山東省水文信息化建設(shè)構(gòu)想及建議

王西文 ，沈麗娟 ，張廣智

（1.山東省水文水資源勘測局，山東 濟南 250014；2.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟南 250013）

水文信息化是通過利用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)并廣泛利用水文信息資源，以促進(jìn)水文信息交流與資源共享，實現(xiàn)水文信息采集、傳輸、存儲、處理及服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化與智能化。2011年中央一號文件聚焦水利，把水利作為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域，明確提出推進(jìn)水利現(xiàn)代化建設(shè)。水文是水利的基礎(chǔ)，首先實現(xiàn)水文信息化，以水文信息化帶動水文與水利現(xiàn)代化。

1 水文信息化建設(shè)現(xiàn)狀

1）硬件環(huán)境方面。近幾年山東省水文信息化建設(shè)先后投入上千萬元用于購置服務(wù)器、計算機、繪圖儀等電子設(shè)備，基本實現(xiàn)了省、市水文局機關(guān)工作人員人手一機，重點水文站也配備了計算機設(shè)備。在建省局新辦公樓的視頻會商室、多功能廳和中心機房標(biāo)準(zhǔn)較高，各市局也建有會商室和機房，為省、市局水文業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)建立了良好的開發(fā)和運行環(huán)境。

2）信息采集傳輸方面。全省雨情信息和多數(shù)水位信息已基本實現(xiàn)了自動采集，通過GPRS等傳輸至市水情分中心。省水情中心與各市分中心，自2002年起依托2 M水利信息專用光纜信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，2011年已升級為10 M。

3）信息存儲處理方面。目前山東省地表水、地下水、水質(zhì)數(shù)據(jù)都采用程序進(jìn)行整編，地表水已整編成果庫，實時雨水情數(shù)據(jù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫存儲，其他數(shù)據(jù)仍多以電子表格等文件方式存放。

4）信息服務(wù)方面。近年來，省市局相繼建設(shè)了“國家防汛指揮系統(tǒng)一期工程”、“山東省國家水文數(shù)據(jù)庫”，自主開發(fā)了“水文信息服務(wù)系統(tǒng)”、“洪水預(yù)報系統(tǒng)構(gòu)建平臺”、“水情綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)”、“水文資料整編軟件”、“威海市水環(huán)境信息管理系統(tǒng)”等數(shù)十個水文業(yè)務(wù)軟件，在防汛抗旱減災(zāi)、水工程規(guī)劃設(shè)計、水資源開發(fā)利用管理、水環(huán)境保護(hù)等方面發(fā)揮了巨大作用，取得了顯著的社會經(jīng)濟效益。同時，省局和多數(shù)市局開通了外網(wǎng)網(wǎng)站，網(wǎng)站已成為水文對外宣傳和信息服務(wù)的重要窗口。

2 存在主要問題

1）機構(gòu)不健全。目前除省局設(shè)有信息中心外，各市局沒有相應(yīng)的信息化機構(gòu)，全省水文信息化建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和頂層設(shè)計，管理維護(hù)比較薄弱。

2）缺乏有效的資金投入機制。由于沒有穩(wěn)定的投入渠道，經(jīng)費投入嚴(yán)重不足，硬件設(shè)備多已超過服務(wù)年限，性能低，可靠性差。特別是省局承擔(dān)區(qū)域水資源監(jiān)測重任后，設(shè)備已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足海量水文數(shù)據(jù)處理的需要，急需更新?lián)Q代。

3）水文數(shù)據(jù)庫建設(shè)相對滯后。一是數(shù)據(jù)存儲管理方式落后，現(xiàn)已積累的20多億條水文數(shù)據(jù)大多仍以紙質(zhì)或電子文件形式分散管理，水質(zhì)數(shù)據(jù)庫、地下水?dāng)?shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)仍處于初期階段，水保數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫等均未建設(shè)，數(shù)據(jù)長期保存的安全性得不到保障。二是信息整合和共享能力低，各類水文信息分散于各部門存放，未進(jìn)行有效整合，數(shù)字化和規(guī)范化程度低，不利于水文信息資源的共享和綜合開發(fā)利用。

4）業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)能力低。多數(shù)業(yè)務(wù)軟件為各部門自行開發(fā)，沒有統(tǒng)一的開發(fā)管理平臺，各自獨立運行，功能單一，應(yīng)用服務(wù)能力低，不能滿足政府和社會公眾對水文信息更深層次的需求。

5）辦公方式落后。目前山東省水文系統(tǒng)依然采用傳統(tǒng)的公文流轉(zhuǎn)方式，無法與上級部門的電子政務(wù)系統(tǒng)接軌。

3 信息化建設(shè)思路

1）統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在省局信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組統(tǒng)一組織下，立足全省水文實際，統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一水文信息化頂層設(shè)計，防止出現(xiàn)低水平重復(fù)建設(shè)。

