基于數據資源池的河南省智慧水土保持數據管理模式

馬松增，尚鐘睿，馬法珍

（1.河南省水土保持監測總站，河南鄭州 450008；2.河南省開封水文水資源測報分中心，河南開封 475000；3.河南省豫東水利保障中心，河南開封 475000）

1 河南省水土保持數據資源現狀

1.1 數據資源現狀

1.1.1 水土保持基礎地理空間數據

DOM數據。主要包含全省范圍不同歷史時期的2、30 m分辨率衛星遙感影像數據。

DEM數據。主要包含全省范圍30 m格網大小的數字高程模型（DEM）數據。

矢量基礎數據。主要包含全省水土保持一張圖中的河流水系、小流域劃分、行政區劃、土地利用、植被蓋度、水土保持區劃等矢量基礎數據。

1.1.2 水土保持監督管理數據

生產建設項目水土保持方案數據。主要包含生產建設項目水土保持方案特性、水土流失防治責任范圍與分區、行政許可數據。

水土保持實施過程和監督執法數據。主要包含生產建設項目水土保持方案落實情況、監測監理、監督檢查、監督執法等數據。

水土保持設施驗收數據。主要包含水土保持設施驗收鑒定書、驗收報備與核查等數據。

1.1.3 水土流失綜合治理數據

水土流失綜合治理重點工程基本情況數據。主要包含小流域水土流失綜合治理、坡耕地水土流失綜合治理工程、新建和除險加固淤地壩等水土流失綜合治理重點工程的前期管理、項目實施方案、項目管理實施、項目驗收等各項填報數據。

水土流失綜合治理重點工程調度數據。主要包含各類水土流失綜合治理工程的月（周）施工進度、資金進度等工程調度數據。

淤地壩信息管理數據。主要包含大中型以上淤地壩的基本特性、安全度汛“三個責任人”、防汛預案、安全監測、照片、視頻接入等數據。

1.1.4 水土流失監測數據

監測站點基本信息及觀測數據。主要包含監測站點分布、名稱、類型、邊界、觀測設施設備、基本情況、視頻接入等數據，以及各類站點的觀測成果數據。

水土流失動態監測數據。主要包含開展水土流失動態監測所獲取的植被覆蓋度數據、水土保持措施數據，以及通過開展動態監測所獲取的土壤侵蝕因子、侵蝕強度、侵蝕面積等監測成果數據。

1.1.5 水土保持規劃及實施情況考核評估數據

水土保持規劃數據。主要包含省、市、縣各級水土保持規劃數據和專項規劃數據，以及省市縣各級水土保持重點區域的矢量邊界數據。

水土保持規劃實施情況考核評估數據。主要包含水土保持規劃考核指標數據、規劃考核市級自評估數據、省級水土保持規劃考核評估結果及相關文件等。

1.1.6 水土保持示范創建管理數據

主要包含國家級水土保持科技示范園、國家級水土保持示范縣、國家級水土保持生態清潔小流域、省級水土保持生態清潔小流域、省級水土保持示范村等水土保持示范創建工程的管理數據。

1.2 數據管理現狀

河南省水土保持信息管理平臺依托省政務云、政務外網、防汛專網等，建成了水土保持預防監督、監測評價、綜合治理、規劃考核評估、水土流失預報、業務服務等六個系統和數據庫，對各類水土保持業務數據實行標準化管理，初步實現了數據集中管理、省市縣水土保持部門協同的格局，提升了全省水土保持管理、決策和服務水平。截至2023年底，省級平臺管理的水土保持數據量達到近1TB。

1.3 存在問題與差距

①數據資源體系不完整。基礎數據表現形式多為二維模式，缺乏三維或多維度、高精度數據；水土保持常用到的土地利用、植被蓋度、數字高程模型、生態功能區、水土保持規劃等公共基礎數據更新滯后或缺項；存在數據源多元化，數字化基礎不統一，數據標準不一致，歷史數據不規范，現有數據未整合等問題。②數據交換共享機制不完善。內部數據資源整合程度不高，業務數據“條塊分割”“相互封閉”，制約了整體效益發揮；行業內、部門間數據共享互通機制不夠順暢，數據交換接口與水利部、流域委、省發改委、規劃計劃等部門不匹配，未實現有效銜接與數據交互。③數據支撐決策能力有待提升。當前省級平臺應用主要以業務管理為主，先進信息技術和業務融合不深入，不能全流程支撐業務工作，綜合分析、預測預報和決策支持能力弱。一方面，數據按需調用分析、輔助決策能力不足，大多數據停留在分散、堆砌的原始狀態，深度分析數據不足，不能有效滿足水土保持業務管理和輔助決策；另一方面，部分數據由于數據質量的原因，或者人工產生數據本身的局限性，無法智能提取有效信息進行可靠分析。④基礎保障措施薄弱。數據質量控制體系不完整；涉及水土保持數據采集、傳輸的組織體系和規章制度尚不完善，專業人才隊伍和資金保障偏弱。

