江西省水利地理信息共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的思考

謝 敏，謝元鑒

（江西省防汛信息中心，江西 南昌 330009）

0 引言

水利行業(yè)是信息密集型行業(yè)，其中空間數(shù)據(jù)信息是水利行業(yè)的重要基礎(chǔ)信息，其應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋水利行業(yè)的方方面面，如：防汛抗旱、水資源保護(hù)和開(kāi)發(fā)、水利工程管理、水土保持、水文應(yīng)用等[1]。隨著近年來(lái)江西省水利信息化建設(shè)和應(yīng)用的不斷深入，空間數(shù)據(jù)在水利行業(yè)的應(yīng)用得到不斷拓展和深化。當(dāng)空間信息應(yīng)用達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)資源整合的需求，以避免數(shù)據(jù)資源的重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的綜合利用，提升資源的應(yīng)用效益。江西省水利地理信息共享服務(wù)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)平臺(tái)）正是從全省水利行業(yè)對(duì)空間數(shù)據(jù)應(yīng)用的現(xiàn)狀和需求出發(fā)，通過(guò)地理信息共享服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)和運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全省水利空間信息的共建共享，并以此為基礎(chǔ)帶動(dòng)水利行業(yè)信息的交流與融合，為建設(shè)“水利數(shù)據(jù)中心”奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)江西水利現(xiàn)代化。

1 江西省地理信息現(xiàn)狀分析

1.1 數(shù)據(jù)及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1.1 空間數(shù)據(jù)現(xiàn)狀

隨著水利應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，空間數(shù)據(jù)已在江西省各水利業(yè)務(wù)工作中得到普遍應(yīng)用，同時(shí)也發(fā)揮著重要作用。空間數(shù)據(jù)主要包括：1）數(shù)字線劃圖（DLG）。利用現(xiàn)有 1:250000江西水利、《江西河湖大典》、江西河湖普查等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)工作的開(kāi)展獲取局部區(qū)域各種比例尺的空間數(shù)據(jù)，如 2010年開(kāi)展的鄱陽(yáng)湖基礎(chǔ)地理測(cè)量，獲取了鄱陽(yáng)湖區(qū)域 1:10000數(shù)字線劃圖、1:50000植被分布圖和水利工程專(zhuān)題圖等數(shù)據(jù)。2）數(shù)字高程模型（DEM）。已有全省 1:50000和鄱陽(yáng)湖區(qū)域 1:10000等數(shù)字高程模型。3）數(shù)字正射影像（DOM）。主要有全省范圍低分辨率的數(shù)字正射影像資料和鄱陽(yáng)湖區(qū)全色航空影像。

1.1.2 GIS 應(yīng)用現(xiàn)狀

針對(duì)不同應(yīng)用需求，各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)均建立了獨(dú)立的 GIS 系統(tǒng)或具備 GIS 模塊，如江西省山洪災(zāi)害預(yù)警、江西省防汛抗旱決策支持、鄱陽(yáng)湖基礎(chǔ)地理信息管理等系統(tǒng)。采用的平臺(tái)有 ArcGIS，MapGIS，SuperMap 等。

1.2 存在的問(wèn)題

1.2.1 數(shù)據(jù)不完整，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

江西省水利系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的 GIS 應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用，積累了許多不同年代、專(zhuān)題的空間地理信息數(shù)據(jù)，但各類(lèi)數(shù)據(jù)普遍存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：1）數(shù)據(jù)要素類(lèi)型單一，信息陳舊，無(wú)法完全滿足水利改革發(fā)展對(duì)信息化建設(shè)的要求。如：交通、行政區(qū)劃等基礎(chǔ)地理圖層不豐富；水利專(zhuān)題數(shù)據(jù)不完整；DEM 數(shù)據(jù)年代久遠(yuǎn)；遙感影像數(shù)據(jù)資料極少等。2）數(shù)據(jù)來(lái)源不一致，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。不同來(lái)源的數(shù)據(jù)在圖層分層、要素編碼、數(shù)據(jù)采集、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等方面均缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，造成資源共享困難。各類(lèi)數(shù)據(jù)在使用之前均需進(jìn)行大量的處理工作。

