遼寧省水利信息資源數(shù)據(jù)整合與共享建設(shè)方案探討

王玉德

(遼寧省朝陽(yáng)水文局，遼寧 朝陽(yáng) 122000)

從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，遼寧省水利逐步開(kāi)展業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的信息化建設(shè)工作[1]。當(dāng)前，遼寧信息化設(shè)施逐步覆蓋到縣域?qū)蛹?jí)進(jìn)行視頻和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全體系進(jìn)行了初步建立。建設(shè)了各類遙測(cè)水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)4000余座及符合省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化視頻會(huì)議系統(tǒng)，在水利業(yè)務(wù)方面覆蓋水旱災(zāi)害防御、水資源監(jiān)控、防洪決策調(diào)度、水土保持監(jiān)測(cè)、大壩安全監(jiān)測(cè)管理服務(wù)等系統(tǒng)[2]。在當(dāng)前數(shù)字信息化發(fā)展的新形勢(shì)下，水利高質(zhì)量發(fā)展需要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)范圍和種類將逐步增多，數(shù)據(jù)組織的方式因此發(fā)生深刻的變化，而目前主要對(duì)單項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用方式有所側(cè)重，數(shù)據(jù)之間相互獨(dú)立，不能實(shí)現(xiàn)水利業(yè)務(wù)之間的數(shù)據(jù)的有效連通和應(yīng)用，從而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)于遼寧水利業(yè)務(wù)的有效支撐[2- 5]。因此需要對(duì)現(xiàn)有水利信息資源進(jìn)行統(tǒng)一整合，實(shí)現(xiàn)“一數(shù)一源”，達(dá)到信息資源深度開(kāi)發(fā)和綜合利用的目的[6]。本文結(jié)合近些年來(lái)其他省份數(shù)據(jù)資源整合和共享相關(guān)研究成果[7- 12]，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享和整合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合共享的建設(shè)思路，可以對(duì)其他業(yè)務(wù)類信息系統(tǒng)提供有力支撐服務(wù)，從而支撐水利業(yè)務(wù)的高質(zhì)量發(fā)展。

1 信息資源整合和共享思路

從水利業(yè)務(wù)服務(wù)支撐需求角度而言，建立業(yè)務(wù)應(yīng)用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分類，面向業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，對(duì)不同來(lái)源的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按照空間屬性進(jìn)行整合、分類，對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的來(lái)源、共享方式、授權(quán)管理進(jìn)行信息資源整合和共享思路的設(shè)計(jì)，信息資源整合與共享思路如圖1所示。

1.1 數(shù)據(jù)資源整合

根據(jù)集中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)形式和最終數(shù)據(jù)供給方式的不同，可分為數(shù)據(jù)源聚合、數(shù)據(jù)源同步和邏輯整合3種整合方式。

(1)數(shù)據(jù)源聚合方式

對(duì)已建信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行遷移是數(shù)據(jù)資源聚合的主要方式，在信息系統(tǒng)升級(jí)改造后，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的平臺(tái)上對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行聚合，在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行核心業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，再按照業(yè)務(wù)類型、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的種類對(duì)業(yè)務(wù)對(duì)象進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換后，按照集中統(tǒng)一存儲(chǔ)空間進(jìn)行數(shù)據(jù)倉(cāng)的建設(shè)，面向業(yè)務(wù)類型、方向、統(tǒng)一整合共享方式對(duì)數(shù)據(jù)體系進(jìn)行關(guān)聯(lián)和挖掘，形成水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合體系，同時(shí)對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取后形成數(shù)據(jù)類別清單，按照數(shù)據(jù)整合庫(kù)的方式對(duì)各應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)庫(kù)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行遷移整合后，有原數(shù)據(jù)責(zé)任業(yè)務(wù)部門對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。數(shù)據(jù)倉(cāng)主要對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)共享方式進(jìn)行需求承載。

