基于云服務(wù)的河湖長(zhǎng)制綜合信息管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

吳文會(huì),李 冰

(1.黑龍江測(cè)繪地理信息局極地測(cè)繪工程中心, 黑龍江 哈爾濱 150081；2.國(guó)家測(cè)繪地理信息局黑龍江基礎(chǔ)地理信息中心，黑龍江 哈爾濱 150081)

江河湖泊具有重要的資源、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)功能[1]。保護(hù)江河湖泊，事關(guān)人民群眾福祉，事關(guān)中華民族長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展[2]，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見(jiàn)》，隨后中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于在湖泊實(shí)施湖長(zhǎng)制的指導(dǎo)意見(jiàn)》，要求加強(qiáng)河湖治理，改善環(huán)境質(zhì)量。水利部推進(jìn)河長(zhǎng)制工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室和水利部信息中心聯(lián)合印發(fā)了《河長(zhǎng)制湖長(zhǎng)制管理信息系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)指南》，提出建立河長(zhǎng)制湖長(zhǎng)制管理信息系統(tǒng)，并指出河長(zhǎng)制湖長(zhǎng)制管理信息系統(tǒng)的總體架構(gòu)要由基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用支撐服務(wù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、應(yīng)用門(mén)戶(hù)、技術(shù)規(guī)范和安全體系等構(gòu)成[3-4]。

本文緊扣河湖長(zhǎng)制管理需求，圍繞河湖長(zhǎng)制建設(shè)“六大任務(wù)”，基于云服務(wù)結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)及遙感監(jiān)測(cè)等相關(guān)技術(shù)，設(shè)計(jì)了河湖長(zhǎng)制綜合信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)河湖信息資源直觀展示與查詢(xún)，信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、任務(wù)協(xié)同處理、智能便捷考核等信息化管理，為建立長(zhǎng)效的河湖長(zhǎng)制監(jiān)測(cè)體系，構(gòu)建完善的“以河定責(zé)，以湖定責(zé)”的監(jiān)督管理機(jī)制，提供信息化技術(shù)支撐與解決方案。

1 平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 總體架構(gòu)

河湖長(zhǎng)制綜合信息管理平臺(tái)整體架構(gòu)包括平臺(tái)用戶(hù)以及業(yè)務(wù)應(yīng)用、應(yīng)用支撐服務(wù)、信息資源服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施[5]，涵蓋了貫穿4層服務(wù)的安全保障體系、信息化保障體系。總體架構(gòu)按照“統(tǒng)分結(jié)合”的思路建設(shè)。其中統(tǒng)一建設(shè)包括硬件基礎(chǔ)設(shè)施、信息資源、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、安全保障體系建設(shè)等。分散建設(shè)部分主要是各業(yè)務(wù)應(yīng)用的建設(shè)，當(dāng)統(tǒng)一建設(shè)部分完成后，開(kāi)展河湖長(zhǎng)制業(yè)務(wù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)建設(shè)，通過(guò)不斷集成業(yè)務(wù)應(yīng)用，解決由資源分割引起的河湖管理低效等問(wèn)題[6]。整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)建設(shè)遵循信息化項(xiàng)目開(kāi)發(fā)規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并符合信息化建設(shè)安全保障體系標(biāo)準(zhǔn)，平臺(tái)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 平臺(tái)架構(gòu)圖

1.2 技術(shù)路線

平臺(tái)總體基于云服務(wù)、WebGIS、J2EE、移動(dòng)互聯(lián)、微信、3S等先進(jìn)技術(shù)，采用B/S模式，集合智能手機(jī)應(yīng)用，基于多層技術(shù)框架體系構(gòu)建河湖長(zhǎng)制綜合信息管理平臺(tái)。技術(shù)路線見(jiàn)圖2。

2 河湖長(zhǎng)制數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

基于信息資源采集的數(shù)據(jù)，采用面向?qū)ο蠓椒?，?shí)現(xiàn)河湖長(zhǎng)制相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)間、空間、屬性、關(guān)系和元數(shù)據(jù)的一體化管理，主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。

