基于云服務的基層水文信息展示與發布探討

劉曙光 ，邱 宣 ，金輝明

（1.江山市水文站，浙江 江山 324100；2.杭州知水科技有限公司，浙江 杭州 310009）

1 問題的提出

我國經過多年水文信息化建設，在水文自動測報、水文信息自動化采集處理、水文分析計算及水文專業系統建設方面取得了長足發展[1]。隨著當前互聯網技術和社會經濟的高速發展，公眾對各種信息的實時獲取需求日益迫切，為公眾提供直觀可靠的水文信息服務成為水文部門當前亟需解決的問題。與此同時，當前基層水文部門資金和人力投入不足，部門人員結構單一，技術人員缺乏，依靠一個基層水文部門的技術力量和資金實力很難建立綜合性的公眾化水文信息服務平臺。本文將研究充分運用當前主流的互聯網技術和云技術，搭建基于云服務的集總式水文信息公眾發布云平臺，為基層水文部門提供統一的水文信息發布管理平臺，降低基層水文部門信息化建設的技術門檻，提高水情信息公眾發布效率。

2 總體框架結構

平臺架構可分為數據采集層、云數據中心層、服務支撐層、應用層和角色層（見圖1）。

圖 1 系統總體框架圖

分布式數據采集層:采用分式架構從各種數據源，實時準確地采集各類水文應用相關數據，其中包括實時水雨情數據、氣象未來降雨數據、雷達數據、衛星云圖數據、臺風路徑數據等。

云數據中心層:對數據進行集中式存儲和管理，其功能包括對數據匯集、過濾、存儲和分發應用，同時系統對整個數據流程進行有效管理，保證數據的實時、準確和可靠。

服務支撐層:為應用層提供基礎性的信息服務，其中包括圖形生成服務、數據統計服務、降雨分布圖生成服務、專題圖生成服務以及后續為應用提供的其它服務。

應用層:平臺通過調取基礎服務，生成各種前端展示功能并可對前端展示頁面進行個性化配置。其展示頁面包括水雨情地圖展示、水雨情綜合展示、區域平均雨量展示、水雨情過程展示及降雨分布圖展示等。

角色層:平臺的前面角色主要分為3類，一是管理人員，可以對各種終端展示頁面進行配置和管理；二是PC終端，可以在PC終端上顯示各種展示頁面；三是移動終端，可以在移動終端上顯示各種展示頁面。

3 關鍵技術

3.1 分布式數據采集技術

本平臺涉及到各種水文相關數據，可能分布在各個地方，同時可能來自不同的源頭。如實時水雨情數據來自水文部門的水情業務數據庫；氣象數據來自氣象部門的數據接口服務；雷達、云圖和臺風路徑數據來源于網絡等，無法采用通用的數據采集器采集所有數據。本平臺將采用分布式數據采集技術，把采集器分布在不同的服務器上，并采用不同的采集方式進行數據采集，提高系統的可擴展性、通用性和兼容性。

3.2 云數據存儲技術

為了實現對基層水文部門的水文信息化服務，需要完成對全省范圍內各種水文相關信息的實時采集。通過長期運行，數據量已達PB級別，采用常規的結構化數據存儲技術已無法滿足實際應用需求。本次建設將采用云端數據存儲技術，建立海量并發數據并行接收處理和同步技術，提高系統并發處理能力，保障系統的可靠性和可用性。

3.3 基于 SOA 的微服務技術

面向所有基層水文部門的水情公眾信息發布，實現對公共資源的有效利用，并實現基礎平臺的服務功能。采用SOA的微服務架構，開發各種通用服務，包括數據統計、圖形生成、降雨分布圖生成、專題圖生成等，為平臺提供各個服務調用，實現平臺的通用性和可擴展性。

3.4 采用 VUE 的數據驅動編程技術

該平臺會涉及各個配置模塊，管理人員通過配置就可生成個性化的展示頁面。為了降低系統的開發難度，本次建設將采用當前主流的VUE開發框架，通過框架的數據驅動機制，完成數據與展示內容的有效對接，提高系統的開發效率。

4 平臺的應用

江山市水文部門通過平臺后臺配置功能完成了展示頁面的個性化定制，實現水情信息的前臺展示，其展示內容包括地圖化水雨情信息、各站綜合信息、各鄉鎮平均雨量、各區域平均雨量、較大雨量站點雨量圖形及水利宣傳標語等。以圖表為主，文字為輔，直觀生動。

4.1 地圖化水雨情信息

提供地圖化實時水雨情信息展示功能。在地圖上顯示重要站點水雨情信息，包括站點的最新水位、昨日雨量和今日雨量，并可根據水位情況，以不同等級進行顯示，超警戒站點以黃色顯示，超保證站點以紅色顯示。并提供重要站點的過程顯示功能，動態顯示站點水雨情過程信息。并把站點分成3部分內容進行展示，分別為江山港河道站及3大水庫、國家重點雨量站及小（1）型水庫。

4.2 水雨情站點綜合顯示

提供各水雨情站點的綜合顯示功能，并對水雨情站點進行分類顯示。內容包括站點的昨日雨量、今日雨量、近一小時雨量、前一小時雨量、最新水位、最新庫容、水位上報時間及特征水位。同時系統可根據當前水位情況，顯示出漲落情況及超警戒情況。用戶根據應用對站點進行分類，分類基本與地圖化水雨情信息展示一致，分別為河道站及大中型水庫、國家雨量站以及小（1）型水庫。

4.3 各鄉鎮平均雨量

根據行政化管理需求，頁面提供對各鄉鎮平均雨量信息的展示功能。根據配置好的各鄉鎮根據站信息，生成各鄉鎮的平均雨量信息，其展示內容包括今日雨量和昨日雨量，同時可根據不同的雨量等級以不同的圖標進行展示。

4.4 較大雨量站點雨量圖形

根據水文的應用慣例，頁面提供對區域平均雨量統計分析功能，可對江山市的北部、中部和南部進行統計，生成各區域的昨日和今日平均雨量值并進行顯示，同時對全市所有站點的雨量數據進行統計，提取雨量較大的站點，以柱狀圖顯示。

4.5 水利宣傳標語

可根據用戶需求，制作水利宣傳標語，并在展板上進行動態顯示。

5 結 語

本文從基層水文部門的實際出發，提出基于云服務建設集總式水情公眾發布平臺，在本研究中主要取得以下研究成果:

（1）針對基層水文的資金和人力現狀，利用技術換人思路，充分運用現代化云技術，有效突破基層信息化建設中的技術和人力瓶頸，為基層水文信息化建設提供新的解決方案。

（2）通過集成化平臺建設，提高水文信息展示效果，提高水文數據的質量和管理效率。

（3）通過在江山市水文部門的實際應用，利用云存儲技術和扁平化數據管理方式，切實減輕基層技術人員的日常運維壓力，充分發揮水文數據的共享能力和應用效益。

（4）在后期的平臺運維中，充分發揮基層水文部門的實踐優勢，在采納基層人員意見的基礎上，對平臺進行不斷地完善和升級，發揮平臺的公眾發布優勢。