甘肅水利信息共享互用平臺建設(shè)及特點(diǎn)

李永峰

（甘肅省水利廳信息中心，730000，蘭州）

甘肅水利信息共享互用平臺建設(shè)及特點(diǎn)

李永峰

（甘肅省水利廳信息中心，730000，蘭州）

甘肅省水利廳以新技術(shù)為基礎(chǔ)，按照“共享互用、動(dòng)靜態(tài)結(jié)合、二三維聯(lián)動(dòng)”的總思路嘗試開展甘肅水利信息共享互用平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，開發(fā)建成甘肅水利信息共享互用平臺及“掌上甘肅水利”APP，使甘肅水利由傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、數(shù)字水利、智慧水利邁出了關(guān)鍵一步。

水利信息化；共享互用平臺；互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)；甘肅

Abstract:Studies has been made on key technologies of applying information-sharing platform for water management in Gansu Province,in accordance with the general ideas of“data sharing and combination of dynamic and static information with two and three dimensional linkage”.Information-sharing platform and APP of Gansu have been developed that marks a big step from traditional water management to a modern,digitalized and smart water governance.

Key words:water conservancy informatization;information-sharing platform;new internet technology;Gansu

一、研究背景

甘肅水利信息化建設(shè)起步于“十五”期間，經(jīng)過多年努力，全省水利行業(yè)信息化建設(shè)已初具規(guī)模，發(fā)展建成眾多應(yīng)用系統(tǒng)，一定程度上促進(jìn)了水利事業(yè)的發(fā)展。但這些系統(tǒng)大多分散建設(shè)在各地區(qū)或各業(yè)務(wù)部門，客觀上形成以地域、部門、網(wǎng)絡(luò)、架構(gòu)等為邊界的“信息孤島”，加之缺少信息共享的統(tǒng)一規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及政策法規(guī)，各系統(tǒng)技術(shù)體系不一致、規(guī)范性差，存在數(shù)據(jù)鴻溝和信息壁壘，嚴(yán)重制約了甘肅水利信息化健康、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

近年，在國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略和“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)指導(dǎo)下，甘肅省水利廳通過對水利行業(yè)信息化建設(shè)進(jìn)行深入探索和研究，明確以信息化技術(shù)為手段、以整合水利業(yè)務(wù)為抓手，按照水利部《加快推進(jìn)水利信息化資源整合與共享指導(dǎo)意見》《水利信息化頂層設(shè)計(jì)》《水利信息化資源整合共享頂層設(shè)計(jì)》《甘肅省水利信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃》要求，嘗試開展了甘肅水利信息共享互用平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，平臺采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、二三維GIS、三維模型等主流技術(shù)，探索解決水利信息化建設(shè)中的“信息孤島”現(xiàn)象、低水平重復(fù)建設(shè)、資源共享難等問題。

二、設(shè)計(jì)目標(biāo)

甘肅水利信息共享互用平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用主要以提高水信息利用效率和效能為目標(biāo)，以整合開發(fā)水信息為核心，以水信息采集、傳輸、共享、服務(wù)為手段，通過“一張圖”“一個(gè)平臺”，實(shí)現(xiàn)全省各類水信息之間的互聯(lián)互通、資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，為水行政決策和水業(yè)務(wù)管理提供信息支撐和保障，為水利用戶提供權(quán)威、可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)，促進(jìn)水利職能部門管理與決策的精細(xì)化、智能化、科學(xué)化。

1. 甘肅水利地理信息服務(wù)

采用SuperMap二維平臺和Sky-Line三維平臺技術(shù)，與甘肅省測繪地理信息局合作，搭建“天地圖”甘肅省水利廳前置服務(wù)系統(tǒng)，建成了涵蓋全省矢量地圖、影像地圖、水利專題地圖、三維場景圖的水利地理信息服務(wù)系統(tǒng)，可為全省水利行業(yè)提供水利空間數(shù)據(jù)和影像地圖、二三維地圖、地形場景服務(wù)。

2. 甘肅水利信息共享互用平臺

以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以二三維GIS地圖服務(wù)為支撐，運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程理論，科學(xué)管理、綜合分析應(yīng)用具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)和水利專題數(shù)據(jù)，為甘肅省水利工程設(shè)施管理、雨水情監(jiān)測、抗旱防汛、水資源管理、水行政決策等重點(diǎn)水利業(yè)務(wù)提供一站式信息共享服務(wù)；應(yīng)用先進(jìn)的三維地理信息技術(shù)和三維建模技術(shù)對全省地貌、重要河流、重點(diǎn)城市完成三維場景建設(shè)，對全省重點(diǎn)水庫、灌區(qū)等水利設(shè)施完成虛擬模型建設(shè)。

