江蘇省水利普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)部署方案

曹 帥 高祥濤 胡金龍 陳 寧

（江蘇省水文水資源勘測局，江蘇 南京 210029）

1 概述

第一次全國水利普查是一項重大國情國力調查。普查數(shù)據(jù)處理工作是通過格式規(guī)范、標準統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理專用軟件，對水利普查調查成果進行一系列嚴密的數(shù)據(jù)處理工作，獲得以報告、圖件、表格數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、信息系統(tǒng)等方式展現(xiàn)的水利普查成果。對于省級節(jié)點，建設基礎水信息數(shù)據(jù)庫，部署基礎水信息應用系統(tǒng)，是必須完成的一項重要任務。普查數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作為普查基礎工作平臺，采用了網(wǎng)絡直報、海量數(shù)據(jù)處理、GIS等多種技術手段，為普查工作的順利完成提供了有力支撐，提高了普查的工作效率和成果質量，其軟硬件組成和架構不僅為普查成果的匯集、管理、應用、發(fā)布做好了環(huán)境準備，也為今后面向全省的基礎水信息平臺建設管理積累了經(jīng)驗，促進了水利信息化發(fā)展。

2 系統(tǒng)組成和功能

省級水利普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)軟件部分由國務院水利普查辦統(tǒng)一部署，主要包括：①基層登記臺賬管理系統(tǒng)，主要服務于縣級，在清查登記階段，完成清查對象、普查對象、臺賬表指標數(shù)據(jù)的錄入、編輯、審核、匯總工作，可采用單機版部署和省級集中部署兩種方式；②普查數(shù)據(jù)處理上報系統(tǒng)；③普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，分別服務于地、省兩級，在填表上報階段，開展表格數(shù)據(jù)的審核分析、匯總平衡工作；④空間數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，服務于省級，主要完成普查對象空間位置及形態(tài)標繪和對象關系建立，以及成果管理。機房、網(wǎng)絡、軟件、硬件等支撐環(huán)境建設由省級根據(jù)現(xiàn)有信息化資源合理建設。

3 方案設計

3.1 總體架構

表格處理系統(tǒng)采用B/S方式部署于水利信息網(wǎng)，軟件符合J2EE技術規(guī)范、基于中間件的三層應用架構。第一層表示層，提供交互界面與數(shù)據(jù)的展示。第二層應用層，利用中間件中JavaBean等組件處理業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)計算，并于數(shù)據(jù)庫交互。第三層數(shù)據(jù)層，通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的管理和存取。空間數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用C/S架構，部署于政務內網(wǎng)。硬件配置Web服務器、應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器以及圖形工作站等。存儲備份采用SAN架構，利用光纖交換機與高速磁盤陣列，滿足數(shù)據(jù)訪問高性能和存儲安全需求。因本次業(yè)務系統(tǒng)運算處理主要集中于數(shù)據(jù)層，表示層和應用層瓶頸在于并發(fā)訪問量大，故將前兩層物理合并，在兩臺服務器上同時部署業(yè)務軟件實現(xiàn)共享訪問，數(shù)據(jù)庫層采用集群配置。

3.2 服務器配置

Web服務器用于前端接入，處理HTTP請求，對并發(fā)連接數(shù)、內存要求較高；應用服務器部署中間件及業(yè)務處理程序，對CPU運算能力、內存要求較高；數(shù)據(jù)庫服務器對穩(wěn)定性、事務處理能力、內存以及緩存要求高。應參照偏重網(wǎng)絡訪問和JAVA應用性能的SPEC標準、計算數(shù)據(jù)庫事務處理和查詢性能的TPC標準，合理配置。

3.3 網(wǎng)絡建設

江蘇省水利信息網(wǎng)采用租用電信SDH光纖鏈路方式建設，其中，骨干網(wǎng)4 M聯(lián)結省地級，地區(qū)網(wǎng)2 M聯(lián)結地縣級，少部分縣（市、區(qū)）因地址搬遷、費用停交、地級訪問控制等原因未聯(lián)入。廳網(wǎng)絡中心已配備防火墻、入侵檢測、安全審計、病毒防護等軟硬件，以滿足安全防護要求。政務內網(wǎng)部署于涉密區(qū)，與專網(wǎng)、外網(wǎng)物理隔離。方案要求各地建立和恢復專網(wǎng)連接，廳已建VPN設備（200用戶），提供少量通道供特殊情況應急使用。

3.4 可靠性和性能保障

數(shù)據(jù)可靠性采用熱插拔雙控制器冗余磁盤陣列，分別采用raid1鏡像和raid5奇偶校驗方式存儲日志和數(shù)據(jù)，冗余控制和并行讀寫提高存儲安全性、容量和訪問速率，配置虛擬磁帶庫，與將要建設的異地災備中心結合保障數(shù)據(jù)安全。服務可靠性由雙服務器集群實現(xiàn)，中間件軟件配置實現(xiàn)應用共享訪問，實時應用集群RAC技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫雙主機（Active-Active）熱備，消除單點故障同時實現(xiàn)負載均衡，提升可靠性和性能。

