一奸致，才能擾保持長久難不衰的生鑒命力。掩參考文獻(xiàn)妙：丑[