城市水資源管理信息系統(tǒng)的安全性

〔摘要〕利用系統(tǒng)分析方法，探討了城市水資源管理信息系統(tǒng)的安全性。信息系統(tǒng)的安全性評估包括定義目標和界定范圍、清單分析和風險辨識、影響評價、改善評價。只有建立可靠的安全機制才能保證水資源管理信息系統(tǒng)穩(wěn)定、持續(xù)、高效運行。應(yīng)確保數(shù)據(jù)的安全性、網(wǎng)絡(luò)的安全性、軟件的安全性、硬件的安全性、用戶的安全性、傳輸?shù)陌踩院筒僮鞯陌踩裕剐畔⑾到y(tǒng)在城市水資源管理和決策中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

〔關(guān)鍵詞〕信息系統(tǒng)；水資源管理；安全性

DOI：10.3969／j.issn.1008－0821.2011.09.021

〔中圖分類號〕G250.74 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008－0821（2011）09－0087－02

收稿日期：2011－05－27

基金項目：吉林省教育廳科技計劃項目（2006117）、長春師范學院自然科學基金（2009002）

作者簡介：房 巖（1965－），女，教授，博士，研究方向：環(huán)境學、仿生學，發(fā)表論文數(shù)篇。

通訊作者：孫 剛（1969－），男，教授，博士后，研究方向：環(huán)境生態(tài)學，發(fā)表論文數(shù)篇。

Security of Information System for Urban Water Resource Management

Fang Yan Sun Gang Liu Qian

（School of Life Science，Changchun Normal University，Changchun 130032，China）

〔Abstract〕Using system analysis method，the security of information system for urban water resource management was discussed.A security assessment on information system included aim definition and scope limitation，inventory analysis and dangeridentification，impact evaluation，and improvement evaluation.Only a reliable security mechanism is established，can the stable，sustainable，and efficient running of information system for water resource management be ensured.Securities of data，web，software，hardware，client，transfer，and operation should be guaranteed，so asto play the full roles of information system in urban water resource managementand policy making.

〔Key words〕information systemwater resource managementsecurity

水資源已成為當今社會進步、經(jīng)濟增長和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵制約因素之一。隨著水資源短缺、水污染日趨嚴重成為全球性的問題，人們越來越認識到科學管理水資源的緊迫性和必要性。城市水資源管理信息系統(tǒng)由數(shù)據(jù)獲取、分類、貯存、編碼、分析、處理、傳輸、交換、共享、訪問、輸出、發(fā)布、反饋等多個方面組成，涉及水文、氣象、地理、水利、生物、社會、經(jīng)濟、環(huán)境、管理、技術(shù)等多個領(lǐng)域，設(shè)備要求高，學科覆蓋廣，信息量大，同時具有水量監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)控、災(zāi)害預(yù)防等多項功能。通過城市水資源管理信息系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測用水動態(tài)，實現(xiàn)水資源的統(tǒng)一調(diào)配、高效配置和合理利用，是傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變和建設(shè)節(jié)水型城市的重要組成部分，代表了水資源數(shù)字化和信息化管理的發(fā)展方向。我國許多城市（北京市、天津市、南充市、貴陽市、撫順市、廣州市、鄭州市、長春市等）建立的水資源管理信息系統(tǒng)已經(jīng)投入運行［1－8］。但絕大多數(shù)用戶關(guān)心的是信息系統(tǒng)的功能和使用，而對系統(tǒng)安全性的重視明顯不足，很少進行安全分析，普遍抱有不發(fā)生安全禍患或災(zāi)害的僥幸心理。

1 水資源管理信息系統(tǒng)安全性的重要意義水資源管理信息系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、計算機和地理信息系統(tǒng)建立起來的，加快了社會自動化進程，減輕了以往的繁重重復(fù)勞動，大大提高了社會生產(chǎn)率和水資源管理效率，創(chuàng)造出更多的社會經(jīng)濟效益。但是，該信息系統(tǒng)具有很強的開放性，與系統(tǒng)連接的任何網(wǎng)絡(luò)終端用戶都可進行訪問，這就為針對信息系統(tǒng)的非法攻擊和各種犯罪提供了可能，不僅會直接影響信息系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)和應(yīng)用，而且會危及到社會經(jīng)濟生活的正常秩序［9］。目前全世界每年計算機網(wǎng)絡(luò)犯罪造成的經(jīng)濟損失高達數(shù)千億美元，而且仍在上升。因此，必須保證管理信息系統(tǒng)的安全性，將潛在的危險性和破壞性降到最低。另外，一個如此復(fù)雜的管理信息系統(tǒng)在實際運行過程中，自身也存在著許多安全隱患。只有保證各個環(huán)節(jié)、各個組分的安全可靠，才能維持系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、高效地運行。

