青島市“智慧水文站”建設探索與實踐

李春俊 鄭志國 崔峻嶺

一、青島市南村“智慧水文站”建設現狀

（一）“天地空”一體化感知體系基本建成

南村水文站配備了現代化的稱重式雨雪量計、浮子式水位計、全自動蒸發觀測設備、雷達波在線測流系統、視頻監控系統、無人機應急測量系統等，實現了雨量、水位、蒸發、流量等水文要素的實時在線監測、圖像傳輸和應急監測，基本實現了水文監測現代化。

（二）信息傳輸網絡化基本實現

南村水文站建設了視頻監控專用網和100M 互聯網光纖，布設了分布式無線路由，實現了測站網絡無縫全覆蓋，保障了各類水文數據的穩定傳輸。同時，南村站各類信息系統均通過網絡訪問云端資源，大速率寬帶為水文信息平臺、視頻監控平臺、視頻會商等提供了快速響應和穩定支撐。

（三）管理智能化體系基本建成

南村水文站集成了“智慧家居”系統，通過智能網關將燈光、顯示屏、窗簾、空調等設備集中管理，通過手機、平板、語音即可控制各類設備的開關，實現了操作的便捷快速。

建設了二維碼管理系統，實現“一物一碼”、在線管理。倉庫內的物資統一制作了二維碼，通過掃碼即可完成信息查詢、出入庫管理等操作，倉庫內安裝了顯示屏并開發了專用軟件，可隨時掌握物資情況；觀測場內的設備通過掃碼還能查詢實時采集的數據，提高了管理智能化水平。配備了智能機器人，可語音對話，實現迎賓、信息介紹及水文信息的查詢。

（四）應用智慧化平臺初步建成

應用空間技術、移動互聯、大數據等技術，開發了南村智慧水文站信息平臺，該平臺為“一站式”綜合信息管理平臺，集大數據展示、大沽河流域信息系統、流量在線監測、洪水預報、視頻監控等功能為一體。

纜道室作為南村站的“智慧大腦”，安裝了4 個顯示屏，可實現各類水文信息全方位展示。對水文纜道進行了完善提升，對纜道操作臺進行全新設計制作，突出了簡約、現代、美觀的特點；纜道測流軟件嵌入平衡錘、行車處視頻監控畫面，提升了操作的安全性；集成了語音交互功能，通過對話即可實現前進、后退、上升、下降等操作控制，提升了纜道測流的自動化、智能化水平。

南村站大數據展示系統，把該站各類水文要素整合起來，通過大數據方式統一顯示，包括雨量、水位、流量、地下水、蒸發等水文數據。

大沽河流域水文信息系統采用WebGIS 技術進行開發，涵蓋了流域內雨情、水庫水情、河道水情，通過各種圖表展示雨水情變化過程、大斷面歷史變遷、歷史洪水等。

雷達波在線流量監測系統，實現流量的定時監測及召測，實時掌握水位、流量變化情況。

無人機水文監測系統，應用于水文應急測流及影像測圖。無人機測流系統運用測流模塊，結合RTK 實現厘米級定位，通過地面站對無人機進行飛行高度、測速垂線及飛行航線設置，一鍵式完成起飛、定位、測流、返航，配套軟件實時展示流量監測成果。無人機影像測圖系統采用傾斜攝影三維建模技術，同時從1 個垂直、4 個傾斜共5 個不同的角度采集影像，運用ContextCapture 軟件進行多視角影像三維實景建模，創建高精度地理參考三維模型，為水文信息三維展示系統建設打下了基礎。

南村智慧水文站的建設為青島市其他水文站智慧化建設打造了樣板，形成了可復制、可推廣的經驗成果。

二、青島市“智慧水文站”建設的主要做法

（一）從“實”處入手，增強水文基礎設施的美觀度

測站是水文工作的基礎和根本，在一定程度上代表著水文行業形象。近年來，青島市水文中心把提高青島水文基礎設施建設水平作為一項重要任務來抓，充分把握工程帶水文、水文設施工程建設的良機，逐步使水文測站基礎設施迭代升級、煥然一新。一是高起點規劃引領。結合流域特點、周邊環境、人文特點，對站院布局、生產業務用房風格進行了多方案的比選，盡可能提高建設標準，使水文站的建設實現“建設一處站點，打造一處亮點”。二是開展綠化美化建設。對國家基本水文站綠化美化進行統一布置，按照“節約資金、切合實際、觀用結合”的原則，開展站容站貌整理、綠化綠植、站院亮化等工作，使測站的外觀布局大為改善。三是開展測站文化建設。把水文測站作為弘揚新時代水利精神、水文行業精神的基層陣地，開展測站文化長廊建設，提升測站的文化內涵。

