水利信息化建设初步思考探析

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摘要：文中在概述国内外有关水利事业信息化建设成果现状的基础上，综合研究我国在进行水利信息化建设的重要意义，并对如何构建我国水利信息化的基本框架提出了初步构想。

关键词：水利；信息化；探索

信息资源是21世纪最重要的战略资源，水利数据是我国水利事业发展的重要基础资源。要充分利用现代各类信息技术和手段，最大程度挖掘有关水利信息相关资源，进一步加大资源的投入，深入研究信息的广度和深度，加快国家水利信息建设的进程，促进我国水利事业的规范化和现代化。经过多年的发展，我国水利事业在信息化建设方面也取得了不少的成就，但仍存在一些重复建设、相似度高、软件针对性不强、成本高维护难等问题。水利信息各组成部分如降水量、水环境信息等，之间不存在直接相关性。因此如何有效构建统一的水利信息框架，并保证其能有效应用于水利事业各个方面，是值得深入探讨的问题。

1国内外水利信息化建设的相关研究

1.1国内方面

1.1.1关于水利信息网络应用研究国内研究相关成果。国内水利信息化研究的专家学者紧跟现代信息网络和管理技术，在长斯工作中积累了丰富的理论和应用成果。陶亮博士于2009年武汉大学博士论文《面向水利信息网格的混合式SOA应用技术研究》［1］中，将水利应用IT结构样式与SOA（面向服务的体系结构）相结合，降低了水利行业应用之间耦合度，大大降低了水利专业和行业应用的复杂性，易于被用户接受和在市场上进行推广，也进一步提高了系统的可靠性和工作效率。在水利行业顺利应用GRID（网格）与SOA（面向服务的体系结构）相结合技术是基于水利行业建立了面向服务的体系结构信息网格，系统在分布式环境下具有负载均衡和准时的特征。根据不同用户的水利信息需求，选择性应用两种不同的模式，对模式进行选择与自由切换，这样的系统构建思路有助于解决信息复杂性和环境多变性的问题。

1.1.2“水利信息门户”［2］模式罗军刚在其硕士毕业论文《面向水利应用集成的水利信息门户的研究与应用》［2］中设计了“水利信息门户”［2］的模型。该模型系统研究了“水利信息门户”的基本构架组成，阐述了信息门户在水利信息化过程中的支撑作用。该论文专门研究了实现门户的两个标准—WSRP和JSR168，利用该标准建立了一套体系结构和核心关键技术。最后该研究提出了建立水利信息门户的集成方法与途径，对一个水利信息门户的实例进行了案例分析。

1.1.3水利数据中心框架设计研究2011年，甘郝新等人在其论文《水利数据中心框架设计初探》［3］中对水利信息框架也有专门的论述与探讨。甘等人认为，设计水利数据或信息中心应以用户需求为出发点，需求分析后才能进一步讨论如何进行数据信息中心的搭建。数据机构应分部署架构和数据机构。部署架构是基础设施，是用于支撑数据和应用的网络基础设施和硬软件系统。应用架构指的是数据中心面向水利各级部门、水利各行业单位以及普通社会用户如何及时提供服务，核心是支持这些应用所需要的技术及应用软件平台。最后，作者基于这些构架，设计出了水利数据中心的整体框架。

1.1.4其他国内学者研究莫荣强、龚琪慧等学者提出了一种支持大数据的水利数据中心建设框架［4］，将大数据概念和相关技术，如分布式存储技术、实时数据处理技术和元数据技术应用于水利数据的处理中。设计出了基于大数据的水利数据中心架构，包括数据汇集、数据存储、数据处理分析和数据应用四个层次。

1.2国外方面

1.2.1澳大利亚农业产量研究机构APSIM智能灌溉系统西方发达国家水利信息化程度高，APSRU（澳大利亚国家农业产量研究机构）对其国内农业亟需的灌溉技术开发出了APSIM（智能灌溉系统）。该系统可以利用一组互相独立的功能模块，如管理、生物和环境等独立模块共同收集信息数据，再通过引擎（通讯框架）来整合链接，将配水效率提高到90%。澳大利亚水利信息化程度之高可见一斑。水利信息化管理和技术成果先进。

1.2.2荷兰政府“数字三角洲”项目荷兰55%居民受到洪水威胁，政府投入122亿美元的研究项目“数字三角洲”已顺利完成。该项目利用水利系统所产生的大数据，寻求各种能够发掘新型及旧有数据有效价值的架构，简化这些有价值信息的分享机制，建立一套由IBM提供数据源的集体式注册机制，有效地帮助当局预测自然灾害和组织水利管理。

1.2.3美国数据共享网络平台美国国内的地质调查局（USGS）、国家天气局（NWS）和国家大气数据中心（NWCC），自上世纪80年代开始就共享和水利数据。美国基于科学数据“完全与开放”的政策，已经建成非常成熟的国家级数据共享网络平台USGS网站，很好地服务于各行业，水利信息化和现代化也走在世界前列。此外欧洲也有EEA、ETC/WTR、EIONET等相应的水利信息共享平台。

2促进中国水利事业信息化建设的意义

水利信息化具体讲指的是利用现代信息、管理和数据技术对水利相关数据进行收集、整理和传输，并整合利用，是对杂乱无章的信息进行序化和提升的过程［5］，可以大大提高相关政府部门对水资源的利用和管理水平。进一步讲，水利信息化对促进国民经济发展，提高农业生产效率和政府治理能力都具有重要意义。