2）實用先進(jìn)，突出重點。針對山東省水利建設(shè)和經(jīng)濟社會發(fā)展對水文的需求，結(jié)合防汛抗旱、區(qū)域水資源監(jiān)測、水資源開發(fā)利用管理以及水環(huán)境保護(hù)的迫切需要，充分利用已有水文站網(wǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施，并考慮對現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的兼容，采用當(dāng)前成熟、先進(jìn)的信息化技術(shù)和手段，加快業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)。

3）資源整合，信息共享。充分利用公共信息基礎(chǔ)設(shè)施和已有基礎(chǔ)設(shè)施，按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對水文信息進(jìn)行整合，并以水文信息公用平臺為支撐，促進(jìn)水文信息資源在系統(tǒng)內(nèi)部高度共享，系統(tǒng)外部適度開放。

4）分步實施，保障安全。根據(jù)實際需要及可能，急用先建、分期實施、逐步推進(jìn)。從業(yè)務(wù)應(yīng)用需求的實際出發(fā)，優(yōu)先建設(shè)水文信息化基礎(chǔ)設(shè)施，積極營造信息化保障環(huán)境，加快重點業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，提高水文信息系統(tǒng)的安全性和可靠性，促進(jìn)水文信息化健康發(fā)展。

4 信息化建設(shè)構(gòu)想

4.1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要包括網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)施、機房環(huán)境、硬件設(shè)備和基礎(chǔ)軟件、視頻會議、安全系統(tǒng)等5方面。

1）網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)施。提升全省網(wǎng)絡(luò)帶寬，逐步建設(shè)省、市、縣（重點水文站）三級網(wǎng)絡(luò)連接。

2）機房環(huán)境。按照國家對機房建設(shè)的相關(guān)規(guī)定建設(shè)專用機房，達(dá)到供電、溫度、濕度、消防、監(jiān)控、門禁、防塵、防盜、防雷等要求，提供安全可靠的機房環(huán)境，同時要整合各業(yè)務(wù)部門自建的機房，實現(xiàn)機房的統(tǒng)一管理和開發(fā)利用。

3）硬件設(shè)備和基礎(chǔ)軟件。硬件設(shè)備和基礎(chǔ)軟件統(tǒng)一布署、統(tǒng)一管理并共享利用，逐步構(gòu)成基本統(tǒng)一的基礎(chǔ)軟硬件運行平臺，尤其是重要硬件設(shè)備和軟件的引進(jìn)都要有論證和報批手續(xù)。

4）視頻會議系統(tǒng)。統(tǒng)一建設(shè)全省高清視頻會議系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻會議和異地水文業(yè)務(wù)會商。

5）安全系統(tǒng)。制定統(tǒng)一的安全方案，包括物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、運行安全，以及安全制度建設(shè)等幾方面。

4.2 水文信息資源建設(shè)

主要包括信息采集、傳輸和數(shù)據(jù)庫建設(shè)。

1）水文信息采集。依據(jù)《山東省水文站網(wǎng)規(guī)劃》，對現(xiàn)有站網(wǎng)進(jìn)行補充、調(diào)整和優(yōu)化，避免重復(fù)建設(shè)；結(jié)合主體水利工程，按照《山東省水文監(jiān)測工程建設(shè)管理辦法》，配套建設(shè)各類監(jiān)測站的基礎(chǔ)設(shè)施與技術(shù)裝備，保障采集信息的及時、完整、準(zhǔn)確。

2）水文信息傳輸。省、市間利用省水利骨干網(wǎng)（光纖網(wǎng)）進(jìn)行水文信息的傳輸、處理，對有條件的市要逐步建設(shè)延伸到縣（或基層水文站）的三級網(wǎng)絡(luò)；市（縣）、水文測站間主要采用GPRS、3G無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸。

3）數(shù)據(jù)庫建設(shè)。按照國家標(biāo)準(zhǔn)或制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫建設(shè)。數(shù)據(jù)庫主要包括實時信息庫、原始資料庫、整編成果庫、空間數(shù)據(jù)庫、專用數(shù)據(jù)庫等。

4.3 業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)

水文業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)包括：應(yīng)用支撐平臺建設(shè)及基于統(tǒng)一平臺的防汛抗旱水情測報預(yù)報系統(tǒng)；水文站網(wǎng)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)；水資源、水環(huán)境、水土保持監(jiān)測信息管理系統(tǒng)；電子政務(wù)系統(tǒng)建設(shè)等。

1）應(yīng)用支撐平臺。為各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)提供公共資源，主要內(nèi)容包括：基礎(chǔ)組件庫、中間件、模型工具、算法管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)一訪問、用戶管理、數(shù)據(jù)字典、系統(tǒng)監(jiān)控、平臺用戶界面等。

