移動(dòng)計(jì)算技術(shù)在水利普查中的應(yīng)用

張 鵬 葉 健 施紅怡 喻君杰 顏愉愉 郭朝春

（1.江蘇省水利工程規(guī)劃辦公室，江蘇 南京 210029；2.江蘇省水利廳，江蘇 南京 210029；3.上海積成慧集信息技術(shù)有限公司，上海 200333）

0 引言

隨著全國第一次水利普查工作圓滿完成，水利普查的成果數(shù)據(jù)是當(dāng)前最為寶貴、最具價(jià)值的資源，如何能對(duì)水利普查成果數(shù)據(jù)搭建一個(gè)綜合展示的平臺(tái)，并能將數(shù)據(jù)應(yīng)用于業(yè)務(wù)工作，是當(dāng)前最為突出的課題。

在“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃和信息化發(fā)展規(guī)劃中，通過多元化新技術(shù)來搭建水利普查成果展示、發(fā)布與應(yīng)用平臺(tái)是重要任務(wù)之一。在這個(gè)大背景下，就需要充分利用水利普查成果數(shù)據(jù)，同時(shí)緊密結(jié)合水利部門業(yè)務(wù)需求和特點(diǎn)，對(duì)水利普查成果和水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)整合和綜合展示，服務(wù)于水利規(guī)劃與決策、水利管理等多項(xiàng)業(yè)務(wù)的綜合事務(wù)管理和輔助決策分析。

基于對(duì)水利普查成果數(shù)據(jù)的空間分布特征和水利工程外業(yè)管理需求，我們著手研究運(yùn)用移動(dòng)計(jì)算與空間信息處理技術(shù)，將水利普查成果擴(kuò)延到外業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)工作中，使大量的外業(yè)工作中都可使用水利普查成果數(shù)據(jù)，由此提高普查成果應(yīng)用效率，充分發(fā)揮水利普查成果作用。

1 業(yè)務(wù)流程與體系結(jié)構(gòu)

1.1 業(yè)務(wù)流程

水利普查業(yè)務(wù)流程具有統(tǒng)一部署、分級(jí)開展的特點(diǎn)，從國家到省、市、縣分級(jí)負(fù)責(zé)，技術(shù)要求與規(guī)范由上而下，成果采集和匯總由下至上。筆者著重介紹省級(jí)數(shù)據(jù)成果發(fā)布與應(yīng)用部分。

省級(jí)水利工程普查成果移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)，通過抽取與管理由縣級(jí)提交的水利工程空間數(shù)據(jù)，經(jīng)市級(jí)審核后，與“基層登記臺(tái)賬系統(tǒng)”間建立無縫連接，關(guān)聯(lián)水利工程的空間與屬性數(shù)據(jù)，形成一個(gè)綜合成果庫。利用GIS技術(shù)與移動(dòng)計(jì)算技術(shù)，將綜合成果庫發(fā)布為移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)，應(yīng)用于智能移動(dòng)系統(tǒng)。由此實(shí)現(xiàn)水利普查現(xiàn)場(chǎng)巡查、現(xiàn)場(chǎng)校核、現(xiàn)場(chǎng)匯總等的監(jiān)督管理工作。數(shù)據(jù)流程見圖1。

圖1 數(shù)據(jù)流程圖

1.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)為三層結(jié)構(gòu)框架。從內(nèi)到外分別是：核心數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、系統(tǒng)應(yīng)用層。

核心數(shù)據(jù)庫采用數(shù)據(jù)倉庫形式，負(fù)責(zé)存放基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及水利普查成果空間和屬性數(shù)據(jù)信息。

數(shù)據(jù)服務(wù)層采用中間件，通過分布式模式連接核心數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)服務(wù)包括：數(shù)據(jù)更新服務(wù)、數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)、數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)分配服務(wù)等。數(shù)據(jù)服務(wù)層既可以向內(nèi)網(wǎng)應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)服務(wù)，也可以通過Web Service等方式向城域網(wǎng)上的應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)服務(wù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。

2 主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)

2.1 水利現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)信息雙向交互技術(shù)

通過移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、空間信息技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)（3G），研發(fā)應(yīng)用于主流操作系統(tǒng)的移動(dòng)終端的軟件，由此實(shí)現(xiàn)雙向工作業(yè)務(wù)流程管理，將內(nèi)外業(yè)工作串聯(lián)起來，整合內(nèi)外業(yè)的信息渠道，提升現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)管理水平。

