我國水利信息化建設的初步思考

王春嬌

南昌工程學院圖書館，江西 南昌 330019

信息資源是21 世紀最重要的戰略資源，水利數據是我國水利事業發展的重要基礎資源。要充分利用現代各類信息技術和手段，最大程度挖掘有關水利信息相關資源，進一步加大資源的投入，深入研究信息的廣度和深度，加快國家水利信息建設的進程，促進我國水利事業的規范化和現代化。經過多年的發展，我國水利事業在信息化建設方面也取得了不少的成就，但仍存在一些重復建設、相似度高、軟件針對性不強、成本高維護難等問題。水利信息各組成部分如降水量、水環境信息等，之間不存在直接相關性。因此如何有效構建統一的水利信息框架，并保證其能有效應用于水利事業各個方面，是值得深入探討的問題。

1 國內外水利信息化建設的相關研究

1.1 國內方面

1.1.1 關于水利信息網絡應用研究

國內研究相關成果。國內水利信息化研究的專家學者緊跟現代信息網絡和管理技術，在長斯工作中積累了豐富的理論和應用成果。陶亮博士于2009 年武漢大學博士論文《面向水利信息網格的混合式SOA 應用技術研究》［1］中，將水利應用IT 結構樣式與SOA（面向服務的體系結構）相結合，降低了水利行業應用之間耦合度，大大降低了水利專業和行業應用的復雜性，易于被用戶接受和在市場上進行推廣，也進一步提高了系統的可靠性和工作效率。在水利行業順利應用GRID（網格）與SOA（面向服務的體系結構）相結合技術是基于水利行業建立了面向服務的體系結構信息網格，系統在分布式環境下具有負載均衡和準時的特征。根據不同用戶的水利信息需求，選擇性應用兩種不同的模式，對模式進行選擇與自由切換，這樣的系統構建思路有助于解決信息復雜性和環境多變性的問題。

1.1.2 “水利信息門戶”［2］模式

羅軍剛在其碩士畢業論文《面向水利應用集成的水利信息門戶的研究與應用》［2］中設計了“水利信息門戶”［2］的模型。該模型系統研究了“水利信息門戶”的基本構架組成，闡述了信息門戶在水利信息化過程中的支撐作用。該論文專門研究了實現門戶的兩個標準—WSRP 和JSR168，利用該標準建立了一套體系結構和核心關鍵技術。最后該研究提出了建立水利信息門戶的集成方法與途徑，對一個水利信息門戶的實例進行了案例分析。

1.1.3 水利數據中心框架設計研究

2011 年，甘郝新等人在其論文《水利數據中心框架設計初探》［3］中對水利信息框架也有專門的論述與探討。甘等人認為，設計水利數據或信息中心應以用戶需求為出發點，需求分析后才能進一步討論如何進行數據信息中心的搭建。數據機構應分部署架構和數據機構。部署架構是基礎設施，是用于支撐數據和應用的網絡基礎設施和硬軟件系統。應用架構指的是數據中心面向水利各級部門、水利各行業單位以及普通社會用戶如何及時提供服務，核心是支持這些應用所需要的技術及應用軟件平臺。最后，作者基于這些構架，設計出了水利數據中心的整體框架。

1.1.4 其他國內學者研究

莫榮強、龔琪慧等學者提出了一種支持大數據的水利數據中心建設框架［4］，將大數據概念和相關技術，如分布式存儲技術、實時數據處理技術和元數據技術應用于水利數據的處理中。設計出了基于大數據的水利數據中心架構，包括數據匯集、數據存儲、數據處理分析和數據應用四個層次。

1.2 國外方面

1.2.1 澳大利亞農業產量研究機構APSIM 智能灌溉系統

西方發達國家水利信息化程度高，APSRU（澳大利亞國家農業產量研究機構）對其國內農業亟需的灌溉技術開發出了APSIM（智能灌溉系統）。該系統可以利用一組互相獨立的功能模塊，如管理、生物和環境等獨立模塊共同收集信息數據，再通過引擎（通訊框架）來整合鏈接，將配水效率提高到90%。澳大利亞水利信息化程度之高可見一斑。水利信息化管理和技術成果先進。

1.2.2 荷蘭政府“數字三角洲”項目

荷蘭55%居民受到洪水威脅，政府投入122 億美元的研究項目“數字三角洲”已順利完成。該項目利用水利系統所產生的大數據，尋求各種能夠發掘新型及舊有數據有效價值的架構，簡化這些有價值信息的分享機制，建立一套由IBM 提供數據源的集體式注冊機制，有效地幫助當局預測自然災害和組織水利管理。

1.2.3 美國數據共享網絡平臺

美國國內的地質調查局（USGS）、國家天氣局（NWS）和國家大氣數據中心（NWCC），自上世紀80 年代開始就共享和發布水利數據。美國基于科學數據“完全與開放”的政策，已經建成非常成熟的國家級數據共享網絡平臺USGS 網站，很好地服務于各行業，水利信息化和現代化也走在世界前列。此外歐洲也有EEA、ETC/WTR、EIONET 等相應的水利信息共享平臺。

2 促進中國水利事業信息化建設的意義

水利信息化具體講指的是利用現代信息、管理和數據技術對水利相關數據進行收集、整理和傳輸，并整合利用，是對雜亂無章的信息進行序化和提升的過程［5］，可以大大提高相關政府部門對水資源的利用和管理水平。進一步講，水利信息化對促進國民經濟發展，提高農業生產效率和政府治理能力都具有重要意義。