1.2.2 缺乏數(shù)據(jù)集成手段，重復(fù)建設(shè)較多

目前，各業(yè)務(wù) GIS 應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)大都采用1套GIS 應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)應(yīng)1套空間數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行建設(shè)，使得空間數(shù)據(jù)庫(kù)與相應(yīng)的 GIS 系統(tǒng)高度耦合，空間數(shù)據(jù)不可避免地產(chǎn)生數(shù)據(jù)共享困難和無(wú)法及時(shí)、有效更新等問(wèn)題。同時(shí)各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)均建設(shè)有獨(dú)立的GIS 模塊，導(dǎo)致相同功能重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)。

2 平臺(tái)建設(shè)的意義及可行性分析

2.1 平臺(tái)建設(shè)的意義

1）有利于有效整合水利信息資源。各類(lèi)水利空間專(zhuān)題數(shù)據(jù)的獲取大多采用以項(xiàng)目帶動(dòng)數(shù)據(jù)建設(shè)的模式，數(shù)據(jù)大多服務(wù)于專(zhuān)門(mén)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間既有交叉也有互補(bǔ)。隨著應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，信息資源的整合勢(shì)必成為一種必然的趨勢(shì)[2]。在水利地理信息共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，將按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各類(lèi)水利信息資源進(jìn)行有效整合，做到數(shù)據(jù)組織方式統(tǒng)一、關(guān)系一致、編碼規(guī)范，同時(shí)通過(guò)共享平臺(tái)對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)和產(chǎn)品。

2）有利于有效銜接各水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。雖然目前各專(zhuān)題空間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在分類(lèi)和內(nèi)容上都具有一定的基礎(chǔ)，但是各類(lèi)數(shù)據(jù)大多只應(yīng)用于專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)之間缺乏關(guān)聯(lián)，未能形成綜合應(yīng)用，難以滿足綜合決策需求。通過(guò)建設(shè)地理信息共享服務(wù)平臺(tái)，可為全江西省各類(lèi)水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供水利空間地理信息“一張底圖”，為今后在1個(gè)平臺(tái)內(nèi)整合所需水利業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)水利信息 “一張圖”奠定基礎(chǔ)。

3）有利于 GIS 應(yīng)用在水利行業(yè)的深入和拓展[3]。通過(guò)平臺(tái)建設(shè)向各水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供“數(shù)據(jù)”+“功能”的綜合服務(wù)，使得 GIS 應(yīng)用開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化成 “引用平臺(tái)服務(wù)”+“差異性開(kāi)發(fā)和維護(hù)”的模式，大大減少通用性數(shù)據(jù)獲取和功能開(kāi)發(fā)工作，提高開(kāi)發(fā)效率，降低維護(hù)成本，為 GIS 應(yīng)用在水利行業(yè)的深入和拓展提供良好基礎(chǔ)。

2.2 平臺(tái)建設(shè)的可行性

1）技術(shù)可行性。隨著地理信息事業(yè)的發(fā)展，GIS 技術(shù)日趨成熟，在水利行業(yè)的應(yīng)用也不斷深入，為水利地理信息共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。目前，江西省已經(jīng)成功建設(shè)了防汛抗旱指揮系統(tǒng)、防洪工程數(shù)據(jù)庫(kù)、水雨情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，為共享服務(wù)平臺(tái)的實(shí)施提供了必要的數(shù)據(jù)支撐。

2）經(jīng)濟(jì)可行性。將整個(gè)平臺(tái)建設(shè)分階段實(shí)施，一期主要完成現(xiàn)有數(shù)據(jù)整合和平臺(tái)架構(gòu)建設(shè)，后續(xù)階段逐步完善和豐富平臺(tái)功能，各階段資金投入不會(huì)太大。通過(guò)集中購(gòu)買(mǎi)和處理基礎(chǔ)地理、水利專(zhuān)題等數(shù)據(jù)，可大大減少各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)分散購(gòu)買(mǎi)和處理數(shù)據(jù)的費(fèi)用，避免重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)。

