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云GIS技术在区域水利信息化综合服务平台的研究与应用

范文

佟保根

摘要：通过分析国家、水利部及省水利信息化基本建设的有关规定及样本区域水利信息化建设的实际情况，将云计算技术用于建設GIS应用，首次以完善水利水务信息基础设施建设为先导，以统一地图建设为基础，以数据中心建设为核心，大力推进各业务应用系统建设，使信息化对水利水务工作的整体支撑提高到一个新水平，最终实现以计算机、移动终端等为工具，涵盖Pc Web端、移动App和微信公众号的区域一体化水利综合业务管理系统。

关键词：云GIS;区域水利信息化;应用

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）32-0258-03

1背景

当前，我国水安全呈现出新老问题交织的严峻形势，水资源短缺、水灾害频发、水生态损害、水环境污染等问题凸显，严重制约社会经济发展。2014年习近平总书记关于保障国家水安全的重要讲话中，提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”十六字治水思路。水利发展“十三五”思路报告提出以建立防汛抗旱防灾体系、水资源合理配置和高效利用体系、水资源保护与河湖健康体系和有利于水利科学发展的制度体系作为水利发展核心，全面实施节水型社会、水生态文明、水安全保障体系建设。2014年水利部《关于深化水利改革的指导意见》提出“增强水利保障能力、加快水生态文明建设;加强实用技术推广和高新技术应用，推动信息化与水利现代化深度融合”，“必须依靠科技创新，驱动水利改革发展”等改革要求。

近年来，随着信息技术的高速发展和新技术广泛应用，给社会带来了新的变革。云计算、物联网、移动互联、大数据等新兴技术正在深刻影响着社会各行业发展。泛在感知、虚拟化资源、知识化处理、智慧化管理等新技术形态显著提升了行业智能化水平。2015年7月，国务院印发了《关于积极推进”互联网+”行动的指导意见》，提出“大力拓展互联网与经济社会各领域融合的广度和深度，着力深化体制机制改革，释放发展潜力和活力”，“着力创新政府服务模式，夯实网络发展基础，营造安全网络环境，提升公共服务水平”。这些发展战略和思路的提出，从多角度为水利信息化的未来发展指明了方向。

当前水利信息化存在的如下问题：

1.1信息资源共享能力不足

已建成的业务应用系统基本上都是独立开发，所采用的系统架构和技术体系各不相同，导致各自信息资源共享困难，不仅影响了信息资源的利用，同时会造成信息不一致等问题。另外，由于建设单个的业务应用系统时，缺乏对各个业务应用系统间协同关系的考虑，致使已建成的业务应用系统基本上不支持业务间的协同，难以发挥信息化提高业务管理效率和水平的作用。

1.2信息采集与工程监控能力有待提升

当前信息采集方面存在采集密度不够、采集类型不全、突发事件信息采集不够及时等问题。已建的采集系统标准不统一，各种监测仪器间缺乏关联，采集信息不准确、不规范，导致信息难以交换和共享。另外，还存在监测站网覆盖面不完整、布局不合理等现象。特别是对重点工程、重要水资源的视频监控和视频监视的覆盖范围和监控内容仍难以满足对水利信息化的深入需求。

1.3业务应用智能化水平不高

目前，业务应用系统主要实现对业务数据的查询和统计功能，缺乏对信息资源的深度挖掘以及对业务的智能决策辅助，导致信息资源开发利用程度不高、业务决策支持能力不足，尚不能完全满足各类主题会商决策所需的全面信息服务。

1.4基层水利管理服务水平低，科技支撑亟待加强

农村水利管理专业技术力量薄弱，工程管理运行经费不足，基层队伍不稳定。防汛、水资源调度、供水、排水监测监控设施不足，自动测报调度系统不完备，各部门现有的信息系统兼容性较差，信息共享和服务能力有待加强。

1.5通信和网络系统需进一步优化

随着应用的不断深入，特别是远程视频监视系统的实施，现有的带宽资源将无法满足实际的需要;现有多个网络之间采用的是逻辑隔离，存在巨大的安全隐患，特别是随着更小比例尺电子地图的开发和利用，这个问题将愈来愈严重;网络覆盖范围还不够全面，如部分重点水利工程、乡水利部门还没有覆盖到。

网络安全问题也需要足够重视，目前很多单位都没有专业防火墙等，缺乏安全保障环境建设的考虑。

1.6信息化运行维护和信息化人才培养有待加强

水利水务信息化规模越来越大，但缺乏有效的运行管理办法和专业的信息化人才，在信息化应用培训和信息化人才培养方面投入不够，造成了有些系统运行中出现的问题无法及时处理，难以充分发挥效益。这一问题将会随着信息化规模的扩大而越来越突出。

我国的水利信息化从20世纪70年代起步，在“十二五”期间得到了飞速发展，并取得了丰硕的成果。“十二五”期间，我国依托防汛抗旱等十大重点工程建设，信息化系统应用逐步涵盖了防汛抗旱、水资源、水土保持、水利工程、农村水利和水利政务等水利业务门类，系统应用范围不断向基层水利部门延伸。提升了防汛抗旱整体水平，提高了水资源管理能力，改善了水土保持工作条件，增强了灌区管理和服务能力，促进了水利部门办公方式的转变，拓展了水利服务社会的手段，有力推进了传统水利向现代水利转变，取得了重大的社会经济效益。

