大數(shù)據(jù)信息技術(shù)在水利管理中的應(yīng)用

黎顥明

廣東宏茂建設(shè)管理有限公司 廣東廣州 510507

隨著智能化、信息化時(shí)代的到來，社會(huì)發(fā)展的需求得到更新，原有的水利管理模式存在一些弊端，已經(jīng)無法跟上時(shí)代發(fā)展的腳步。在新時(shí)期，經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，帶動(dòng)了科技的不斷進(jìn)步。雖然國(guó)家出臺(tái)各種政策，以推動(dòng)水利行業(yè)的進(jìn)步，水利工程迎來了新的發(fā)展契機(jī)，建設(shè)規(guī)模愈加擴(kuò)大，管理的質(zhì)量和管理的效率得到顯著的改善，但是各種各樣的情況頻發(fā)，不得不對(duì)水利管理模式提出更高的要求，水利管理模式需要進(jìn)行升級(jí)革新，建立完備的管理制度，以保障水利工程建設(shè)的順利開展?；诖?，只有推動(dòng)水利管理工作的高效發(fā)展，將現(xiàn)代化的技術(shù)帶入水利管理工作。

1 大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)概述

1.1 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)是在一定范圍內(nèi)難以通過常規(guī)手段獲取、管理和處理的信息資產(chǎn)，收集和處理必須采用最先進(jìn)的處理方法和技術(shù)。現(xiàn)階段，為了充分掌握大量有價(jià)值的信息，必須借助信息搜集和處理的工具，而隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步與發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了廣泛的傳播與應(yīng)用，大數(shù)據(jù)這一概念就此誕生，大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅擁有搜集信息的能力，還能夠?qū)κ占降男畔⑦M(jìn)行專業(yè)化的處理，使相關(guān)信息能夠分門別類得到整理和歸納，能夠有效提升查閱和利用相關(guān)信息的效率。水利部門的數(shù)據(jù)資料通常只是單純被整理在一起，未經(jīng)過科學(xué)的加工，缺少使用價(jià)值了，而如果在整理水利部門資料時(shí)能夠利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)有價(jià)值的信息進(jìn)行篩查，通過相關(guān)對(duì)比分析，為相關(guān)人員留下一些有價(jià)值、有意義的數(shù)據(jù)信息。該應(yīng)用具體體現(xiàn)了我國(guó)水利行業(yè)在大數(shù)據(jù)時(shí)代的重要作用。

1.2 信息技術(shù)

信息技術(shù)就是處理和分析數(shù)據(jù)和信息的專門技術(shù)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)也隨之得到發(fā)展，信息技術(shù)是依托于計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)而存在的一項(xiàng)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)常常與軟件的更新、研究與使用互相配合。信息技術(shù)處理數(shù)據(jù)具有高效、便捷的優(yōu)質(zhì)，將其運(yùn)用到水利部門的管理工作當(dāng)中，能夠在提升水利部門管理水平的同時(shí)提升有效提升其管理效率。在過去，大數(shù)據(jù)技術(shù)和信息技術(shù)尚未普及的時(shí)候，水利部門在管理相關(guān)工作時(shí)，采用傳統(tǒng)的管理方法，經(jīng)常出現(xiàn)溝通不及時(shí)、信息不對(duì)等問題，以至于水利工程的開展受到了嚴(yán)重阻礙。而現(xiàn)如今，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用，水利部門的管理質(zhì)量和水平都有了明顯的提升，各部門之間的配合與調(diào)度都能及時(shí)到位，保障了水利工程的順利開展，也在一定程度上節(jié)省了大量的人力和物力。

2 大數(shù)據(jù)在水利管理中的應(yīng)用研究

2.1 水利管理大數(shù)據(jù)構(gòu)成分析

2.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是水利工程的基本數(shù)據(jù)和信息。

2.1.2 空間數(shù)據(jù)

其中包含了水利工程的空間地理數(shù)據(jù)、項(xiàng)目信息、水庫(kù)信息、水閘信息以及工程測(cè)繪信息等內(nèi)容。

2.1.3 BIM的數(shù)據(jù)

此項(xiàng)數(shù)據(jù)中包含了施工過程中的BIM模型數(shù)據(jù)，BIM數(shù)據(jù)是與水利工程同步產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，具有很高的準(zhǔn)確性、完整性和系統(tǒng)性。