3. 甘肅水利行業(yè)大數(shù)據(jù)分析挖掘與應(yīng)用

甘肅水利行業(yè)大數(shù)據(jù)分析挖掘與應(yīng)用主要以2011年第一次全國水利普查甘肅省水利普查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合水利二維GIS地理，以“高效融合、集約共享”為原則，以“一張圖”為應(yīng)用背景，整合資源、圖表聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建融合空間、物理（靜態(tài)）、動(dòng)態(tài)和統(tǒng)計(jì)為一體的水利基礎(chǔ)信息應(yīng)用平臺，全方位提供水利業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)，為科學(xué)制定水利發(fā)展規(guī)劃提供基礎(chǔ)服務(wù)和支撐，為全省水利行業(yè)用戶提供最權(quán)威、最詳實(shí)、最精準(zhǔn)的水利信息大數(shù)據(jù)。

4. 甘肅水利信息移動(dòng)平臺APP應(yīng)用

基于移動(dòng)GIS專題圖，完成基于Android和IOS兩個(gè)平臺的手機(jī)和Pad共4個(gè)APP應(yīng)用的“掌上甘肅水利”開發(fā)，為全省水利移動(dòng)用戶隨時(shí)隨地提供水利工程、水資源、水文信息等水利相關(guān)信息的查詢、地圖定位和統(tǒng)計(jì)分析，提供全省雨情、水庫和河道水情及工情等相關(guān)動(dòng)態(tài)信息的實(shí)時(shí)展示、預(yù)警及輔助決策，為水利行業(yè)用戶打造一個(gè)信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的移動(dòng)應(yīng)用平臺。

三、總體框架

甘肅水利信息共享互用平臺主要由軟件運(yùn)行支撐平臺、數(shù)據(jù)服務(wù)層、功能服務(wù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和安全保障、政策法規(guī)兩大體系及系統(tǒng)用戶組成（圖1）。支撐平臺主要為各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供正常運(yùn)行的環(huán)境。

圖1 甘肅水利信息共享互用平臺系統(tǒng)架構(gòu)

1. 數(shù)據(jù)服務(wù)層

數(shù)據(jù)服務(wù)層主要為各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)及內(nèi)外接口提供水利工程及其相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的訪問、存儲和交互功能，包括水利工程基礎(chǔ)信息庫、統(tǒng)計(jì)報(bào)表庫、組織機(jī)構(gòu)庫、動(dòng)態(tài)監(jiān)測庫、從業(yè)單位庫、工程檔案庫、知識庫、多媒體庫、地理信息庫（專題空間庫、遙感影像庫、GIS基礎(chǔ)信息庫）及三模模型等。

2. 功能服務(wù)層

功能服務(wù)層為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)和低層數(shù)據(jù)服務(wù)提供交互管理的中間層，包括工程管理、人員管理、機(jī)構(gòu)管理、用戶管理、公告管理、文檔管理、二三維管理、日志管理、工作流管理、門戶顯示、分析和報(bào)表引擎等。

易非只好笑了笑，勉強(qiáng)說到：“男人四十還一枝花呢，不急不急……新娘子是哪里人？做什么工作的？”以前聚會(huì)，總是四個(gè)人，田有園、易非、向南和陳留，現(xiàn)在只兩個(gè)人了，易非總覺得透著尷尬，因此不得不努力地找話說。

3. 業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)

業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)主要為系統(tǒng)用戶提供全省水利基礎(chǔ)信息瀏覽和工程設(shè)施管理、雨水情監(jiān)控、防汛抗旱、水資源管理、決策支持等水利業(yè)務(wù)信息一站式共享服務(wù)。應(yīng)用系統(tǒng)主要包括水利基礎(chǔ)信息管理、水利工程管理、水文監(jiān)測站點(diǎn)管理、統(tǒng)計(jì)公報(bào)展示、水資源展示、三維地理信息展示、三維地理信息管理、水文動(dòng)態(tài)監(jiān)測管理、模擬預(yù)分析、決策支撐、后臺管理門戶、數(shù)據(jù)接口管理共12個(gè)子系統(tǒng)，主要通過水利專網(wǎng)訪問Web業(yè)務(wù)平臺，通過互聯(lián)網(wǎng)訪問移動(dòng)應(yīng)用。