2 數據資源池

2.1 數據資源整合

基于智慧水利數字孿生流域多維多尺度時空數據模型，對水土保持基礎、專題和共享等數據進行整合，實現水土保持數據空間、時間、屬性、關系和元數據的一體化管理，統一對象編碼，統一數據字典，同時編制水土保持數據資源目錄，為各類水土保持業務應用提供規范、權威和高效的數據支撐。

通過整合利用已有的基礎設施資源，擴充計算存儲能力，充分依托政務云的云數據存儲體系架構，優化提升計算存儲軟硬件環境，開發“標準化、模塊化、云服務”水土保持數據資源池數據調用、共享和交換接口，統一門戶，統一數據交換，統一共享調用服務，實現數據資源聚合、持續更新的水土保持數據支撐。

2.2 數據基準

①數據基準采用北京時間，CGCS2000 國家大地坐標系，1985 國家高程基準。②依據水土保持數據資源的數據類型，采用相應的數據整合技術方案。③矢量數據。包括空間數據和屬性數據兩方面的整合，首先對獲得的基礎數據統一格式、數據組織方式、坐標系、地圖投影等，然后對各個專題數據的分類分級標準統一以及拓撲關系處理等，最終形成各專題數據。④柵格數據。主要是統一格式、坐標、投影信息，確認空間位置，形成最終專題數據。⑤文本數據。補充各類文本數據的屬性信息，按照統一的數據格式和要求，形成各專題數據。

2.3 水土保持數據資源目錄

水土保持數據資源目錄是規范和促進水土保持數據資源共享開放，明確信息資源共享與更新責任，推進信息資源安全利用，充分發揮水土保持數據資源賦能水土保持行業發展的有效方式。按照水利數據目錄服務規范對水土保持數據資源進行梳理整合，建立各項水土保持業務與數據資源之間的映射關系，編制統一規范、定期更新的水土保持數據資源目錄，是推動水土保持數據資源共享開發的公共性基礎工作。

3 數據管理與數據服務

3.1 數據匯聚

數據匯入水土保持數據資源池后，對其進行編碼、標識、存儲、應用，形成重要的水土保持數據資源。

3.2 數據交互

通過多種數據導入方式，將分散在不同設備、文件服務器、采集前端中的數據流量進行集中存儲與管理，打通數據孤島，幫助用戶提升全局數據協同分析能力。

3.3 數據共享

依據一數一源、一數一責、統一標準、注重安全、應用共享的原則，規范水土保持數據上報、更新、審核、傳輸、共享與交換應用的全過程管理。通過智慧水土保持數據資源池的數據交換功能實現數據的共享交換與應用。

3.4 數據挖掘

運用統計學、智能學習、經驗法則、模式識別等方法從數據資源池中發現物理水保全要素數據間關系、總結水保活動和水土流失規律或預測其發展趨勢，通過圖像、圖表、視頻等方式展現，包括描述性、診斷性、預測性和因果性分析等功能。

3.5 數據服務

依托水土保持數據資源池，實現各類水土保持業務流數據在各級水利部門間的上報、審核、共享，以及與其他行業之間的互聯互通。包括數據資源目錄服務、地圖調用服務、數據交換共享服務、數據管控服務、數據應用定制服務等。

4 結論

數據資源池建設是一項長期性工作，要重點考慮幾個方面問題：一是強化數據資源池總體設計；二是加強數據來源建設；三是重視數據資源整合與組織；四是注重數據資源更新；五是突出數據服務；六是制定數據管理規則。通過長期的數據積累與建設，逐步形成規范、有序、智能的水土保持數據管理模式，從而為智慧水土保持建設提供關鍵核心和應用基礎。