基于3S技術的河北省農村水利信息管理平臺建設分析

陳雪英，王淑芬

（1.河北省水利技術試驗推廣中心，河北石家莊 050061；2.河北省農林科學院，河北石家莊 050051）

農村水利工作點多面廣，涉及范圍大，包括農田水利基本建設、農村飲水安全、大型灌區、中型灌區、小型農田水利、節水灌溉、機電排灌、牧區水利、雨水集蓄利用、中低產田改造等。農村水利不僅涉及多方面的工作，而且每項工作都是量大、繁瑣、復雜。以節水灌溉為例，河北省從20世紀50年代初就開始建設節水灌溉工程，目前灌溉面積已達到4.5萬km2，其中節水灌溉面積2萬km2（包括渠道防滲1 953 km2、低壓管道輸水灌溉16 016 km2、噴灌939 km2、微灌1 091 km2）。

由于傳統的農村水利工作采用“以建代管”模式，大多數部門以建設工程作為其管理職責實施的表現，在真正“管理”上做的工作并不到位。目前，農村水利工程管理技術遠遠滯后于實際需求，要想實現“建、管”并重的雙重目標，就要加強對農村水利工程信息的掌握，暢通信息來源渠道，運用先進、科學的信息技術對農村水利工程進行統一管理。

河北省農村水利信息管理平臺是在遙感技術（RS）、地理信息系統技術（GIS）和全球衛星定位系統技術（GPS）相結合的基礎上搭建的信息管理平臺。其中，RS技術主要用于獲取地理信息數據，GIS技術主要用來對地理信息數據進行管理、查詢、更新、空間分析和應用評價，GPS技術主要用于地理信息的空間定位。

1 管理平臺應用的技術優點

1.1 遙感技術

遙感技術是獲取環境信息的強有力的手段，遙感航拍又稱空中攝影或航空攝影，指從空中拍攝地球地貌，成圖為俯視圖。航拍圖能夠清晰地表現地理形態，除用于攝影藝術外，也被用于軍事、交通建設、水利工程、生態研究、城市規劃等方面。

遙感航拍技術可以提供“清晰穩定的實時視頻”“高清晰高分辨率的照片”和“可以用以制作地圖的、有嚴格比例尺和精度要求的照片”。后面的兩方面正好可以滿足規劃和管理平臺的搭建需求，充分發揮其清晰度高、分辨率高、比例尺嚴格和精度高的優勢。

1.2 地理信息系統技術

GIS 系統是集制圖、數據管理和空間分析等功能為一體的、先進的信息管理軟件，用于分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。與地圖相比較而言，它的優點在于：①信息量大，使用方便。比如，選取一個要素，數據庫里這一要素所填寫的數據信息都可以在同一時間顯示。②功能強大完備。GIS可以提供查詢檢索、分類顯示、空間分析、空間計算、修改補充、距離測算等多種功能。③能夠進行動態監測和評估預測。

GIS 技術作為一種工具，為大數據時代以共同建設開發、共同分享成果、實現信息互通為主要內容的信息共建共享發揮了非常重要的作用，并在空間信息技術蓬勃發展的時代在現代國防和國民經濟建設中廣泛應用。目前，這一技術正在從專業走向普適，向著操作便捷化、應用簡單化方向發展，因此得到越來越多的非專業人士青睞，受眾面越來越廣泛，具有非常好的應用前景。

1.3 全球衛星定位系統技術

全球衛星定位系統是一個中距離圓型軌道衛星導航系統，結合衛星及通訊技術，利用導航衛星進行測時和測距，具有全天候、高精度、自動化、高效益等特點，廣泛用于在地測量、工程測量、航空攝影測量等方面。

2 管理平臺的構成要素

通過對河北省農村水利工作的實際情況分析發現，農村水利信息的主體是為農業生產、農村經濟發展、鎮村居民生活服務的基礎設施，同時也涵蓋了在農村開展的水利建設、管理及其他有關水的工作，包括農村水利工程、水資源和水環境以及蓄水、引水、輸水、配水、提水、灌溉、防洪除澇降漬等工程的閘、站、堤、河流、溝渠及水利配套設施。結合以上情況，工程類型可作如下劃分。