2.1.4 商業(yè)數(shù)據(jù)

包括項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)、項(xiàng)目監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2 水利管理大數(shù)據(jù)特征分析

2.2.1 數(shù)據(jù)量巨大

水利工程涉及的要素眾多，且信息來源廣泛，因此，呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)量十分龐大的特點(diǎn)。

2.2.2 數(shù)據(jù)非常動(dòng)態(tài)

水利工程的數(shù)據(jù)是隨著工程建設(shè)的進(jìn)度而變化的，同時(shí)，水利管理還涉及水情、水質(zhì)以及環(huán)境的監(jiān)測(cè)等內(nèi)容，這些內(nèi)容都是隨著監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化而變化的，因此具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性。

2.3 大數(shù)據(jù)在水利管理中的應(yīng)用分析

可視化技術(shù)可以在每個(gè)項(xiàng)目的安全狀態(tài)中產(chǎn)生一系列隱患。將可視化技術(shù)與項(xiàng)目的實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)合起來，可以幫助我們確定每個(gè)項(xiàng)目的安全狀態(tài)。此外，可以建立水利工程安全預(yù)警機(jī)制，對(duì)水利工程的實(shí)施狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一是能夠提高對(duì)水利工程實(shí)施狀況的了解程度，提高對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事故的控制能力。二是通過預(yù)警機(jī)制監(jiān)控安全狀況的同時(shí)，還能對(duì)水利工程的相關(guān)信息進(jìn)行采集，創(chuàng)建水利工程調(diào)度的數(shù)據(jù)模型，為進(jìn)一步開展水利工程建設(shè)工作提供可靠的數(shù)據(jù)分析和技術(shù)指導(dǎo)，并借助BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目調(diào)整論證，從而對(duì)水利工程建設(shè)方案的可行性和安全性等方面進(jìn)行有效評(píng)估，得出有價(jià)值的參考意見，確保水利工程的安全并最大程度減少建設(shè)成本提升經(jīng)濟(jì)效益。三是結(jié)合計(jì)劃、測(cè)試、評(píng)估等一系列與工程質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，建立工程質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)水利工程質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，準(zhǔn)確定位一系列水利工程質(zhì)量不合格數(shù)據(jù)，有助于水利工程質(zhì)量監(jiān)督評(píng)價(jià)的量化，從而顯著提高質(zhì)量管理的有效性。四是在項(xiàng)目運(yùn)維管理中的應(yīng)用。結(jié)合與本工程相應(yīng)調(diào)度數(shù)據(jù)密切相關(guān)的一系列數(shù)據(jù)信息，如工程安全檢測(cè)、水情監(jiān)測(cè)、巡檢等，借助大數(shù)據(jù)算法，可以科學(xué)合理地監(jiān)測(cè)和評(píng)估本工程的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。五是在水利工程監(jiān)理中的應(yīng)用。結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際相關(guān)計(jì)劃、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)、進(jìn)度監(jiān)控等一系列數(shù)據(jù)信息，充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立項(xiàng)目進(jìn)度評(píng)估模型，并用該模型描述項(xiàng)目進(jìn)度。

3 信息技術(shù)在水利管理中的應(yīng)用分析

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用

要想提升水利管理工作的質(zhì)量與效率，就必須從數(shù)據(jù)信息的管理入手。自從智能化、信息化時(shí)代的到來之后，經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，帶動(dòng)了信息技術(shù)的進(jìn)步。大數(shù)據(jù)信息技術(shù)在水利管理工作中的應(yīng)用，帶動(dòng)了水利工程的創(chuàng)新與發(fā)展，促進(jìn)了水利管理工作的提升。基于此，數(shù)據(jù)信息管理一般依賴前沿的數(shù)據(jù)信息庫(kù)，通過數(shù)據(jù)信息庫(kù)的管理，數(shù)據(jù)信息可以得到完善的留存及應(yīng)用，不僅有利于數(shù)據(jù)的分析，還便于數(shù)據(jù)的直接引用，顯著改善了水利工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理不善的現(xiàn)狀?；诖?，水利管理通過建立數(shù)據(jù)信息庫(kù)，分析、留存和應(yīng)用數(shù)量較大的數(shù)據(jù)信息，并將其分門別類，便于水利工程的查找和使用。隨著長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用探究，不僅了解數(shù)據(jù)信息庫(kù)的優(yōu)勢(shì)之處和弊端，還有利于數(shù)據(jù)信息的共同應(yīng)用，推動(dòng)水利管理工作的有序開展。

