大數據技術在水利信息化中的應用展望

馬院峰

（天水市水旱災害防治中心）

0 引 言

隨著中國經濟社會的不斷發展以及科學技術的不斷突破擴展水利數據服務的領域，在現階段，水利數據不僅僅應用在防預災害和減小災害、水利工程流程的設計等傳統的工業領域，而是更多將大數據技術與現代信息化技術相融合運用到遙感、射頻、GIS等技術領域，全面拓展了水利信息化的維度和空間類型，因此，隨著水利信息化的不斷發展，如何有效的將大數據技術運用在水利領域已經成為研究學者的一個研究方向。文章首先闡述大數據技術的相關概念及內涵，概述在現狀條件下大數據技術在水利信息化建設方面的應用狀況，最后以大數據技術在中國水利信息化的應用前景進行論述，研究成果對于推動大數據技術在水利信息化中的應用起到一定的推進作用。

1 大數據技術的基本概述

1.1 大數據技術的含義

通過查閱國內外針對大數據理論的基本研究，目前大數據主要是指對海量數據資料進行有針對性獲取以及對數據的整理，然后將收集到的海量數據進行歸類并分析。由于大數據技術在搜集數據并歸類整理時參考了相關性數據，因此獲得的問題分析以及趨勢分析結果具有較高的準確度，從而有利于對于目標項目決策的制定。因此大數據技術在進行數據處理和分析時優于傳統的隨機分析方法等。

1.2 大數據技術的特點

結合現有的研究成果，文章歸納大數據的特點有以下幾點：一是數據具有大量性，同時數據的海量性也是大數據技術的優勢。二是具備高速性。大數據技術以大量的數據為基礎進行研究，同時在分析處理數據時，一方面要保證處理數據的有效性，另一方面在分析數據時要能夠消耗較少的時間，因此高速性也是大數據技術備受關注的主要原因。三是具備的類型較多。處理海量數據是大數據技術的基本屬性，而且大數據技術還可以針對人物圖像、圖片、視頻等類別進行分析，并將分析結果可視化的進行展示，因此大數據技術在現階段廣泛的應用到各行各業中。四是具備較高的價值。因為大數據技術具備其他技術未有的優勢以及大數據技術本身的先進性，使得大數據技術在目前科研等領域中取得了可喜的成果。

2 水利大數據的應用前景

2.1 云計算應用

從理論技術層面看，大數據技術與云計算是相輔相成，如何有效地進行云計算部署、從海量數據中提取有價值的信息元素并針對性的進行數據挖掘與分析，以及虛擬化技術的實現，都要以云計算和大數據技術為基礎進行實施。

云計算在現階段不僅可以在流域高精度層面進行廣泛的應用，而且也可以在多尺度的實時模擬演算維度進行仿真模擬。針對在較大區域范圍進行計算、或是廣泛區域的河流計算以及在二維水動力模型或是三維的水動力模型，已經循環漸進的向分布式模型進行轉換。在河流水循環的模擬時，可以利用云計算技術中的網絡分布式計算機進行實施，利用這種技術，可以將復雜的二維水動力學或是三維水動力學及其伴生過程模型進行拆分，同時將拆分的多個子程序分別進行計算而且是同步進行。

2.2 三維智能協同設計

眾所周知，水利工程的設計具有較強的耦合度，不僅滲透多個領域而且同時需要多專業設計人員協同合作，甚至在水利工程設計實施的某個階段，需要將不同領域設計人員的設計方案、成果等及時的進行共享并集成試驗，從而滿足工程設計的需求。因此為了盡可能地提高工作效率、保障水利工程的安全性、縮減水利工程的設計、施工時間，確保水利工程在不同的設計階段能夠平衡設計人員工作及作息時間，有必要將三維智能協同設計運用于水利工程當中。

所謂三維智能協同設計，三維協同的基礎是三維數字化、三維協同的載體是三維設計平臺，再結合大數據技術形成一個數據、資源共享和集成的過程。在目前階段，三維智能設計平臺不僅可以讓設計人員、施工人員感官的認識設計過程以及工程的設計進度，包括但不限于地形、地貌、電氣設施、布局等，而且能夠可視化水利工程從設計到竣工的全過程。

通過查閱現有針對三維智能協同系統的研究成果，以及三維智能協同系統在實際使用過程中的狀況，在目前狀況下，水利工程的設計人員可以在同一個三維智能協同平臺進行流程化的操作，而且可以實施同步更新水利工程設計的數據，并可將水利工程的資料、資源實現實時共享進行水利工程設計。當水利工程的設計完成后，將設計方案上傳到云端服務器，項目組的成員可根據上傳的電子設計方案進行建模，當項目組成員將工程的不同部分建模完成后，三維智能協同平臺可以通過本身具有的鏈接功能集成模型。

2.3 信息化系統的建設

大數據技術在水利信息化中的應用既是挑戰又是機遇，大數據技術融合5G 技術將是我國發展的重要趨勢，水利工程的后期發展也必將擺脫現有的工藝流程，而是運用大數據技術達到水利工程智能化、自動化、便捷化。雖然在現狀條件下，大數據技術以及5G 技術尚未融合到我國多數水利工程設計、施工等流程內，但是隨著我國水利工程的發展，以及信息時代的要求，大數據技術、5G技術運用到水利工程中是必然趨勢。為了實現水利工程達到智慧水利的程度，就要進一步推動業務信息化系統的改進，業務信息化系統作為水利工程信息化的重要單元，有必要結合大數據技術、5G 技術等其他先進的研究成果，從而實現水利工程從設計、施工以及工程運營的生命周期內智能化。因此，水利信息化的構建要結合大數據技術、5G技術以及底層的oracle數據庫和機器學習工具等，從而實現基于大數據技術的水利工程信息化系統的構建，見圖1。

圖1 水利工程信息化系統的構建圖

3 研究結論

文章首先從大數據的基本含義進行闡述，概述了大數據技術的內涵，然后結合現有的研究成果，歸納總結大數據技術的四種特性，最后從云計算應用、三維智能協同設計以及信息化系統的建設三個維度展望了大數據技術的應用前景，研究成果對于促進大數據的應用起到一定的積極作用。