3）運(yùn)維管理可行性。目前江西省水利廳已有專(zhuān)門(mén)的技術(shù)支撐機(jī)構(gòu)與地理信息方面的人才儲(chǔ)備，可基本滿足日常數(shù)據(jù)更新和平臺(tái)工作需要。同時(shí)，對(duì)于專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)可通過(guò)“服務(wù)外包”的模式，提高運(yùn)維管理的效率和質(zhì)量。

4）安全可行性。由于國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)具有嚴(yán)格的管理規(guī)定，因此在平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，將嚴(yán)格區(qū)分涉密和非涉密數(shù)據(jù)，對(duì)于涉密數(shù)據(jù)要在嚴(yán)格的涉密網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行，對(duì)于非涉密數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)相關(guān)測(cè)繪部門(mén)審核和脫密處理后方可使用，同時(shí)配備專(zhuān)門(mén)的安全管理員，保證數(shù)據(jù)、信息的安全性。

3 平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)

平臺(tái)建設(shè)應(yīng)以應(yīng)用和服務(wù)為導(dǎo)向，采用先進(jìn)、成熟和實(shí)用的技術(shù)，遵循標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放性、先進(jìn)性、實(shí)用性、安全性和可擴(kuò)展性的原則，建立安全可靠的地理信息共享平臺(tái)，形成良好的信息更新及運(yùn)行維護(hù)機(jī)制。

3.1 建設(shè)目標(biāo)

整合及完善現(xiàn)有水利空間專(zhuān)題數(shù)據(jù)，搭建全省水利地理信息共享服務(wù)平臺(tái)，為水利各業(yè)務(wù)應(yīng)用提供空間地理信息數(shù)據(jù)和功能共享服務(wù)，逐步實(shí)現(xiàn)全省水利空間信息的共建共享，并以此帶動(dòng)水利行業(yè)數(shù)據(jù)的交流與融合。平臺(tái)框架如圖1所示。

3.2 建設(shè)內(nèi)容

3.2.1 數(shù)據(jù)資源建設(shè)

收集和整理現(xiàn)有各類(lèi)水利專(zhuān)題數(shù)據(jù)，完成基礎(chǔ)地理空間、水利專(zhuān)題空間、遙感影像等數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，基本形成時(shí)效性強(qiáng)、內(nèi)容豐富的水利行業(yè)空間地理信息數(shù)據(jù)。

圖1 平臺(tái)框架

1）基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)?；A(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)涵蓋的比例尺包括江西省 1:250000行政區(qū)劃、1:50000重點(diǎn)水系及鄱陽(yáng)湖區(qū)域 1:10000基礎(chǔ)地理等數(shù)據(jù)，涉及的要素包括行政區(qū)劃、水系、交通、居民點(diǎn)及其他輔助要素?？紤]到水利部門(mén)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)有限，且更新維護(hù)難度較大，擬通過(guò)江西省測(cè)繪部門(mén)利用地理信息服務(wù)前置的方式獲取基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)（天地圖·江西），以滿足平臺(tái)建設(shè)對(duì)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的要求，地理信息服務(wù)前置系統(tǒng)部署邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。

本平臺(tái)采用的地理信息服務(wù)前置系統(tǒng)是“天地圖”平臺(tái)建設(shè)的延伸，是平臺(tái)地理信息服務(wù)的中間交換系統(tǒng)。通過(guò)在水利專(zhuān)網(wǎng)內(nèi)前置系統(tǒng)可快速?gòu)?fù)制“天地圖”平臺(tái)中的基礎(chǔ)地理框架數(shù)據(jù)和服務(wù)，以離線的方式向水利行業(yè)提供地理信息服務(wù)，使得地理信息具備較強(qiáng)的現(xiàn)勢(shì)性和良好的更新機(jī)制。