2.1 河湖長(zhǎng)制一張圖

主要包括行政區(qū)信息、河湖信息、河長(zhǎng)信息、資料信息、文件信息、一河一策等。

2.2 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主要包括實(shí)時(shí)雨水情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水源地水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、交接斷面重點(diǎn)斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、取用水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及排水口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等，以及事件辦理、考核評(píng)價(jià)、巡河巡查、文件收發(fā)等產(chǎn)生的業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過(guò)信息資源共享交換平臺(tái)由各數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位提供。

圖2 技術(shù)路線圖

2.3 屬性數(shù)據(jù)庫(kù)

包括河長(zhǎng)制湖長(zhǎng)制對(duì)象表、對(duì)象基礎(chǔ)表、主要業(yè)務(wù)表、對(duì)象關(guān)系表、元數(shù)據(jù)表等。

2.4 空間數(shù)據(jù)庫(kù)

空間數(shù)據(jù)庫(kù)包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、河湖長(zhǎng)專(zhuān)題數(shù)據(jù)，并基于“天地圖”服務(wù)，共同構(gòu)成河長(zhǎng)湖長(zhǎng)一張圖的空間底圖；空間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：采用CGCS2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，坐標(biāo)以經(jīng)緯度表示，高程基準(zhǔn)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)；基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)的地圖服務(wù)以O(shè)GC WMS、WFS、WPS等形式提供。

2.4.1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)：以全省1∶25萬(wàn)、1∶5萬(wàn)、1∶1萬(wàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，提取框架數(shù)據(jù)，包括居民地及設(shè)施、交通、境界與政區(qū)、地名等內(nèi)容；影像數(shù)據(jù)：以全省優(yōu)于1 m的高分辨率影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，制作正射影像數(shù)據(jù)(DOM)并按照年度進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。

2.4.2 地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

基于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)成果，獲取年度地理國(guó)情監(jiān)測(cè)成果中的線狀水域要素?cái)?shù)據(jù)、面狀水域要素?cái)?shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)、構(gòu)筑物要素?cái)?shù)據(jù)、自然地理單元等河長(zhǎng)制/湖長(zhǎng)制管理相關(guān)基礎(chǔ)性地理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并結(jié)合多期高分辨率影像數(shù)據(jù)，對(duì)河流及岸線進(jìn)行年度遙感監(jiān)測(cè)。

2.4.3 河長(zhǎng)專(zhuān)題數(shù)據(jù)

河長(zhǎng)專(zhuān)題數(shù)據(jù)包括測(cè)站、專(zhuān)題要素、涉河工程、污染源、河湖岸線、河湖事件等。測(cè)站包括水文站、水位站、視頻站、水質(zhì)站等空間位置信息；專(zhuān)題要素包括水源地、水功能區(qū)、取水口、重要湖庫(kù)、行政區(qū)界斷面、取用水戶(hù)等信息；涉河工程包括水閘、泵站、堤防、水壩、橋梁、涵洞等；污染源包括入河湖排污口、工業(yè)企業(yè)污染源、第三產(chǎn)業(yè)污染源、無(wú)污水處理設(shè)施村莊、生活污染源、農(nóng)業(yè)污染源等；河湖岸線包括河湖岸線、岸線功能區(qū)、生態(tài)紅線、河湖管理范圍、河湖保護(hù)范圍；河湖事件包括投訴發(fā)生位置、巡河問(wèn)題發(fā)現(xiàn)位置、應(yīng)急事件發(fā)生位置等。

3 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

河湖長(zhǎng)制綜合信息管理平臺(tái)包括河湖長(zhǎng)制一張圖、業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)、移動(dòng)應(yīng)用子系統(tǒng)、公共服務(wù)子系統(tǒng)、運(yùn)行維護(hù)子系統(tǒng)。平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