总的来说，“十二五”期间，国家及省级层面的水利信息化工作取得了飞速发展，但县级区域层面整体涉及相对较少。

2主要研究内容

2.1总述

2.1.1总体框架

区域水利信息化将以进一步完善水利水务信息基础设施建设为先导，以统一地图建设为基础，以数据中心建设为核心，大力推进各业务应用系统建设，使信息化对水利水务工作的整体支撑提高到一个新水平，最终实现水利信息化。区域水利信息化实施总体框架如图1所示。

2.1.2总体技术架构

云GIS技术，是将云计算技术用于建设GIS应用。云GIS技术改变了传统的GIS建设与应用模式，使用戶能更加高效、低成本的使用地理信息资源。云GIS能够提供基础设施即服务（IaaS）、软件即服务（saaS）、平台即服务（Paas）、数据即服务（DaaS）等形式的空间信息应用。

云GIS基于虚拟化的云计算平台，实现区域内各级水务部门间的物理资源与软件资源共享。水利应用在云计算平台和一张图的基础上，强调综合运用统一门户、移动终端、大数据分析等技术实现水利业务管理的智能化。采用的总体技术架构如图2所示。

2.2研究内容

1）水利业务应用深化水利应用系统

全面建设完善防汛抗旱、农村水利管理、水利工程建设与管理、水资源管理、供水决策支持、排水管理，保障防洪抗旱减灾、水资源高效利用、水资源保护和河湖健康，着重提升水利业务分析、处理、评价、决策等能力。

建设完善水利电子政务系统，包括综合办公、水利规划、财务管理、纪检监察、人事管理、科技管理、文献档案、党群管理、信访管理、政策法规、人才培训、公众服务等。增强智能终端方式的政务服务能力，建成更加公开化、便捷化的互联网水利政务平台。

2）统一门户

水利信息化建设需构建统一门户系统，包括政务内网门户、政务外网门户和Intemet网门户。综合利用现有各种技术手段实现多业务系统基于GIS的面向PC端和移动终端的统一用户管理和单点登录平台，可以根据个人需求个性定制，使得业务人员可以简单直观地操作、查询各应用系统的信息;建设Internet上的公众服务门户，使得公众可以方便快速地查找到需要的水利相关信息和办理相关水利事项。

3）信息资源整合共享

基于水利云平台的建设基础，有效集成整合现有数据资源和业务应用系统，完成横向和纵向两个部分的集成整合。横向集成主要完成区水利局各业务处室以及直属管理部门的集成整合。纵向集成主要完成区水利局与省市水利管理部门，以及各辖乡镇水利局的集成整合。

4）基础设施完善

基础设施建设主要是支撑各类业务应用系统运行的、公共的软硬件环境。硬件环境建设主要包括计算机网络、计算机机房、计算资源、存储资源等，软件环境建设主要是应用支撑软件资源。

计算机网络主要包括政务内网、政务外网（水利专网）和In-ternet网建设。水利信息的采集和水利业务的管理在政务外网中进行，政务外网依托水利专网建设，主要建设完成区（县）、乡二级网络及二级网络之间的互联互通，区（县）、乡与其直管的重要水利工程的互联互通，满足区水利信息化系统信息传输的需要。

5）信息化保障环境优化

建设水利信息化保障体系，包括技术标准规范、体制机制、科技创新、人才队伍建设等方面。

遵循国标或行业标准，在现有标准规范体系基础上，根据信息化建设需要，完善补充信息采集与工程监控、网络、数据资源、应用系统、安全等方面的标准和规范。

根据信息化建设需要，完善信息采集与工程监控、网络、数据资源、应用系统、安全等方面信息化建设的体制机制，包括相应的管理机构、职责、规章制度、管理流程等。

通过加强云计算、物联网、移动互联、大数据等新兴信息技术在水利业务和管理中的技术引进和创新，实现科技创新、应用示范及推广。

人才队伍建设主要包括加强信息化专业人才队伍建设和加大水利信息化部门人员信息化培训。

3总结

云GIS区域水利信息化建设实施坚持“统一设计，分步实施;遵循标准，强化管理;平台共用，资源共享;整合提升，先进实用”的基本原则。

1）统一设计，分步实施。水利信息化是涉及全局的建设项目，涉及全区所有水利单位的每一个部门，必须在统一设计的指导下，分步实施、协调推进水利各业务部门的水利信息化建设进程，保证水利信息化建设的整体陛。

2）遵循标准、强化管理。水利信息化项目的建设应遵循统一的标准，并加强项目建设和系统运行的统一管理。

3）平台共用，资源共享。充分利用公共信息基础设施和已建的水利信息基础设施，全面推进统一平台和数据库的建设，促进业务协同和信息资源的广泛共享，全面满足防汛防旱、水资源管理、水生态环境、农田水利、工程管理、电子政务等水利业务应用的实际需要。

4）整合提升、先进实用。水利信息化项目建设必须处理好实用与先进的关系，在采用实用方案的前提下，尽量选择先进的技术，整合资源，提升效用。

4结束语

云GIS区域水利信息化综合服务平台充分利用云计算、物联网、大数据、移动互联网和云GIS等新一代信息技术，深入挖掘和广泛运用水务信息资源，包括信息采集、传输、存储、处理和服务，全面提升水务管理效率和效能，对水利对象及水利活动进行透彻感知、全面互联、智能应用、泛在服务，最终实现更全面的感知、更主动的服务、更整合的资源、更科学的决策、更自动的控制，以及更及时的应对，形成一套基于云GIS技术的区域性水利信息化综合管理服务平台。

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