4. 兩大體系

兩大體系主要包括安全保障和政策法規(guī)體系，為甘肅水利信息共享互用平臺穩(wěn)定運(yùn)行提供安全保障和政策法規(guī)的支持。

四、平臺創(chuàng)新點(diǎn)

1. 二維水利工程專題圖制作

以甘肅省水利廳“天地圖”前置服務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)水庫、水電站、水閘、泵站、堤防等水利工程專題圖按圖層、按等級、按區(qū)域的圖形化分布。

2. 重點(diǎn)防汛河流三維淹沒分析

以甘肅省三維場景地形圖為基礎(chǔ)，應(yīng)用三維可視化虛擬技術(shù)，通過建立重點(diǎn)防汛河道的三維會(huì)商模型，實(shí)現(xiàn)特定時(shí)間、特定降雨量對特定區(qū)域淹沒過程的虛擬化仿真預(yù)演。

3. 防汛會(huì)商預(yù)分析及應(yīng)急指揮調(diào)度

通過整合全省水利工程、江河湖泊等8類水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)雨水情及遠(yuǎn)程監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，為業(yè)務(wù)分析人員和決策會(huì)商人員提供洪水調(diào)度預(yù)案，根據(jù)雨水情現(xiàn)狀，可以計(jì)算水庫或河道的洪水調(diào)度結(jié)果，為防汛指揮決策提供最佳的洪水調(diào)度方案，過去的單一視頻會(huì)商由此可轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙曨l會(huì)商+業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)會(huì)商+三維仿真模型會(huì)商”。

4. 水利大數(shù)據(jù)分析及挖掘應(yīng)用

主要將2011年甘肅省水利普查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)與水利二維GIS地理相結(jié)合，圖、表聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建融合空間、物理（靜態(tài)）、動(dòng)態(tài)和統(tǒng)計(jì)為一體的水利大數(shù)據(jù)分析與挖掘應(yīng)用平臺。

5. GIS地圖的二三維聯(lián)動(dòng)

在三維平臺的基礎(chǔ)上整合水利工程、江河湖泊等水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)二三維坐標(biāo)與視覺點(diǎn)的映射聯(lián)動(dòng)功能，以提升水利GIS空間地圖的可視化效果，為用戶有效提供更加逼真的水利GIS地圖及三維場景的可視化功能。

6. 水利防汛動(dòng)態(tài)預(yù)警預(yù)報(bào)

充分整合應(yīng)用全省降雨量、河道水情、水庫水情實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)設(shè)預(yù)警臨界值，并通過信息提醒、短信通知、界面報(bào)警等多種方式進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警預(yù)報(bào)。

7. 水利工程三維模型快速建模

將三維可視化技術(shù)充分與水利業(yè)務(wù)功能融合，在三維場景地圖上快速完成水庫、水電站、閘壩、公路、建筑物等重點(diǎn)水利工程相關(guān)模型的快速批量建設(shè)，實(shí)際應(yīng)用在工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)等方面。

8. 水利工程信息的移動(dòng)巡檢

利用移動(dòng)互聯(lián)、GPS定位及多媒體技術(shù)在移動(dòng)端APP上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)巡查及圖片和視頻的現(xiàn)場取景和拍攝，并便捷完成多媒體信息的上傳、視頻直播、現(xiàn)場采集上報(bào)等功能。

9. 氣象信息與水庫防汛信息聯(lián)動(dòng)應(yīng)用

通過對全省各縣（區(qū)）某一段時(shí)期氣象信息的分析，系統(tǒng)自動(dòng)可以預(yù)判該區(qū)域內(nèi)水庫工程汛情，在水利防汛工作中實(shí)現(xiàn)提前預(yù)防。

10. 雨水情簡報(bào)的自動(dòng)生成

對全省某一時(shí)期內(nèi)的降雨量、水庫和河道水情進(jìn)行挖掘與分析，可定期自動(dòng)生成日、旬、月、季、年等多種雨水情的簡報(bào)。

11. 3S技術(shù)在移動(dòng)APP中的聯(lián)動(dòng)應(yīng)用

將3S（GPS、RS、GIS）技術(shù)與移動(dòng)技術(shù)充分整合應(yīng)用，根據(jù)水利工程坐標(biāo)信息完成移動(dòng)GIS影像地圖定位，并實(shí)時(shí)采集用戶的GPS位置信息，實(shí)現(xiàn)水利工程導(dǎo)航功能和用戶周邊水利設(shè)施的空間查詢。