2 系統(tǒng)的安全性評估信息系統(tǒng)的安全性是指為了防范意外或人為破壞信息系統(tǒng)的運行，或非法使用信息資源，而對信息系統(tǒng)采取的安全保護措施。

2.1 定義目標和界定范圍確定安全分析的目標，根據(jù)目標來界定研究對象的類型、功能、邊界、范圍等。這是一個反復(fù)修正的過程，根據(jù)收集到的基礎(chǔ)信息和數(shù)據(jù)，可能調(diào)整最初設(shè)定的范圍以滿足研究目標。有時還會因為一些限制條件、障礙等，調(diào)整研究目標本身。

2.2 清單分析和風險辨識詳細分析和識別信息系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)和安全隱患，列出清單，確定各種風險事件的等級、權(quán)重和發(fā)生概率。

2.3 影響評價在風險辨識和量化的基礎(chǔ)上，評價風險事件的可能影響，確定信息系統(tǒng)可以接受的風險標準。

2.4 改善評價針對各種風險的威脅，從各個環(huán)節(jié)降低到最小甚至消除。重復(fù)1.1、1.2和1.3步驟，直到系統(tǒng)風險減小到可接受的程度。

3 系統(tǒng)的安全性組成

3.1 數(shù)據(jù)的安全性數(shù)據(jù)庫的安全風險涉及系統(tǒng)授權(quán)、完整性、認證等多個方面。安全保護設(shè)計的指導(dǎo)思想是以最小的成本和代價阻止對數(shù)據(jù)庫的非法訪問。可采取綜合措施以避免數(shù)據(jù)庫遭非法使用，如使用SQL Server 2000等作為后臺數(shù)據(jù)庫軟件，輔以B/S模式、Recover Manager等，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的安全性和可靠性；對數(shù)據(jù)流的傳輸過程進行DES加密，使破譯難度和破譯成本大大增加［10］；定期檢查和維護數(shù)據(jù)庫軟件，查找漏洞，及時升級，修復(fù)隱患［11］；建立完整的數(shù)據(jù)庫實時備份功能，或者根據(jù)需要對數(shù)據(jù)庫中指定部分進行備份；掌握有效的數(shù)據(jù)庫恢復(fù)手段，一旦數(shù)據(jù)庫被破壞，能立即恢復(fù)到破壞前的狀態(tài)，不影響信息系統(tǒng)的正常使用［12］；建立集中式的系統(tǒng)操作日志，登錄、修改、增刪、更新等各項操作都將生成日志，管理員可隨時對日志進行查詢。

3.2 網(wǎng)絡(luò)的安全性隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，各種各樣的計算機惡性程序（如木馬病毒等）一直保持加速度增長，遠程攻擊和非法進入信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)犯罪越來越多。當今的城市水資源管理信息系統(tǒng)基本上是以WebGIS為平臺，是Internet與GIS相結(jié)合的一種形式，改變了傳統(tǒng)的信息獲取、分析、處理、反饋、共享、交換、發(fā)布等方式，但更為嚴重的網(wǎng)絡(luò)安全問題也隨之而來。應(yīng)定期升級殺毒軟件和防火墻，通過實時掃描、實時監(jiān)控等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)健康、有效地運行，保護信息庫免遭攻擊［11］。

3.3 軟件的安全性計算機病毒以軟件為載體、通過網(wǎng)絡(luò)侵入信息系統(tǒng)進行破壞。軟件的非法復(fù)制、刪改和竊用可能導(dǎo)致系統(tǒng)損壞和泄密。應(yīng)使用正版軟件，并及時進行更新和升級補丁。

3.4 硬件的安全性硬件的安全性包括服務(wù)器、外圍設(shè)備、存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通訊設(shè)施、存儲介質(zhì)、機房設(shè)備及物理環(huán)境的可靠性。除了人為因素（如戰(zhàn)爭、社會暴力等）之外，一些自然及人力不可抗拒因素（如地震、水災(zāi)、風暴、電磁波等）也直接危及信息系統(tǒng)的硬件安全。應(yīng)建立可靠的防火系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、防水系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、煙塵監(jiān)控系統(tǒng)，為信息系統(tǒng)配備標準UPS電源，保證冗余電力供應(yīng)，為各種布線預(yù)留足夠空間。

3.5 用戶的安全性設(shè)立信息系統(tǒng)管理員，擁有全部權(quán)限，負責授權(quán)、開戶、銷戶，定義系統(tǒng)用戶的身份，分配用戶權(quán)限，確定用戶級別。用戶進入系統(tǒng)時，通過賬號、密碼等信息進行合法性檢驗和身份認證，不同級別的用戶擁有不同權(quán)限，可獲得的數(shù)據(jù)資源和能使用的軟件資源也有所不同［11］。應(yīng)建立健全嚴格的法律法規(guī)和管理制度，提高信息系統(tǒng)管理人員的責任心，防范對系統(tǒng)安全可能造成危害的人為威脅因素。