2.1水利信息化是国家的战略规划

“水环境污染“、“干旱缺水”、“洪涝灾害”这三个重大水资源问题严重影响并制约各国社会与民生发展。我国是一个大国。长江、黄河等主要干流及其流域的水患及其他各种形式水污染，水土流失等问题不断，每年给我国国民经济造成数亿计损失。为加强水资源利用，造福人民，国家水利部把水利信息建设作为治水的基础工程，纳入了水利事业发展的“十五规划”。规划中指出要切实调整管水治水思路，从工程水利的思路转到资源水利的思想，用信息资源的战略思维去管好治好水资源，实现水资源的最大效益。在这个过程中，全面实现水利资源的信息化和数字化是前提和基础。在大数据时代到来，信息冗余、过载等现象制约了水利信息化的进程，因而建设系统化水利信息体系具有战略意义。

2.2水利信息化建设是实现政府职能转变的需要

政府是为社会公众服务的，水利事业关系公众的利益，水利信息化水平的提高，水利相关部门可以通过完善的数据管理门户或平台向公众推送传递水利信息，向社会及时服务，协助工农业生产，维护公共安全，保证公共服务的公正和公平。

2.3水利信息化有助于促进协调国民经济发展

水资源是不光是自然资源也是战略性的经济资源。水利工程是关系国计民生的基础设施。最大效益和可持续利用水资源是保证社会经济稳步发展，人民安居乐业的国家大计，也是协调国民经济各领域的重要工具。治水是国家治理的重要事业，水利信息化，农业才能信息化，这也是全产业现代化的前提。

2.4水利信息系统建设能有效降低国家行政成本

水利信息化的成果之一就是实现水利信息的共享和系统化，这样做可以把特定区域、行业的信息连接成块，实现知识、人力、信息、方法、方式、理念、制度等资源的互通，提高水利行政机关的工作效率，一定程度上降低水利行政部门的运行成本。

3水利信息系统构建的初步设想

水利信息是水利事业各项活动存和变化的表现形式，包括降水量信息、汛旱情信息、水质水环境信息、水利工程信息等。水利信息化就是将水利事业中产生的各类信息、数据加以归类和序化，以供人们有效检索与利用。水利信息系统就是水利信息序化建设的表现形式，构建水利信息系统就是将各类水利信息有效合理组织、统筹、规划、设计和安排，以满足客户对信息的需求。

3.1正确区分水利信息相关的各类概念

在进行水利信息化建设和构建水利信息系统时，首先要准确区分和定义水利信息相关的概念。信息是大概念，所有表现事物的存在和运动的现象都可以称信息，其范围最广。数据是信息的表现形式和载体，可以是符号、数字、语音、图像、视频等，有定性的也有定量的。情报则是相对于特定人在特定时间内，对其有用的信息。以往关于水利信息相关的研究中，研究者们往往混淆了这三个概念，没有具体区分它们，在概念使用上常常对其进行通用。事实上，水利信息的种类和表现形式是相当复杂的，一定要严格区分，谨慎使用概念。在水利信息化建设的理论和实践中，只有区分清楚水利信息、水利数据和情报的异同，才能为整个水利信息化建设打好基础。要从信息本质和特征出发，并结合信息、数据和情报等几个概念的异同点，正确阐述水利信息的具体含义并明确其所包括的具体内容，比如水旱情、降水量、水利工程等信息，明确这些信息的来源、特征和用途。严格区分水利信息、水利数据、水利情报等相近的概念。

3.2信息系统框架的建立是水利信息化工作的第一步

成熟的水利信息系统推出与应用是水利信息化的外在表现和最终成果，因此构建水利信息系统成了水利信息化建设的最终手段。从构建水利信息系统的框架入手，是实现水利信息分的必经途径。信息框架是有效地设计和组织信息，水利系统信息框架就是利用信息组织的相关方法技术对水利相关的数据、情报等信息进行有效地设计和安排，其基本逻辑框架包括基础支撑层、数据层、平台层、应用层和基础工作、安全保障体系和标准规范体系。其次再理顺水利信息框架各构成部分的具体内容和相互之间的关系。我国在水利信息化建设当中往往重基础设施和数据库的开发，但水利相关信息却是纷繁复杂，表现形式多样，如果没有整体的信息资源规划战略，则开发的信息管理系统实用性和效率必然打折扣。所以在水利信息化建设中最重要的一环就是对信息的整体设计和规划，即信息框架的建设，这是我国水利信息化事业的基础工程之一。

3.3水利信息系统构建及评价

信息系统框架构建完成后，就是建立针对性的信息系统或数据库，满足不同信息用户的需求。信息系统的开发是以需求为导向的，最终系统开发的成功与否需要使用者或相关机构进行客观评价。对设计出来的信息系统的要做总体评价和具体评价，包括系统总体感受，各功能模块的便利性以及数据提供的准确性等。其次，在评价中要阐述系统框架的构成和具体内容，框架各部分的相互关系等。分析水利信息框架在建设水利数据共享平台的意义，分析其在存在的优点和不足。

4结论

总之，水利事业关系国计民生，水利信息化建设是现代水利事业发展的基石，大力发展水利信息化是国家的重大战略之一。研究并掌握我国水利信息化事业的现状，为信息化整体建设打好框架，能够为国家水利事业发展提供一定参考，助推水利信息化发展的进程。

参考文献

［1］陶亮.面向水利信息网格的混合式SOA应用技术研究［D］.武汉：武汉大学，2009.

［2］罗军刚.面向水利应用集成的水利信息门户的研究与应用［D］.西安：西安理工大学，2006.

［3］甘郝新，陈晓武，舒强.水利数据中心框架设计初探［J］.人民珠江，2011，32（6）：61-63，66.

［4］莫荣强.一种支持大数据的水利数据中心基础框架［J］.水利信息化，2013（3）：16-20.

［5］刘志强，潘志德，蔡阳，等.水利信息化［M］.中南大学出版社，2007.

作者：王春娇 单位：南昌工程学院图书馆