(2)數(shù)據(jù)源同步方式

數(shù)據(jù)源同步方式主要針對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)暫不具備升級(jí)改造條件，不能遷移部署數(shù)據(jù)資源按照同步方式進(jìn)行整合并對(duì)其數(shù)據(jù)來(lái)源方式進(jìn)行確定。在同一個(gè)數(shù)據(jù)映像庫(kù)進(jìn)行遷移整合后的數(shù)據(jù)資源的備份和鏡像。按照水利業(yè)務(wù)對(duì)不同數(shù)據(jù)按照面向?qū)ο箢愋瓦M(jìn)行轉(zhuǎn)化后，在相對(duì)獨(dú)立的鏡像空間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)的集中空間建設(shè)。按照統(tǒng)一共享、整合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)體系的有機(jī)挖掘，通過(guò)對(duì)應(yīng)元數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取后形成數(shù)據(jù)資源的分類目錄。由于信息系統(tǒng)同步運(yùn)行保持?jǐn)?shù)據(jù)資源的動(dòng)態(tài)更新。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)的共享和使用需求進(jìn)行滿足。原生產(chǎn)庫(kù)僅需提供接口供共享服務(wù)庫(kù)抽取數(shù)據(jù)。

圖1 信息資源整合共享與共享思路

(3)邏輯整合方式

邏輯整合方式主要針對(duì)不能進(jìn)行同步聚合的數(shù)據(jù)資源建立整合資源目錄。邏輯整合方式是指將數(shù)據(jù)資源對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)倉(cāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)資源目錄的統(tǒng)一存儲(chǔ)，在原有的物理環(huán)境中對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。這類數(shù)據(jù)一般具有極強(qiáng)的專業(yè)性，共享需求不大，或者具有涉密和不易公開(kāi)性，只將數(shù)據(jù)資源目錄進(jìn)行共享。整合后數(shù)據(jù)資源目錄的共享使用由數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)承載。

1.2 共享方案

1.2.1數(shù)據(jù)資源共享

通過(guò)數(shù)據(jù)資源同步聚合后，數(shù)據(jù)共享通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)進(jìn)行承載，結(jié)合數(shù)據(jù)交換共享授權(quán)方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換。各業(yè)務(wù)主管部門負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)整合和共享進(jìn)行需求申請(qǐng)，數(shù)據(jù)來(lái)源部門負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)共享權(quán)限進(jìn)行設(shè)定，信息化管理部門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)共享技術(shù)支撐。

1.2.2數(shù)據(jù)資源目錄共享

數(shù)據(jù)資源目錄是將遼寧水利所有的數(shù)據(jù)資源，統(tǒng)一編制數(shù)據(jù)資源目錄體系，形成全省唯一的水利數(shù)據(jù)資源目錄服務(wù)體系，為全省水利數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理、發(fā)布、查詢和統(tǒng)計(jì)服務(wù)提供支持。整合后的數(shù)據(jù)資源目錄可以為水利行業(yè)和其他行業(yè)部門等提供共享服務(wù)。

2 總體數(shù)據(jù)架構(gòu)

結(jié)合遼寧省水利信息化建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展要求，根據(jù)遼寧省水利廳水行政管理業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)需求，結(jié)合本項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)，本項(xiàng)目在數(shù)據(jù)方面主要完成以下工作：將現(xiàn)有省廳機(jī)關(guān)、廳直單位業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合，形成遼寧省水利廳數(shù)據(jù)中心，并對(duì)外提供數(shù)據(jù)共享和使用。數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖2所示。

數(shù)據(jù)資源整合后建設(shè)省級(jí)水利數(shù)據(jù)中心，主要存放除涉密數(shù)據(jù)以外的全部數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心主要由業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、ODS存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)3個(gè)區(qū)域構(gòu)成。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)：主要存放直接遷移到數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)和沒(méi)有遷移到數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的映像庫(kù)，以及未來(lái)新建的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)。ODS存儲(chǔ)區(qū)：是業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)之間形成的隔離層，從數(shù)據(jù)映像庫(kù)直接抽取和存放的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)程度與業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行同步運(yùn)行。相對(duì)穩(wěn)定且面向主題水利業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)整合后按照數(shù)據(jù)倉(cāng)模型進(jìn)行共享和轉(zhuǎn)換，是具有分析價(jià)值的歷史數(shù)據(jù)與現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，可以支持基于大量歷史數(shù)據(jù)的決策分析。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)包含水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和水利專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，即主數(shù)據(jù)庫(kù)，以及面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)。

圖2 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)架構(gòu)示意圖

3 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型

3.1 對(duì)象與其屬性

面向?qū)ο蟮乃麡I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)屬性架構(gòu)如圖3所示。為了降低業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定和邏輯性，按照標(biāo)識(shí)屬性的方式對(duì)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)向進(jìn)行劃分，本體數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)按照對(duì)象進(jìn)行標(biāo)識(shí)，本體數(shù)據(jù)的特征數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類型、業(yè)務(wù)類型、空間關(guān)聯(lián)程度等進(jìn)行屬性的劃分。