圖2 地理信息服務(wù)前置系統(tǒng)部署邏輯結(jié)構(gòu)圖

2）水利專(zhuān)題數(shù)據(jù)。水利專(zhuān)題數(shù)據(jù)包括現(xiàn)有及今后各專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目形成的水利專(zhuān)題數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有項(xiàng)目形成的水利專(zhuān)題數(shù)據(jù)主要包括以下5種數(shù)據(jù)：a）防洪工程數(shù)據(jù)庫(kù)形成的水利專(zhuān)題屬性數(shù)據(jù)（包括：水庫(kù)、水閘、控制站、河流、湖泊、堤防、機(jī)電排灌站等）；b）江西省河湖大典、河湖普查矢量專(zhuān)題數(shù)據(jù)；c）江西省圩堤矢量數(shù)據(jù)；d）防汛抗旱決策支持系統(tǒng)水雨情專(zhuān)題數(shù)據(jù)；e）其他水利專(zhuān)題數(shù)據(jù)。

由于水利空間專(zhuān)題數(shù)據(jù)量不夠豐富，僅有河湖大典、河湖普查、圩堤圖集等少量專(zhuān)題數(shù)據(jù)，因此擬先期完成河湖水系和部分水利工程圖層建設(shè)，如表1所示。

表1 水利空間專(zhuān)題數(shù)據(jù)分類(lèi)表

3）DEM 數(shù)據(jù)。采用覆蓋全省范圍的 1:50000DEM 數(shù)據(jù)。

4）遙感影像數(shù)據(jù)。由于遙感資料的匱乏，建議：對(duì)于全省范圍可借助公共地理信息平臺(tái)（如天地圖、谷歌地圖等），直接采用疊加地圖或調(diào)用接口的形式使用遙感影像資源；對(duì)于5大河流、鄱陽(yáng)湖、省級(jí)重要水利工程等區(qū)域可以適當(dāng)通過(guò)購(gòu)買(mǎi)高分辨率（如1m 精度）遙感影像，以豐富平臺(tái)數(shù)據(jù)。

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建設(shè)

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是平臺(tái)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要包括各類(lèi)水要素名稱(chēng)及代碼類(lèi)、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)產(chǎn)品制作類(lèi)、平臺(tái)接口類(lèi)和平臺(tái)運(yùn)行維護(hù)類(lèi)等4大類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3 基礎(chǔ)支撐環(huán)境建設(shè)

基礎(chǔ)支撐環(huán)境包括硬件和軟件2部分，硬件主要是指機(jī)房環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器及存儲(chǔ)設(shè)備等，軟件主要是指 GIS 平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件等。目前國(guó)內(nèi)主流的 GIS 平臺(tái)軟件有：ArcGIS，SuperMap，MapGIS，GeoStar 等，考慮到平臺(tái)功能、數(shù)據(jù)分析能力和二次開(kāi)發(fā)等因素，建議使用ArcGIS 或SuperMap。數(shù)據(jù)庫(kù)采用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，建議使用 Oeacle 數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.2.4 服務(wù)建設(shè)

服務(wù)建設(shè)包括數(shù)據(jù)和功能2部分服務(wù)建設(shè)，具體內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：

1）整合現(xiàn)有及未來(lái)采集的各類(lèi)水利相關(guān)數(shù)據(jù)，配置多比例尺、多專(zhuān)題應(yīng)用的電子地圖，通過(guò)服務(wù)配置、瓦片緩存制作等工作，將數(shù)據(jù)產(chǎn)品發(fā)布為數(shù)據(jù)服務(wù)；

2）開(kāi)發(fā)水利專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用 API，為水利行業(yè)各類(lèi)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)和功能服務(wù)，支持快速搭建業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，提供 GIS 平臺(tái)的二次擴(kuò)展開(kāi)發(fā)。

3）開(kāi)發(fā)水利地理信息共享服務(wù)平臺(tái)門(mén)戶(hù)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及地圖瀏覽展示查詢(xún)系統(tǒng)等應(yīng)用。

3.2.5 應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

應(yīng)用系統(tǒng)由通用和專(zhuān)題2大系統(tǒng)組成，通用系統(tǒng)主要用于平臺(tái)服務(wù)的綜合展現(xiàn)及平臺(tái)的運(yùn)行維護(hù)，專(zhuān)題系統(tǒng)由業(yè)務(wù)處室根據(jù)專(zhuān)業(yè)需求給予平臺(tái)服務(wù)建設(shè)。