（1）一級工程類型，包括農田水利基本建設、農村飲水安全、大型灌區、中型灌區、小型農田水利、節水灌溉、機電排灌、牧區水利、雨水集蓄利用、中低產田改造。

（2）二級工程類型，隸屬于一級工程的農村水利工程類型，具體可細分為渠道、揚水站、機井、低壓管道輸水灌溉、噴灌、微灌、渠道防滲、坑塘、集中供水工程和單村供水工程等。

根據工程類型的劃分，結合河北省實際情況，一級信息化要素分兩項，二級信息化要素確定為渠道、揚水站、機井、節水管網、居民點、地塊、道路、水廠、供水管網等。

確定完要素后，需要按照各要素的特征分別設計需要收集的信息因子，以便進行信息的收集。在設計信息因子時，選擇能夠用數值反應工程特點的主要因素和能夠全面反映工程狀態的數據要素。比如，渠道工程首先有表明地理位置的市縣鄉村要素因子，其次有表明渠道級別的要素因子，第三有長度、寬度、高度等可以用數字表明具體特征的要素因子，第四有設計流量、建設時間、使用狀態等動態要素的因子，這樣就構成了一個完整、準確描述工程的信息集合。

3 管理平臺的特點及功能

3.1 主要特點

河北省農村水利信息管理平臺可以對農村水利數據進行動態監測、處理和分析。

（1）共享性。通過GIS 的互聯網化，管理平臺使農村水利信息真正達到共建共享，并以地圖語言輕松自如地描述和展現。GIS 開放的信息輸入功能，讓各級共同參與平臺建設成為可能，而互聯網的普及使信息共享變為現實，同時也讓民眾享有了知情權和監督權。在實際工作中，還可以利用GPS 技術的定位功能實現定位信息傳輸、動態連續監測。

（2）便捷性。管理平臺以圖形的形式直觀展現，不需要專業的技術操作，只要會上網、會操作電腦的人就可以使用。信息的讀取方便快捷，提供滿足不同需要的查詢功能。平臺具有很好的可擴展性，可以根據需要進行數據兼容。

（3）準確性。管理平臺以后臺強大的數據庫為支撐，可以準確地記錄每一個管理要素的建設時間、建設參數、使用情況等信息，并對數據進行動態監測、處理、分析和評估，讓工程建設管理變得科學直觀，提高工作效率，并為科學決策提供依據。

3.2 主要功能

管理平臺搭建完成并投入使用后，將對河北省農村水利管理帶來巨大效益。

（1）提高農村水利工程建設規劃的科學性。在農村水利工程建設過程中諸如重復建設、無序建設等問題是以往工作中長期存在且很難解決的頑疾，盡管各部門在制定建設規劃時會與相關部門進行銜接，但仍難以改變區域規劃空間布局不合理、內容重疊、無序重復建設、脫離實際等問題。管理平臺的使用及相關數據的共享可以提供可靠的規劃數據來源，避免出現規劃思路不清晰及缺乏針對性、指導性和可操作性等問題，大大提高建設規劃的科學性。

（2）優化資金投入。當前，水利投資的主要問題不是投入多少的問題，而是進一步提升投入產出比的問題。只有以合理規劃為前提，才能確保投入的合理性，使有限的資金發揮其應有作用，實現“好鋼用在刀刃上”的目標。管理平臺的投入使用可以較好地解決農村水利項目多、投資分散等影響農村水利工程建設的問題，形成多個部門“共下一盤棋”的良好局面，有效避免人力、財力、物力的浪費，優化農村水利投資建設管理模式。

（3）實現最嚴格的水資源管理制度。最嚴格水資源管理制度中的1 條紅線為水資源開發利用控制。管理平臺接收農業灌溉機井及灌區等數據后可以進行數據分析，有利于進行農業灌溉水資源管理，促進農業定額灌溉，提高農業用水效率。此外，還可以促進農村水利工程長期發揮效益。工程建后管理是維持工程效益發揮的有效途徑，加強工程監督，將管理責任落實到人，實行“問責”“以獎代罰”，將大大提高用水戶的責任意識。

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