2）防汛抗旱水情測報預(yù)報系統(tǒng)。對雨水情信息進(jìn)行實時接收、處理、發(fā)布，建立和完善旱情監(jiān)測、預(yù)警、分析和評估體系。通過編制水情辦公、業(yè)務(wù)支持、雨水情信息處理、水文預(yù)報和氣象預(yù)報接口等功能模塊，實現(xiàn)WEBGIS下雨水情信息的檢索、維護(hù)、分析計算、專題圖表制作和成果輸出等功能。在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，提出應(yīng)對措施和決策建議，為防汛抗旱決策提供技術(shù)支撐。

3）水文站網(wǎng)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)。主要功能包括：可便捷展示水文測站的基礎(chǔ)信息、歷史特征值信息及實時數(shù)字和視頻監(jiān)控信息；自動實現(xiàn)實時與歷史信息對比、超警提示和分類報表統(tǒng)計；通過視頻監(jiān)控自動識別水尺讀數(shù)等。

4）水資源監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)既要滿足當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求，包括資料整編、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、水資源公報和地下水通報制作等，又要充分考慮“落實最嚴(yán)格水資源管理制度，實施區(qū)域水資源監(jiān)測”的實時監(jiān)測、傳輸、存儲、檢索、分析、評價、預(yù)測和展示的需求。

5）水環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。實現(xiàn)對歷史和實時水環(huán)境信息的查詢、統(tǒng)計、分析、評價等，并能對水資源質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行模擬、評價，計算模擬不同時空水環(huán)境的承載情況以及納污情況，并對水資源質(zhì)量的變化進(jìn)行模擬預(yù)警預(yù)報；對污染物在特定河段的輸移擴散過程進(jìn)行模擬仿真、預(yù)測預(yù)報。

6）水土保持監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。以省級總站、分站為監(jiān)測信息管理基本構(gòu)架，實現(xiàn)對歷史和實時水土資源相關(guān)信息的查詢、統(tǒng)計、分析、評價等，對水土資源狀態(tài)進(jìn)行評價，計算模擬不同時空土壤的承載情況、侵蝕和流失情況，并對土壤侵蝕和水土流失的變化趨勢進(jìn)行預(yù)警預(yù)報。

7）電子政務(wù)系統(tǒng)。一是公用平臺系統(tǒng)，包含統(tǒng)一的軟硬件支撐、用戶管理、門戶開發(fā)框架、信息發(fā)布、日志管理平臺等內(nèi)容；二是協(xié)同辦公系統(tǒng)，包含領(lǐng)導(dǎo)辦公、通用辦公、綜合政務(wù)、公文管理、信息交換、移動辦公、內(nèi)網(wǎng)門戶等內(nèi)容。

5 建議

水文信息化是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是軟件與硬件工程、專業(yè)知識與新技術(shù)應(yīng)用、維護(hù)管理與延伸服務(wù)的有機結(jié)合體。為此，在組織機構(gòu)、人才培養(yǎng)和物質(zhì)保障等方面提出以下建議：

1）健全組織機構(gòu)，完善規(guī)章制度。省局和各市局要成立專門的信息化領(lǐng)導(dǎo)小組和工作小組，建立健全管理機制，明確崗位責(zé)任。對信息化建設(shè)統(tǒng)一組織與管理，保證信息化建設(shè)健康有序發(fā)展。制定和完善符合山東水文實際的相關(guān)政策和規(guī)章制度，使水文信息化建設(shè)做到有章可循。

2）加強隊伍建設(shè)，重視人才培養(yǎng)。根據(jù)水文信息化工作需要，制定切實可行的人才培養(yǎng)計劃，開展多層次的信息化技術(shù)培訓(xùn)，把技術(shù)管理培訓(xùn)、專業(yè)知識培訓(xùn)、生產(chǎn)應(yīng)用培訓(xùn)以及經(jīng)驗交流、技術(shù)考察等有機結(jié)合，特別要重視信息化系統(tǒng)應(yīng)用人才的培訓(xùn)工作。制訂并完善各項穩(wěn)定信息化人才的措施，建立有效的人才激勵機制，創(chuàng)建有利于各類人才發(fā)展的良好環(huán)境，逐步形成一支掌握信息技術(shù)，能正確維護(hù)和熟練使用信息化系統(tǒng)的骨干隊伍。

3）開拓投資渠道，確保資金投入。信息化工作既要有項目建設(shè)資金，又要有系統(tǒng)運行維護(hù)資金。要科學(xué)合理統(tǒng)籌制定信息化工作的經(jīng)費預(yù)算，既要重點籌劃建設(shè)投資、培訓(xùn)費用，又要全面安排運行維護(hù)和升級擴展的費用。當(dāng)前，要緊密結(jié)合國家加快水利建設(shè)的大好機遇，在水利工程帶水文工作中，充分考慮水文信息化建設(shè)內(nèi)容，并加強前期工作和項目儲備，全面落實水文信息化的建設(shè)資金；同時，根據(jù)已頒布的《水利信息系統(tǒng)運行維護(hù)定額標(biāo)準(zhǔn)》，將水文信息化的運行維護(hù)經(jīng)費納入年度預(yù)算，確保建成的水文信息系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行并長期發(fā)揮效益。