3.6 傳輸?shù)陌踩杂嬎銠C系統(tǒng)及其外圍的信息和數(shù)據(jù)傳輸通道，在運行過程中會產(chǎn)生電磁波輻射，一定范圍內(nèi)可能造成信息泄漏。空間電磁波也可能對信息系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾，影響系統(tǒng)正常工作。

3.7 操作的安全性對數(shù)據(jù)修改、增刪等引起的邏輯錯誤可能對系統(tǒng)運行環(huán)境造成重大影響，可使用安全提示和掃描手段，實時警示用戶，并設(shè)置多級安全認證。對系統(tǒng)核心軟件加密，只有管理員才能使用這些軟件［11］。在維護圖形、數(shù)據(jù)或地圖時，應(yīng)不干擾信息系統(tǒng)的正常運行。當系統(tǒng)安全發(fā)生問題時，應(yīng)將損失降至最低，把不利影響限制在可控范圍。

4 結(jié) 語隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水資源供需矛盾日趨突出。水資源、水環(huán)境的科學規(guī)劃、管理和利用已成為保證人類可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會的一個重要領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)具有強大的空間分析功能和空間數(shù)據(jù)庫管理優(yōu)勢，使各種空間信息實現(xiàn)可視化，大量抽象數(shù)據(jù)變得直觀、形象、便于理解，極大地帶動了水利信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)范化的發(fā)展，符合現(xiàn)代城市水資源管理、高效運營和配置的需要，為區(qū)域水資源評價、合理開發(fā)利用、預(yù)測和科學決策提供技術(shù)支持［13］。由多個組分、環(huán)節(jié)、路徑、過程構(gòu)成的水資源管理信息系統(tǒng)具有很高的復(fù)雜性和一些安全問題，其中還可能涉及國家機密。必須建立完善的安全組織機構(gòu)，健全有效的安全管理制度。以內(nèi)部控制機制為核心，根據(jù)國家有關(guān)的法律法規(guī)和管理信息系統(tǒng)的功能需要，建立可靠的安全機制和相關(guān)的監(jiān)督機制，涵蓋系統(tǒng)的不同發(fā)展階段和各個組分，定期進行系統(tǒng)安全分析，確定管理信息系統(tǒng)的權(quán)限梯度，實現(xiàn)系統(tǒng)的完整、穩(wěn)定、真實、合理和保密［9］。將安全管理人員的教育培訓、安全制度的落實、安全環(huán)節(jié)的定期檢查等形成制度化和規(guī)范化，確保安全管理制度的實施和系統(tǒng)的無差錯運行，使信息系統(tǒng)在城市水資源管理和決策中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

參考文獻

［1］趙琦峰，賈海峰.基于GeoDatabase與GIS的北京順義區(qū)水資源管理信息系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)［J］.北京水務(wù)，2007，（3）：6-9.

［2］徐楊，周年生.天津市水資源管理地理信息系統(tǒng)的建立［J］.海洋測繪，2002，22（1）：48-50，62.

［3］舒，唐斌，夏添.基于GIS的南充市水資源綜合管理系統(tǒng)設(shè)計［J］.四川環(huán)境，2008，27（6）：29-31，40.

［4］許保海，李燕，李敏.基于GIS的水資源管理信息系統(tǒng)——以貴陽市地下水資源規(guī)劃利用管理為例［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008，（4）：12-13.

［5］李曉輝，宋平.基于GIS的撫順市水資源管理信息系統(tǒng)設(shè)計［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2007，35（4）：1230-1231.

［6］林少禮，何玲.廣州市水資源管理信息系統(tǒng)設(shè)計研究［J］.人民珠江，2001，（6）：59-61.

［7］宮輝力.鄭州市水資源管理決策支持系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)成［J］.長春地質(zhì)學院學報，1997，27（4）：420-423.

［8］王平.水資源優(yōu)化管理信息系統(tǒng)的開發(fā)——以長春市為例［J］.現(xiàn)代情報，2010，30（11）：153-155，158.

［9］梁文儀.管理信息系統(tǒng)安全性淺析［J］.廣西廣播電視大學學報，2001，12（4）：44-47.

［10］陸俊君.WebGIS在水資源環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用［J］.上海環(huán)境科學，2004，23（5）：224-226.

［11］毛學文，李怡庭，高俊杰.水資源質(zhì)量信息管理與服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2003，（4）：34-37.

［12］左建兵，陳遠生.城市水資源需求管理信息系統(tǒng)初探——以北京市公共生活用水為例［J］.水資源保護，2007，23（3）：83-87.

［13］王景峰.地理信息系統(tǒng)及在水文水資源方面的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學學報，2006，27（1）：144-147.