3.1 河湖長(zhǎng)制一張圖

以河湖治理六大任務(wù)為核心，將河湖治理的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題、治理的目標(biāo)、治理的任務(wù)措施、保障措施進(jìn)行可視化的展示，為領(lǐng)導(dǎo)的決策提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)與業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)的督察督辦、考核評(píng)價(jià)、事件處理、信息管理、巡河管理等模塊建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，開(kāi)放相應(yīng)入庫(kù)，方便用戶(hù)進(jìn)行任務(wù)管理、指令下達(dá)、信息反饋、即時(shí)通訊、事件處理等業(yè)務(wù)管理環(huán)節(jié)，提高河湖管理工作效率[8-10]。

圖3 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)圖

3.2 業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)

業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)包括信息管理、信息服務(wù)、遙感監(jiān)測(cè)、抽查督導(dǎo)、考核評(píng)估、事件處理、巡河管理、日常管理8個(gè)模塊：

1)信息管理模塊。信息管理模塊支持各級(jí)河長(zhǎng)辦對(duì)河湖長(zhǎng)制基礎(chǔ)信息和動(dòng)態(tài)信息的管理，實(shí)現(xiàn)各種信息填報(bào)、審核、逐級(jí)上報(bào)，以地圖、表格、圖示等方式進(jìn)行顯示，并提供匯總、統(tǒng)計(jì)和分析功能[3-4]。本模塊包括數(shù)據(jù)填報(bào)、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)上報(bào)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)更新等5方面內(nèi)容。

2)遙感監(jiān)測(cè)模塊。遙感監(jiān)測(cè)模塊由河湖變化監(jiān)測(cè)、專(zhuān)題信息提取、專(zhuān)題信息計(jì)算等功能組成，主要實(shí)現(xiàn)基于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及多期高分辨率遙感影像進(jìn)行前后時(shí)相影像疊加處理，通過(guò)人工識(shí)別，找出河流內(nèi)、河湖水域岸線內(nèi)的地物變化信息，提取變化圖斑，并計(jì)算變化面積。

3)抽查督導(dǎo)?；谝粡垐D建立河湖長(zhǎng)制管理監(jiān)督督辦管理功能，按照河長(zhǎng)制管理工作目標(biāo)和任務(wù)，實(shí)現(xiàn)上級(jí)河長(zhǎng)或河長(zhǎng)辦對(duì)下級(jí)河長(zhǎng)或河長(zhǎng)辦的抽查督導(dǎo)管理，包括河湖長(zhǎng)制管理目標(biāo)和任務(wù)、重大事件的督查、公共投訴舉報(bào)或巡查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的督辦。

4)考核評(píng)估?；诳己嗽u(píng)價(jià)辦法和考核指標(biāo)體系，對(duì)河湖長(zhǎng)制管理情況，以及對(duì)各級(jí)河長(zhǎng)、成員單位、巡查員進(jìn)行考核。對(duì)考核指標(biāo)與管理、指標(biāo)自動(dòng)提取、考核流程規(guī)范化、考核結(jié)果自動(dòng)計(jì)算與排名，按行政區(qū)劃形成河湖長(zhǎng)或河湖相關(guān)的考核評(píng)價(jià)報(bào)告，并能夠在內(nèi)網(wǎng)或外網(wǎng)上進(jìn)行公布。對(duì)各類(lèi)考核按照行政區(qū)劃、考核對(duì)象、考核時(shí)間、考核過(guò)程、考核結(jié)果等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。靈活配置考核指標(biāo)體系，綜合本平臺(tái)的數(shù)據(jù)，自動(dòng)對(duì)各級(jí)河長(zhǎng)工作情況進(jìn)行考核打分，做到考核打分的公平、公正和自動(dòng)化。

5)事件處理。事件處理模塊支持各級(jí)河長(zhǎng)辦通過(guò)巡查河湖、督導(dǎo)檢查、遙感監(jiān)測(cè)、社會(huì)監(jiān)督、相關(guān)系統(tǒng)推送等方式發(fā)現(xiàn)的河湖問(wèn)題和事件進(jìn)行立案、派遣、處置、反饋、結(jié)案以及全過(guò)程的跟蹤和督辦。