3.2 數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字孿生技術(shù)通常是借助虛擬模型、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等要素集成后，再以人、機(jī)、物以及環(huán)境、信息等多個(gè)要素為目標(biāo)，對(duì)生命周期進(jìn)行建模和描述。將該技術(shù)應(yīng)用于水利管理，可以在信息空間中有效地描述水利工程的物理實(shí)體，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息交互，有效地實(shí)現(xiàn)水利管理的模擬、評(píng)價(jià)、優(yōu)化和預(yù)測(cè)。例如，對(duì)于水利工程的運(yùn)行過程，該技術(shù)可以有效地模擬信息空間中各種任務(wù)的實(shí)際執(zhí)行情況。借助各種仿真參數(shù)，最大限度地了解任務(wù)執(zhí)行過程中可能出現(xiàn)的各種情況，了解動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水利工程的運(yùn)行情況，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行或環(huán)境變化，及時(shí)有效地調(diào)整水利工程的運(yùn)行管理方案，能夠?qū)λこ坦芾聿块T年度各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)流程和系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還能促進(jìn)水利工程的智能化、自動(dòng)化發(fā)展，有效提高工作和管理的效率。與此同時(shí)，水利工程整個(gè)范圍內(nèi)的水庫(kù)、湖泊等真實(shí)存在的物體的相關(guān)信息將會(huì)被收納到數(shù)字世界當(dāng)中，并經(jīng)過大數(shù)據(jù)的加工與融合，成為可供人們查閱和參考的數(shù)據(jù)資料，并且在數(shù)據(jù)庫(kù)中有其獨(dú)特的屬性，從而實(shí)現(xiàn)河流實(shí)時(shí)全景地綜合分析并顯示湖泊和水利工程在盆地內(nèi)，并提供了模擬真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的條件，通過大數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)水利工程流域內(nèi)的流量、汛息、水資源配置以及生態(tài)環(huán)境等內(nèi)容進(jìn)行模擬與分析，快速制訂出多種可供選擇的管理方案，并經(jīng)過智能分析，選出最佳的方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程的智能化管理。

3.3 GIS技術(shù)的應(yīng)用

GIS地理信息系統(tǒng)：目前，GIS技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，它在水利行業(yè)已經(jīng)使用了十多年。其最基本的功能是有效地反映地理坐標(biāo)，在水利管理中起著至關(guān)重要的作用。由于水利管理對(duì)地理信息的巨大需求，將地理信息技術(shù)應(yīng)用于水利管理十分必要。目前，GIS技術(shù)在防洪、救災(zāi)和減災(zāi)中的應(yīng)用最為廣泛，它也是水利管理中最成熟的信息技術(shù)之一。對(duì)于數(shù)據(jù)和信息的存儲(chǔ)、分析和管理，現(xiàn)階段，與防洪、減災(zāi)和救災(zāi)相關(guān)的各種信息管理系統(tǒng)大多是在GIS平臺(tái)的支持下建立的。它在災(zāi)害評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)分析中的突出作用是高效地完成基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)的管理，實(shí)現(xiàn)空間和屬性數(shù)據(jù)的查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)和顯示，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害數(shù)據(jù)的有效分析和提取、可視化表達(dá)。此外，地理信息系統(tǒng)還可作為蓄洪區(qū)決策和搬遷的輔助工具。除上述功能外，GIS技術(shù)還可以在水資源信息管理系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)加載和區(qū)域水資源空間分析中發(fā)揮重要作用。

3.4 遙感技術(shù)應(yīng)用分析

遙感技術(shù)在水利管理中的應(yīng)用主要涉及以下幾個(gè)方面。

第一，水利工程建設(shè)過程中的環(huán)境影響分析與評(píng)價(jià)；第二，河流動(dòng)態(tài)變化的遙感監(jiān)測(cè)；第三，大型水利工程的安全監(jiān)測(cè)；第四，水資源管理；第五，項(xiàng)目規(guī)劃；第六，防洪抗災(zāi)。特別是在河流動(dòng)態(tài)變化和防洪減災(zāi)方面，該技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。目前，遙感技術(shù)發(fā)展迅速，各種新興技術(shù)被應(yīng)用于水利管理。例如，衛(wèi)星遙感技術(shù)和無人機(jī)遙感技術(shù)為水利工程建設(shè)管理和水資源管理提供了重要支持。