3.5 與信息化系統(tǒng)整合

廳已建水文遙測信息系統(tǒng)、水利地理信息系統(tǒng)，以及將要建設的中小河流、水庫管理信息系統(tǒng)均與普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)架構一致，面向全省進行信息采集和提供服務。為更好利用現(xiàn)有資源，整合信息化投資，屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫雙機和存儲備份可與上述系統(tǒng)共用，空間數(shù)據(jù)、軟件、硬件與政務內網(wǎng)內系統(tǒng)結合構建普查信息服務系統(tǒng)。數(shù)據(jù)經(jīng)解密后可在水利信息網(wǎng)和政務內網(wǎng)同時向全省和廳直屬單位提供數(shù)據(jù)共享和信息服務。江蘇省水利普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)部署架構見圖1。

4 我省水利普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)特點

4.1 集中部署，分散錄入

我省地處東部沿海，不含國際河流相關水資源和水利工程規(guī)劃數(shù)據(jù)，可采用網(wǎng)絡直報方式進行普查信息錄入編輯。采用省級集中部署、市縣分散錄入方式，有利于減輕地、縣級分散部署與維護系統(tǒng)的壓力；有利于省、市級水利普查機構及時監(jiān)控數(shù)據(jù)采集和處理的進度與質量；有利于基層單位分散錄入與處理數(shù)據(jù)，提高普查工作效率。

4.2 訪問集中，在線錄入與分析服務并重

普查數(shù)據(jù)處理工作具有時點性、階段性特點，市縣人員在線登錄時間較為集中，高峰訪問人數(shù)較多。采用“逐級上報、超級匯總”方式，省、市、縣均直接采用原始數(shù)據(jù)進行匯總分析。錄入檢索產(chǎn)生較多數(shù)據(jù)庫操作，尤其是匯總分析往往采用聯(lián)表查詢方式，對網(wǎng)絡帶寬、數(shù)據(jù)庫并發(fā)處理性能提出較高要求。

圖1 江蘇省水利普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)部署架構圖

4.3 網(wǎng)絡聯(lián)通性、安全、保密要求高

運行網(wǎng)絡環(huán)境要求為：優(yōu)先選擇水利專網(wǎng)，未覆蓋到的單位，利用因特網(wǎng)通過VPN系統(tǒng)建立網(wǎng)絡連接。省級網(wǎng)絡環(huán)境需增加負載均衡設備，以滿足大量市縣級用戶同時訪問、進行數(shù)據(jù)處理業(yè)務的需要。對外服務帶寬要求2 M以上，支持500個以上用戶的并發(fā)訪問。系統(tǒng)應按信息系統(tǒng)安全等級保護第三級信息系統(tǒng)的要求進行防護。水利普查空間數(shù)據(jù)屬于涉密數(shù)據(jù)，需在涉密網(wǎng)絡環(huán)境中存儲。

4.4 數(shù)據(jù)、服務可靠性和質量要求高

水利普查以電子化形式存儲的數(shù)據(jù)成果包括：數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)庫、GIS數(shù)據(jù)、原始檔案、報告、照片和掃描圖件等，其中，我省普查空間數(shù)據(jù)包含國家下發(fā)1∶50000和我省現(xiàn)有1∶10000矢量及0.5 m高分辨率影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量較大。系統(tǒng)不僅滿足全省普查工作需求，也為成果發(fā)布、部署基礎水信息應用服務。安全存儲、冗余備份、服務可靠性和服務質量要求較高。

4.5 與信息化建設結合較為緊密

水利普查工作具有階段性，水利普查數(shù)據(jù)成果的應用以及建立健全基礎水信息登記和臺賬管理系統(tǒng)，建立水信息數(shù)據(jù)庫，建立水信息資源整合和共享機制的任務要求與水利信息化建設緊密相關，系統(tǒng)建設應與信息化建設規(guī)劃相協(xié)調，在合理節(jié)約基礎上統(tǒng)一規(guī)劃實施。

5 實施效果

系統(tǒng)建設完成后，進行定期巡檢，監(jiān)測運行狀態(tài)，并針對性能瓶頸對軟硬件參數(shù)調優(yōu)，保障運行狀況良好，有效支撐了全省13個市級、105個縣級普查機構、31萬普查對象、620萬表格數(shù)據(jù)項、13萬水利空間對象的數(shù)據(jù)上報和信息處理工作，并為普查數(shù)據(jù)發(fā)布和應用做好了環(huán)境準備。建設省級普查水信息數(shù)據(jù)庫，與水利信息化建設相結合，可為部署水信息應用，形成水信息匯集共享機制，發(fā)揮重要作用。