2.1 水利信息化是國家的戰略規劃

“水環境污染“、“ 干旱缺水”、“洪澇災害”這三個重大水資源問題嚴重影響并制約各國社會與民生發展。我國是一個大國。長江、黃河等主要干流及其流域的水患及其他各種形式水污染，水土流失等問題不斷，每年給我國國民經濟造成數億計損失。為加強水資源利用，造福人民，國家水利部把水利信息建設作為治水的基礎工程，納入了水利事業發展的“十五規劃”。規劃中指出要切實調整管水治水思路，從工程水利的思路轉到資源水利的思想，用信息資源的戰略思維去管好治好水資源，實現水資源的最大效益。在這個過程中，全面實現水利資源的信息化和數字化是前提和基礎。在大數據時代到來，信息冗余、過載等現象制約了水利信息化的進程，因而建設系統化水利信息體系具有戰略意義。

2.2 水利信息化建設是實現政府職能轉變的需要

政府是為社會公眾服務的，水利事業關系公眾的利益，水利信息化水平的提高，水利相關部門可以通過完善的數據管理門戶或平臺向公眾推送傳遞水利信息，向社會及時服務，協助工農業生產，維護公共安全，保證公共服務的公正和公平。

2.3 水利信息化有助于促進協調國民經濟發展

水資源是不光是自然資源也是戰略性的經濟資源。水利工程是關系國計民生的基礎設施。最大效益和可持續利用水資源是保證社會經濟穩步發展，人民安居樂業的國家大計，也是協調國民經濟各領域的重要工具。治水是國家治理的重要事業，水利信息化，農業才能信息化，這也是全產業現代化的前提。

2.4 水利信息系統建設能有效降低國家行政成本

水利信息化的成果之一就是實現水利信息的共享和系統化，這樣做可以把特定區域、行業的信息連接成塊，實現知識、人力、信息、方法、方式、理念、制度等資源的互通，提高水利行政機關的工作效率，一定程度上降低水利行政部門的運行成本。

3 水利信息系統構建的初步設想

水利信息是水利事業各項活動存和變化的表現形式，包括降水量信息、汛旱情信息、水質水環境信息、水利工程信息等。水利信息化就是將水利事業中產生的各類信息、數據加以歸類和序化，以供人們有效檢索與利用。水利信息系統就是水利信息序化建設的表現形式，構建水利信息系統就是將各類水利信息有效合理組織、統籌、規劃、設計和安排，以滿足客戶對信息的需求。

3.1 正確區分水利信息相關的各類概念

在進行水利信息化建設和構建水利信息系統時，首先要準確區分和定義水利信息相關的概念。信息是大概念，所有表現事物的存在和運動的現象都可以稱信息，其范圍最廣。數據是信息的表現形式和載體，可以是符號、數字、語音、圖像、視頻等，有定性的也有定量的。情報則是相對于特定人在特定時間內，對其有用的信息。以往關于水利信息相關的研究中，研究者們往往混淆了這三個概念，沒有具體區分它們，在概念使用上常常對其進行通用。事實上，水利信息的種類和表現形式是相當復雜的，一定要嚴格區分，謹慎使用概念。在水利信息化建設的理論和實踐中，只有區分清楚水利信息、水利數據和情報的異同，才能為整個水利信息化建設打好基礎。要從信息本質和特征出發，并結合信息、數據和情報等幾個概念的異同點，正確闡述水利信息的具體含義并明確其所包括的具體內容，比如水旱情、降水量、水利工程等信息，明確這些信息的來源、特征和用途。嚴格區分水利信息、水利數據、水利情報等相近的概念。

3.2 信息系統框架的建立是水利信息化工作的第一步

成熟的水利信息系統推出與應用是水利信息化的外在表現和最終成果，因此構建水利信息系統成了水利信息化建設的最終手段。從構建水利信息系統的框架入手，是實現水利信息分的必經途徑。信息框架是有效地設計和組織信息，水利系統信息框架就是利用信息組織的相關方法技術對水利相關的數據、情報等信息進行有效地設計和安排，其基本邏輯框架包括基礎支撐層、數據層、平臺層、應用層和基礎工作、安全保障體系和標準規范體系。其次再理順水利信息框架各構成部分的具體內容和相互之間的關系。

我國在水利信息化建設當中往往重基礎設施和數據庫的開發，但水利相關信息卻是紛繁復雜，表現形式多樣，如果沒有整體的信息資源規劃戰略，則開發的信息管理系統實用性和效率必然打折扣。所以在水利信息化建設中最重要的一環就是對信息的整體設計和規劃，即信息框架的建設，這是我國水利信息化事業的基礎工程之一。

3.3 水利信息系統構建及評價

信息系統框架構建完成后，就是建立針對性的信息系統或數據庫，滿足不同信息用戶的需求。信息系統的開發是以需求為導向的，最終系統開發的成功與否需要使用者或相關機構進行客觀評價。對設計出來的信息系統的要做總體評價和具體評價，包括系統總體感受，各功能模塊的便利性以及數據提供的準確性等。其次，在評價中要闡述系統框架的構成和具體內容，框架各部分的相互關系等。分析水利信息框架在建設水利數據共享平臺的意義，分析其在存在的優點和不足。

4 結論

總之，水利事業關系國計民生，水利信息化建設是現代水利事業發展的基石，大力發展水利信息化是國家的重大戰略之一。研究并掌握我國水利信息化事業的現狀，為信息化整體建設打好框架，能夠為國家水利事業發展提供一定參考，助推水利信息化發展的進程。