省級(jí)管理人員可以在現(xiàn)場(chǎng)了解全省各地的水利普查工作的實(shí)際進(jìn)展?fàn)顩r。系統(tǒng)可輔助管理人員進(jìn)行水利普查現(xiàn)場(chǎng)查詢、現(xiàn)場(chǎng)校核、現(xiàn)場(chǎng)采集等工作。

2.2 水利普查現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)處理技術(shù)

運(yùn)用移動(dòng)計(jì)算技術(shù)與空間信息技術(shù)，可以為現(xiàn)場(chǎng)管理工作人員提供圖形瀏覽、信息查詢、普查業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理、現(xiàn)場(chǎng)輔助測(cè)量、GPS輔助定位、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控等豐富功能。它實(shí)現(xiàn)了GIS應(yīng)用由有線向無線延伸，由桌面向掌上延伸，由室內(nèi)向戶外延伸，真實(shí)地把GIS的信息服務(wù)帶到了工作的現(xiàn)場(chǎng)，在為管理決策者服務(wù)的同時(shí)直接為具體的生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。

2.3 GIS技術(shù)

系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用成熟的GIS（Geographic Information Systems，地理信息系統(tǒng)）和空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行水利普查空間數(shù)據(jù)管理，采用地理模型分析方法，實(shí)施提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，通過空間查詢、緩沖分析、重疊分析等手段，實(shí)現(xiàn)了水利普查成果空間對(duì)象的索引機(jī)制和數(shù)據(jù)傳輸方面的異步緩沖機(jī)制，保障多用戶操作海量數(shù)據(jù)庫時(shí)的高效性。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 成果應(yīng)用

系統(tǒng)建設(shè)完成后，經(jīng)過實(shí)踐的運(yùn)用，證實(shí)基于移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的水利普查成果發(fā)布與應(yīng)用，符合水利業(yè)務(wù)流程與外業(yè)工作特點(diǎn)，達(dá)到水利普查成果應(yīng)用的便攜化、實(shí)時(shí)化和實(shí)地化的目的，并可實(shí)現(xiàn)以下業(yè)務(wù)應(yīng)用：

（1）服務(wù)于水利普查過程對(duì)水利工程數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、巡查、督導(dǎo)、校核、取證等工作，完成對(duì)數(shù)據(jù)的精度核查、進(jìn)度分析、分布展示等應(yīng)用功能。

（2）服務(wù)于水利普查事后質(zhì)量控制應(yīng)用需求，針對(duì)各類水利普查對(duì)象，按地區(qū)、規(guī)模等分別進(jìn)行分類匯總和合理性分析。

（3）服務(wù)于水利管理與建設(shè)信息支持。結(jié)合正射影像、基礎(chǔ)地理信息等多種背景底圖，提供水利工程等普查對(duì)象空間屬性信息；同時(shí)，針對(duì)重點(diǎn)水利工程（水閘、泵站）等，提供重要參數(shù)屬性等。

（4）服務(wù)于水利普查數(shù)據(jù)更新與補(bǔ)充。通過便攜式數(shù)據(jù)采集工具與手段，可隨時(shí)采集、獲取新的水利普查對(duì)象，經(jīng)審核確認(rèn)后，補(bǔ)充到數(shù)據(jù)庫管理，形成水利普查應(yīng)用完整數(shù)據(jù)鏈。

（5）服務(wù)于基層水利普查成果應(yīng)用。在水利普查成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同水利行政管理綜合業(yè)務(wù)需求，提供工作監(jiān)督、數(shù)據(jù)分析、輔助決策服務(wù)。

4 總結(jié)與展望

現(xiàn)階段信息技術(shù)已經(jīng)高度專業(yè)化，而且性能穩(wěn)定，新的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分析算法、模型、移動(dòng)終端設(shè)備也日新月異，在很大程度上為我們解決了管理改革進(jìn)程中的技術(shù)難題。

基于移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的水利普查成果數(shù)據(jù)發(fā)布與應(yīng)用將在最大程度上優(yōu)化水利行業(yè)外業(yè)工作的運(yùn)營成本，提高行業(yè)整體工作效率，創(chuàng)造出良好社會(huì)效益。構(gòu)建水利普查成果數(shù)據(jù)的應(yīng)用就是為了充分利用各種數(shù)據(jù)資源，推動(dòng)水利行業(yè)管理工作的進(jìn)步與發(fā)展。后期有必要在云平臺(tái)的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)基于“水利云”的基礎(chǔ)信息發(fā)布與應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水利管理與應(yīng)用的智慧化。