3.5 CAD技術(shù)的應(yīng)用

目前，CAD是一種應(yīng)用廣泛的技術(shù)，它的主要服務(wù)對(duì)象是應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師群體，它具有應(yīng)用便捷、使用效率高的獨(dú)特之處。CAD即可以有利于提升工程繪圖的工作效率，顯著提升繪圖的呈現(xiàn)效果，又易于修改?？梢杂行У乇ＷC圖紙能夠完全滿足水流管理的需要。

4 大數(shù)據(jù)信息技術(shù)在水利管理中的應(yīng)用價(jià)值

4.1 推進(jìn)水利管理模式改革

大數(shù)據(jù)信息技術(shù)在水利管理中的實(shí)施和應(yīng)用，可以有效推動(dòng)水利管理模式的改革，實(shí)現(xiàn)水利管理制度的完善，水利管理模式的革新、升級(jí)，真正做到現(xiàn)代化、科技化，水利管理的工作質(zhì)量得到顯著的改善，水利管理的工作效率得到明顯的提升，從而減輕管理人員的工作壓力，確保水利管理效率，它是目前大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的主要應(yīng)用價(jià)值之一。在新的時(shí)代，信息技術(shù)發(fā)展迅速，并迅速應(yīng)用于我國(guó)各行各業(yè)，形成了大量的數(shù)據(jù)。利用大數(shù)據(jù)信息技術(shù)開展水利管理，構(gòu)建信息交換云平臺(tái)，可以有效加強(qiáng)水利管理各部門之間的關(guān)系，實(shí)時(shí)了解水利工程進(jìn)展情況，在線監(jiān)督管理。在水利管理創(chuàng)新過程中發(fā)揮主導(dǎo)作用，改變以往單一的管理形式，實(shí)現(xiàn)水利工程的信息化、智能化管理。

4.2 提高水利測(cè)繪質(zhì)量

水利工程大多建在地形復(fù)雜的地區(qū)，給數(shù)據(jù)采集和測(cè)繪帶來很大困難。在以往工作中，測(cè)繪人員很難借助測(cè)繪設(shè)備收集數(shù)據(jù)。然而，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，將大數(shù)據(jù)信息技術(shù)引入水利管理中，可以有效地改變傳統(tǒng)采集和測(cè)量中存在的問題，實(shí)現(xiàn)遙感采集、測(cè)繪和分析，并將采集和測(cè)繪結(jié)果同步傳輸?shù)綔y(cè)量員智能終端，利用信息技術(shù)將其顯示在顯示屏上，可有效保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高水利測(cè)繪圖形質(zhì)量，減少現(xiàn)場(chǎng)收集和調(diào)查的人力和財(cái)力支出。這是大數(shù)據(jù)信息技術(shù)應(yīng)用的主要價(jià)值。

4.3 提高水利管理水平

大數(shù)據(jù)信息技術(shù)在水利管理中的應(yīng)用，可以有效提高水利管理水平，實(shí)現(xiàn)水利工程的智能化、信息化管理，實(shí)施科技興國(guó)戰(zhàn)略，促進(jìn)水利信息化建設(shè)和發(fā)展。以往，在水利管理過程中，由于缺乏技術(shù)，工作人員使用設(shè)備管理嚴(yán)格，防止河流堵塞和破壞河流流向。雖然目前的技術(shù)無法抵御災(zāi)害的到來，但它可以在測(cè)量和采樣過程中最大限度地減少對(duì)自然環(huán)境的影響，這也是水利管理的主要目的。應(yīng)用大數(shù)據(jù)信息技術(shù)進(jìn)行智能化、信息化管理，可以有效降低管理失誤的概率，提高水利管理質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)水利工程的高效管理。

結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)信息技術(shù)在水利管理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，直接影響著水利工程的整體管理水平，是未來水利工程開發(fā)建設(shè)的主要趨勢(shì)。然而，現(xiàn)階段水利管理者對(duì)大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的應(yīng)用知之甚少，缺乏足夠的重視。綜上所述，在進(jìn)行水利管理的時(shí)候，要了解水利管理的設(shè)計(jì)范圍，水利管理包含了水資源、水域和水利工程的管理。