3.2.6 安全保密建設(shè)

平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，要充分考慮數(shù)據(jù)的保密性和安全性，涉密數(shù)據(jù)的使用、分發(fā)和管理要滿足保密信息系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格遵守相關(guān)保密政策。非涉密數(shù)據(jù)根據(jù)不同用戶(hù)權(quán)限進(jìn)行控制，保證數(shù)據(jù)的安全操作與傳輸。目前，江西省水利系統(tǒng)只有政務(wù)外網(wǎng)，與互聯(lián)網(wǎng)是邏輯隔離關(guān)系，無(wú)法達(dá)到涉密數(shù)據(jù)運(yùn)行所要求的環(huán)境，因此在平臺(tái)建設(shè)前期所采用的數(shù)據(jù)均應(yīng)按照有關(guān)要求，由測(cè)繪部門(mén)進(jìn)行涉密審查和脫密處理，待今后建成與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離的水利政務(wù)內(nèi)網(wǎng)后，再在政務(wù)內(nèi)網(wǎng)部署相應(yīng)的平臺(tái)和涉密數(shù)據(jù)，逐步完善政務(wù)內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)2個(gè)共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)。

4 平臺(tái)建設(shè)步驟

水利地理信息共享服務(wù)平臺(tái)是一個(gè)綜合系統(tǒng)，須經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜、長(zhǎng)期的建設(shè)過(guò)程才能發(fā)揮其最大效益?？紤]到江西省水利各類(lèi)數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)應(yīng)用現(xiàn)狀，建議整個(gè)平臺(tái)建設(shè)分以下2個(gè)階段：

1）平臺(tái)搭建階段。此階段的目標(biāo)是，收集整理現(xiàn)有各類(lèi)水利信息數(shù)據(jù)，完成涵蓋全江西省主要河流、湖泊和重要水工程等要素的水利基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)；完成平臺(tái)門(mén)戶(hù)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和地圖瀏覽展示查詢(xún)系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水利空間地理信息“一張底圖”；搭建完整的平臺(tái)架構(gòu)，通過(guò)地圖服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)的相互調(diào)用，逐步加強(qiáng)平臺(tái)與各水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息交流與資源融合，基本形成為水利各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)和功能服務(wù)的能力；建立空間實(shí)體名稱(chēng)及代碼類(lèi)、數(shù)據(jù)處理及產(chǎn)品制作類(lèi)和平臺(tái)接口類(lèi)3大類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，逐步建立數(shù)據(jù)的更新維護(hù)機(jī)制。

2）平臺(tái)拓展階段。收集整理更大比例尺基礎(chǔ)地理和水利普查等數(shù)據(jù)，推動(dòng)平臺(tái)服務(wù)在水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中的使用；擴(kuò)展和完善平臺(tái)門(mén)戶(hù)，通過(guò)調(diào)用各水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)布的數(shù)據(jù)服務(wù)，逐漸豐富和完善全省水利信息“一張圖”；完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和數(shù)據(jù)發(fā)布更新機(jī)制。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，江西省通過(guò)專(zhuān)題數(shù)據(jù)采集和信息化項(xiàng)目建設(shè)，水利空間地理信息不斷豐富，GIS 應(yīng)用不斷深入。隨著信息化進(jìn)程的不斷加快，水利信息資源整合也日趨急迫。本文基于江西省水利信息化發(fā)展現(xiàn)狀，全面梳理了江西省水利地理空間信息資源與GIS 應(yīng)用，從資源、標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境、服務(wù)、應(yīng)用和安全等6個(gè)方面，分平臺(tái)搭建和擴(kuò)展2個(gè)階段，提出建設(shè)全省水利地理信息共享服務(wù)平臺(tái)的總體思路。該平臺(tái)的建設(shè)和使用，可有效整合全省各類(lèi)水利空間信息，實(shí)現(xiàn)信息的共建共享，并以此為基礎(chǔ)帶動(dòng)水利行業(yè)信息的交流與融合，逐步實(shí)現(xiàn)全省水利信息“一張圖”。

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