圖3 對(duì)象與其屬性的數(shù)據(jù)模型

對(duì)象與其屬性建模以水庫(kù)為例進(jìn)行說(shuō)明，唯一數(shù)據(jù)編碼按照水庫(kù)對(duì)象標(biāo)識(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)，水庫(kù)名稱可以作為基本屬性進(jìn)行標(biāo)識(shí)，水庫(kù)編碼可以作為所所屬類型進(jìn)行屬性對(duì)象的標(biāo)識(shí)，水庫(kù)蓄水容量等其他信息可以按照特征屬性進(jìn)行標(biāo)識(shí)。水庫(kù)設(shè)計(jì)指標(biāo)、防洪特征指標(biāo)、水庫(kù)運(yùn)行情況等作為業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和標(biāo)識(shí)，以面狀信息對(duì)空間數(shù)據(jù)的比例尺進(jìn)行空間匹配，以點(diǎn)狀信息對(duì)小空間尺度數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。水庫(kù)特征、標(biāo)識(shí)、屬性數(shù)據(jù)均存在時(shí)空特征。例如水庫(kù)除險(xiǎn)、不同蓄水位下水庫(kù)淹沒(méi)范圍等情況。以水庫(kù)工程為例的具體數(shù)據(jù)模型如圖4所示：

按照統(tǒng)一集中更新和維護(hù)的機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)模型中各類數(shù)據(jù)空間屬性、數(shù)據(jù)特征進(jìn)行標(biāo)識(shí)，各業(yè)務(wù)分管部門對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和維護(hù)。本文擬針對(duì)對(duì)象建立標(biāo)識(shí)表及其屬性表，并且在標(biāo)識(shí)表和屬性表中考慮時(shí)相特征的存儲(chǔ)。

3.2 對(duì)象與對(duì)象的關(guān)系模型

3.2.1數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系

水利不同對(duì)象數(shù)據(jù)之間存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表述各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)程度，這種關(guān)聯(lián)程度較大的情況下，一旦關(guān)聯(lián)性有所影響，則不能建立數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)程度。因此需要建立數(shù)據(jù)之間較好的關(guān)聯(lián)度。如：某個(gè)水庫(kù)其大壩屬于附屬關(guān)聯(lián)，則水庫(kù)則和某行政區(qū)域可進(jìn)行關(guān)聯(lián)。具體數(shù)據(jù)模型如下圖中用實(shí)線表達(dá)的關(guān)系。

3.2.2邏輯關(guān)系

另外，不同數(shù)據(jù)對(duì)象之間存在關(guān)聯(lián)度，也存在一定的邏輯關(guān)系，但不能影響數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)程度，因此要建立數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)聯(lián)度。主要包含：不同數(shù)據(jù)對(duì)象之間的邏輯關(guān)聯(lián)度，如業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)度和水庫(kù)對(duì)象關(guān)聯(lián)度，水庫(kù)與檔案對(duì)象之間的邏輯關(guān)聯(lián)度。具體數(shù)據(jù)模型如圖5所示用虛線表達(dá)的關(guān)系。

圖4 以水庫(kù)為例的數(shù)據(jù)模型示意圖

圖5 對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)系示意圖

3.2.3空間關(guān)系

數(shù)據(jù)之間存在空間關(guān)聯(lián)程度。比如水庫(kù)之間的排污口的具體位置。通過(guò)關(guān)聯(lián)關(guān)系建立無(wú)空間屬性和有空間屬性之間的空間邏輯關(guān)聯(lián)關(guān)系，如：“水庫(kù)安全加固初步設(shè)計(jì)報(bào)告的審批材料”這個(gè)信息數(shù)據(jù)可以與水庫(kù)空間特征屬性進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)。

4 結(jié)論

(1)在信息資源整合和共享建設(shè)中，整合或鏡像備份數(shù)據(jù)應(yīng)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)度上與原應(yīng)用系統(tǒng)在邏輯上保持一致。

(2)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)建議全要素綜合設(shè)計(jì)，按照“急用新行”的原則選擇重點(diǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)資源整合共享建設(shè)設(shè)施，再逐步向其他業(yè)務(wù)逐步擴(kuò)展建設(shè)。

(3)水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的模型設(shè)計(jì)應(yīng)以O(shè)DS數(shù)據(jù)模型為核心建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)業(yè)務(wù)劃分進(jìn)行重新組織和擴(kuò)展，添加匯總及派生對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。