五、平臺關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

甘肅水利信息共享互用平臺采用當(dāng)前主流信息技術(shù)，充分考慮平臺的實(shí)用性、開放性、先進(jìn)性、完備性、兼容性與易用性。

1. J2EE企業(yè)級開發(fā)架構(gòu)

平臺集中統(tǒng)一部署，采用B/S結(jié)構(gòu)技術(shù)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，基于Web方式的客戶端實(shí)現(xiàn)，采用J2EE技術(shù)，體現(xiàn)其開放性、跨平臺、擴(kuò)展性好等成熟技術(shù)。

2. 富客戶端技術(shù)

平臺采用Flex富客戶端進(jìn)行開發(fā)，以達(dá)到多媒體、動(dòng)畫功能和用戶動(dòng)態(tài)的交互效果，改善了基于瀏覽器的Web應(yīng)用的用戶體驗(yàn)，提高了平臺應(yīng)用部署的方便性和靈活性。

3. 移動(dòng)端技術(shù)

移動(dòng)平臺采用目前主流的Android和IOS兩大平臺技術(shù)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)IOS和Android智能手機(jī)和Pad端4個(gè)版本的終端同平臺的訪問和應(yīng)用。

4. 移動(dòng)GIS平臺

平臺移動(dòng)端采用SuperMap iMobile移動(dòng)GIS開發(fā)平臺，支持基于Android和IOS操作系統(tǒng)的智能移動(dòng)終端，可以快速開發(fā)在線和離線的移動(dòng)GIS應(yīng)用。

5. 三維SkyL ine技術(shù)

平臺三維相關(guān)應(yīng)用采用國際領(lǐng)先的SkyLine三維地圖為開發(fā)平臺，用戶可以利用航空和衛(wèi)星影像、地形高程數(shù)據(jù)和其他二三維地理空間和屬性數(shù)據(jù)，根據(jù)水利業(yè)務(wù)需求開發(fā)定制功能，建立個(gè)性化的三維地理信息系統(tǒng)。

6. 三維建模技術(shù)

平臺對全省重點(diǎn)水庫、灌區(qū)等水利設(shè)施完成虛擬模型建設(shè)，在三維地圖上形象展示水利工程的淹沒分析模擬、河道巡檢、徑流分析、等高線分析、土方量計(jì)算以及坡度分析。

7. 數(shù)據(jù)集成技術(shù)

主要采取數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加載等多種方式，將各水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息、實(shí)時(shí)雨水情等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及視頻監(jiān)控、圖片等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)灌裝或者接入甘肅水利信息共享互用平臺，供各業(yè)務(wù)部門共享。

8. 移動(dòng)報(bào)表技術(shù)

報(bào)表工具采用FineBI智能分析軟件，無編碼形式設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，可以按水利業(yè)務(wù)需求定制出相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

9. 接口技術(shù)

移動(dòng)端APP采用Web Service接口，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一用戶、統(tǒng)一權(quán)限的管理和水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、水文動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的共享互用。

10. 其他技術(shù)

鑒于甘肅水利信息共享互用平臺的數(shù)據(jù)應(yīng)用的復(fù)雜性和系統(tǒng)用戶量的龐大情況，系統(tǒng)的接口服務(wù)部署在服務(wù)總線上，以滿足和其他系統(tǒng)的對接和通信。承載應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器采用開源的Tomcat7.0以上版本?！?/p>

[1]胡四一.認(rèn)真貫徹會(huì)議精神切實(shí)推進(jìn)水利信息化工作[J].中國水利,2009 (8).

[2]李永峰.水利基礎(chǔ)信息查詢及服務(wù)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2014.

[3]王林,王瑋,郭祥,等.交通運(yùn)輸?shù)乩砜臻g信息共享與服務(wù)平臺建設(shè)研究[J].交通科技,2015(5).

[4]李凌霄,譚德寶,張煜.淺析水利移動(dòng)GIS應(yīng)用軟件開發(fā)[J].長江科學(xué)院院報(bào),2015(6).

[5]覃鋒.數(shù)字地球三維影像在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2014（28）.

[6]張盼盼,孫朋姣,郭學(xué)俊.OWB在防汛指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯聚中的應(yīng)用[J].信息技術(shù),2013(3).

Construction of information-sharing platform for water management in Gansu Province and its main features

//Li Yongfeng

TP393

B

1000-1123（2017）14-0055-03

2017-06-05

李永峰，碩士，信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師。

責(zé)任編輯 車小磊