（二）從“新”處入手，增強水文情報收集的智能度

測站作為基礎水文情報信息的采集單元，數據的精準度、及時性尤為重要，為此從加強測站報汛管理入手，重點抓好測站水文情報預報工作。一是網絡實現互聯互通。信息傳輸網絡是基礎，全市各國家基本水文站、中小河流站在全部實現光纖接入的基礎上，進一步優化網絡配置，增強網絡安全性，實現與市縣兩級的互聯互通。二是加強遙測設備管理。采用“釘釘”管理軟件，將全市各類水文遙測站點列入統一管理，水情、測驗、分中心、服務公司四方聯動，責任明確，設備故障第一時間發現后，按照流程逐步分解到各部門各負責人，整個設備的維護過程清晰明了，在縮短維修時間的基礎上，最大程度保障了儀器設備的正常運行。三是加強新儀器設備應用與研究。加強稱重式雨雪量計、自動蒸發、遙測水位計、雷達波在線流量監測、多點自動采沙儀、無人機應急流量監測等設備的應用，在推廣應用的過程中，開展水文儀器設備應用研究，發現問題、總結經驗，用水文全要素的自動監測帶動水文信息全面感知智能化提升。

（三）從“廣”處入手，增強水文信息服務的智慧度

青島市水文中心以智慧水文站建設為抓手，“點線面”有機結合，促進青島水文整體信息化水平的提升。一是構建測站信息子系統。在全市水文“一張網”的基礎下，本著數據同源、傳輸同步的原則，選取測站及所在流域的水文站點，建設符合測站防汛服務的信息子系統，附著于全市水文綜合系統之下。二是建立大數據匯集展示平臺。在有條件的測站，建立大數據平臺，直觀立體地展示本測站、流域內的水文信息。全市建設完成了防汛移動信息平臺，利用公網在每處測站隨時登陸，可實時顯示調度各測驗斷面洪水勘測、野外作業情況，使測站真正成為流域防汛中心。三是儀器物資實現“二維碼”管理。用“二維碼”給測站的設備及物資配備了“身份證”，儀器設備的“二維碼”實現了與雨水情監測系統的對接相連，掃描“二維碼”不僅能看到儀器設備的型號功能等信息，而且還能實時觀讀查詢該儀器采集的數據信息。在物資管理上，借助“二維碼”，實現了物資出入庫自動登記、自動記錄、自動查詢的功能。四是信息服務簡單快捷。力求打造測站信息“短、平、快”的模式，在全市水文信息管理系統的大平臺下，利用手機APP、微信公眾號、今日頭條、短信、簡報等模式向有關防汛及管理部門及時發布水文信息，及時向電視臺、廣播電臺、報刊等各種媒體推送雨水情信息和洪水預警信息。以水文信息的無縫銜接，為全市各級防汛部門和社會公眾提供及時、準確和可靠的水文信息服務。

三、青島市“智慧水文站”發展前景

（一）分步實施，統籌推進

將數字水文建設作為“十四五”一項重要工作來抓，按照山東省“數字水文”建設的總體部署，精心謀劃青島水文信息化工作。“智慧水文站”作為青島水文信息化的先手棋，要持續推進，鞏固成果，重點完善南村水文站智慧化建設，進一步優化綜合信息平臺、無人機應急監測、水文圖像識別、管理維護系統等內容，努力將南村水文站打造成全國水文現代化示范站。各分中心優先重點選擇1 處國家基本水文站先行開展智慧水文站建設，努力打造全省水文現代化示范站；其他國家基本水文站要同水文工程設施建設相結合，力爭在2～3年全部達到“智慧水文站”水平，實現全覆蓋。

（二）與時俱進，科技引領

充分利用物聯網、大數據、云計算、虛擬現實、5G 等當今社會先進成熟的技術，積極引進新興科技成果，促進水文業務與前沿科技深度融合，建設新時代“智慧水文站”。

（三）一站一策，特色鮮明

要綜合考慮水文站測站性質、功能定位、服務對象、周邊環境等情況，因地制宜，一站一策，努力建設具有功能齊全、服務精準、環境優美、特色鮮明的現代化“智慧水文站”。

（四）點面結合，上下一體

“智慧水文站”不僅要發揮單一水文測站的作用，還要做到點面結合，在防汛減災關鍵時刻充當“流域中心”，充分發揮水文測站在流域或局部防汛減災工作中的技術支撐服務能力；同時要實現“市—縣—站”三級上下一體，資源共享，互聯互通，在關鍵時刻可以集中優勢力量指導水文測站更好地在一線發揮作用■