水利信息化綜合集成服務平臺及應用模式研究

鄭錦材 林靖宇 顧文杰

國家發展經濟的基礎是發展水利，現在每年各地的旱災洪水發生次數極多，人們的飲用水的安全性得不到保證，而且土壤面積在不斷減少。由于水污染導致大面積水資源無法被使用，水資源是制約經濟發展的重要因素之一。

一、水利信息化建設

為了解決水資源被污染的問題，需要加強人們保護自然環境的意識，采取多方面措施保護環境。

1.使用先進數字創新化設備調查水質方面的具體數據，再用掃描儀把調查數據進一步分析，更加數據化、簡明化。構建聯排聯調智慧大腦，做到汛期洪澇水與非汛期外調水在城鎮水系中的產、匯、行、排等全過程控制，調度運行能從預警、監測、決策到執行等全流程管理，真正實現運行管理的自動化、科學化及智慧化。

2.建設專門的數據庫用來分析存儲數據，建設專門用來傳輸數據的傳輸通道，加快挖掘北斗衛星數據采集優勢，緊密加快5G網絡應用推廣。

3.最關鍵的部分是采用創新化數據系統，組織策劃好管理信息系統，注重技術處理，學會尋找和分析數據、做好數據清洗。大多數站點以測試水資源情況和了解當地旱情具體情況為主，把歷史數據存放到數據庫中，方便調取資料。

4.做好水質監控工作，向公眾普及水利信息知識、開展水利服務，在一些重要地域開通相關水利信息網站以便公眾閱覽查詢。現在只有經濟發達地區在實行，但未來會擴展到各個地區。

二、水利信息重復利用中存在的弊端

1.水利信息通用性不高，原有的水利系統信息一直被重復利用。根據從前的水利信息的發展來看，要想建設水利信息系統，需要根據投入資金的多少和水利信息系統的管理方法制定不同的設計方法。不同地區的水利信息的應用缺乏整體性。

2.水利信息系統操作單一，沒有多余延伸的操作。缺少多部門協同，以現實利用為主，沒有想到更多信息數據，導致部門實際操作性過差，具有局限性。需要更多信息功能時，只能另外開發新系統，造成不必要的浪費及重復建設。

3.如今的水利信息系統主要使用方法是查找相關信息，編輯菜單信息表，展示給人們看的數據信息大多都是圖片，如果有更復雜的要求，系統就無法對已有的數據進行分析、清洗，產生特定模型，挖掘數據規律，更無法談及模型率定與數據驗證，日常調度僅憑經驗公式。

4.當前人們設計的軟件無法滿足需求。局限于資金投入，信息化重視程度不足，已長期未能有較大突破性技術研發，尤其在水利軟件方面相關研發已經嚴重滯后，這也是要重視的問題。

三、水利信息建設化的核心問題

人們要學會創造新的模式，建造一個更合理可開拓更多信息資源的綜合服務平臺。有幾個注意點，一是在以前建好的服務平臺上再投入更多資金，現實中有些服務平臺及它的軟硬件，一些信息數據等滿足不了所有應用，要根據給予的內容主題再進行靈活變化；再就是要學會與之前所設計的主題應用作對比，做到“水多不澇、水少不污”，細化生態補水、中水回用、納潮沖污等調度方案。

1.水利信息的綜合特征

水利信息所包含的內容眾多，要進行分類處理。一是水利信息的數據是分部門進行的，每個部門收集相關數據，然后再進行處理分析，這也合乎數據自身的特點；二是在每個地點收集信息的時候，要注意空間上的信息數據采集，因為信息變化非常快，各信息點規劃更需要具有前瞻性及可擴展性，要及時收集最新信息。

2.水利信息的服務組件

人們為了解決“水”引起的各種自然問題，要充分應用模型來具體分析，并對模型開展率定及驗證，這個直接影響到各水力要素的計算精度。將這些模型與信息數據分成單元格處理，這一個個單元格就是所說的服務組件。

3.水利綜合信息應用共享

水利信息綜合集成服務平臺要有一定的管理方式，主要是信息數據集中，根據需要調取，建立基于河網水動力模型及城鎮水淹模型的二維模型，以保障資源的高效利用，以水生態水環境保護為目標提出實現河網水體整體水質明顯改善的水系調度措施與工程方案。這樣能充分合理地完成信息資源分配，幫助他們及時解決疑問。做到水利綜合信息共享，部門盡量收集不同種類的信息。重視軟件應用開發，軟件應用共享，提升水利應用信息利用率及有效使用率。

四、水利信息化綜合集成服務中需要改善的內容

1.水利信息化綜合集成服務中需要提供信息數據，信息數據的計算，還有各類軟件應用選擇。根據平臺提供的數據信息等，利用圖表軟件來表述信息，接著組織好各類信息數據服務。

2.提升水利信息重復使用率，對信息進行多元化分析清洗處理，找出關鍵有用的部分，構建各類模型庫，突出模型實用性。如建立險情處置數據庫，通過現場巡視人員的圖像資料，進行圖片對比分析，AI分析出為何種險情，開展初期治理意見并及時上報險情。一是選擇險情種類，初期提供除險意見，將險情消滅于初期。二是聯系專家庫，通過視頻智聯系統立刻聯系專家，實時了解險情，及時提供險情處置意見。

3.在現代化科學技術的支持下，可以建立人工計算模式，多次實驗，注重收集不同區域，水動力模型經驗公式，建立“一庫一公式，一閘一公式，一河段一公式”。

五、水利系統新型模式的具體要求

新模式的過程一直是根據數據分析信息，通過圖表能夠分析過更多數據信息并且將它們變得可視化，將水利信息方面的業務通過圖表的狀態表現出來，讓人們更清晰易懂。人要充分融入到這個模式來，在綜合化集成服務平臺下，人要有主動性，主動給平臺提供各類數據、信息等。

圖1

六、以水利信息化平臺為中心的應用模式

水利信息平臺操作使用過程如下：（1）專家學者得到靈感想出主題思路；（2）形成平臺概念，開始繪畫設計圖，充分轉化主題概念，再具體細分概念；（3）根據概念圖知識與設計模型方法，形成概念關系，反復修改，得到一個滿意的設計圖；（4）知識圖分成子知識圖，這主要表現在概念，模型的轉化；（5）數據模型需要組件的支持，兩者需要關聯。

七、水利信息化綜合集成平臺知識圖

水利信息知識圖是用來表達信息數據的工具，也可以用來表示水利信息概念和知識。知識圖通過結構化的方法把概念與聯系非常形象地表達出來。比如，資源的鏈接知識圖可以從簡單的圖表慢慢構成復雜的圖表，逐步積累知識。例如實際案列中，多媒體文件數據的知識圖可以結合各種信息化呈現形式，把語言難表達的概念知識通過這種形式表達出來。所以，復雜的知識無法用言語描述的時候可以通過知識圖來表現。

八、結語

現在是一個科技化時代，應用大暴走時期，日產應用程序無可計量，但是有關水利這方面的應用程序卻遠遠落后。需要確定的是水利信息離不開綜合集成化服務應用，而建立這些服務平臺需要很高的資金，分析處理信息數據需要專門的軟件，傳統的應用模式過于老舊，人們要學會研發新模式，通過模塊化堆砌制定有著更加豐富內容的應用軟件，然后把新應用在行業里推廣開來。