6)巡河管理。通過(guò)巡河APP，支持各級(jí)河長(zhǎng)和巡河/湖員對(duì)巡查河湖過(guò)程進(jìn)行管理，主要包括巡查任務(wù)、范圍、周期等巡查計(jì)劃以及巡查時(shí)間、軌跡、日志照片、視頻、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題等巡查記錄。

7)日常管理。服務(wù)于各級(jí)河長(zhǎng)辦日常工作，包括通知通告、公文收發(fā)、辦公通訊、信息報(bào)送、資料管理等功能。

3.3 移動(dòng)應(yīng)用子系統(tǒng)

基于移動(dòng)APP面向各級(jí)河長(zhǎng)用戶(hù)、河長(zhǎng)辦用戶(hù)、河湖巡查員等用戶(hù)提供河湖長(zhǎng)信息查詢(xún)、河湖信息查詢(xún)、河湖地理專(zhuān)題、河湖長(zhǎng)移動(dòng)辦公移動(dòng)巡查等服務(wù)[11]。

3.4 公眾服務(wù)子系統(tǒng)

公共服務(wù)子系統(tǒng)主要是面向社會(huì)公眾，為社會(huì)公眾提供河長(zhǎng)制信息公開(kāi)，投訴舉報(bào)和意見(jiàn)建議的溝通渠道[12]，主要包括河長(zhǎng)制專(zhuān)欄門(mén)戶(hù)及河長(zhǎng)制微信公眾號(hào)。

河長(zhǎng)制專(zhuān)欄門(mén)戶(hù)：向公眾發(fā)布權(quán)威消息，接受公眾監(jiān)督和舉報(bào)。通過(guò)河長(zhǎng)制專(zhuān)欄門(mén)戶(hù)，宣傳河長(zhǎng)工作開(kāi)展情況，同時(shí)接受公眾的監(jiān)督，提供公眾咨詢(xún)提問(wèn)和反饋的窗口。

河長(zhǎng)制微信公眾號(hào)：充分利用微信公眾號(hào)平臺(tái)，建設(shè)河長(zhǎng)制微信公眾號(hào)，從河長(zhǎng)篇、監(jiān)督篇和成效篇3個(gè)欄目面向社會(huì)公眾發(fā)布河湖治理相關(guān)信息，主要包括河湖長(zhǎng)體系、河湖名錄、治理目標(biāo)、知識(shí)園地、河湖管理工作報(bào)告、金點(diǎn)子、隨手拍，為社會(huì)公眾參與河湖管理保護(hù)提供新途徑。

3.5 運(yùn)行維護(hù)子系統(tǒng)

提供用戶(hù)登錄情況(時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)、在線狀態(tài))、運(yùn)行日志、運(yùn)行錯(cuò)誤、訪問(wèn)量、資源使用情況、健康狀況、數(shù)據(jù)庫(kù)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控及監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的查詢(xún)檢索，并以平臺(tái)日志的方式進(jìn)行導(dǎo)出[14]；對(duì)用戶(hù)登錄情況、系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤情況、系統(tǒng)訪問(wèn)量、資源使用情況、數(shù)據(jù)資源調(diào)用情況等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

提供用戶(hù)管理及權(quán)限管理、后臺(tái)日志管理、后臺(tái)配置等系統(tǒng)管理功能[15]。

4 結(jié) 論

本文基于Web技術(shù)，圍繞河長(zhǎng)制工作“六大任務(wù)”，科學(xué)研究河湖管理的新技術(shù)、新策略，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)河長(zhǎng)制綜合信息管理原型平臺(tái)，為河湖長(zhǎng)制對(duì)河湖的日常管理提供信息支撐和科學(xué)的管理手段，為推動(dòng)河湖管理協(xié)同工作的高效化、推進(jìn)河湖管理對(duì)象的網(wǎng)格化、實(shí)現(xiàn)執(zhí)法監(jiān)督工作的實(shí)時(shí)化、保障考核評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確化、保證河長(zhǎng)制信息的公開(kāi)化提供整套解決方案，具有示范作用。