水利信息化綜合集成服務(wù)平臺及應(yīng)用

□鐘子琳（遼寧省大伙房水庫管理局）

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水利信息化綜合集成服務(wù)平臺及應(yīng)用

□鐘子琳（遼寧省大伙房水庫管理局）

摘要：基于水利信息化理念，在簡述測量技術(shù)、遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫以及管理信息系統(tǒng)等水利信息化基礎(chǔ)構(gòu)建的基礎(chǔ)上，提出當(dāng)前水利信息應(yīng)用過程中存在的主要問題，圍繞信息化構(gòu)建要點(diǎn)，對水利信息化綜合集成服務(wù)平臺的建設(shè)及其應(yīng)用進(jìn)行深入分析，構(gòu)建出水利信息化綜合集成服務(wù)平臺應(yīng)用模式，最后得出現(xiàn)代水利信息必須走上綜合集成應(yīng)用道路的結(jié)論，為水利信息的高效應(yīng)用與綜合服務(wù)水平的提升奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水利信息化；會商系統(tǒng)；綜合集成；服務(wù)平臺；應(yīng)用模式

0引言

如今，大小旱災(zāi)頻發(fā)，洪澇災(zāi)害不斷，飲水問題常年得不到充分關(guān)注，土壤侵蝕現(xiàn)象逐年增加，水污染態(tài)勢嚴(yán)峻。水問題帶來的后果通常具有較強(qiáng)的危害性、復(fù)雜性與隱蔽性。為妥善處理水問題，從以往的單一抵抗發(fā)展至今的和諧共處，已使用了多個方面的技術(shù)與方法，也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。為降低水災(zāi)的發(fā)生幾率，需要獲取更多、更全面的信息，并對水災(zāi)實(shí)際與處理措施作出合理的會商決策?，F(xiàn)階段，水利工程正進(jìn)入廣泛利用信息技術(shù)，持續(xù)開發(fā)與綜合利用水信息資源的時期，這對于解決環(huán)境問題，確保水利工程穩(wěn)定發(fā)展等方面，均有著十分重大的意義。

1水利信息化基礎(chǔ)構(gòu)建

一是運(yùn)用測量技術(shù)、遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS）、遙測技術(shù)（Telemetering）以及數(shù)字化技術(shù)等的相關(guān)儀器設(shè)備，對水利數(shù)據(jù)實(shí)施階段性采集。還能使用掃描儀等將收集到的非數(shù)字化信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信息［1］；二是運(yùn)用數(shù)據(jù)庫（Database）、空間數(shù)據(jù)庫（Spatial Database）等對數(shù)字化信息進(jìn)行組織與存儲，并借助通信網(wǎng)絡(luò)對數(shù)字化信息進(jìn)行傳輸；三是運(yùn)用管理信息系統(tǒng)（Management Information System，MIS）、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）以及數(shù)據(jù)挖掘（Datamining）對數(shù)字化信息進(jìn)行分析處理、應(yīng)用與發(fā)布。

2水利信息應(yīng)用中存在的主要問題

2.1應(yīng)用系統(tǒng)的通用性相對較差，亟需優(yōu)化創(chuàng)新

從系統(tǒng)發(fā)展的角度講，在建立系統(tǒng)時，由于投融資渠道、設(shè)計(jì)與開發(fā)方法、設(shè)計(jì)與開發(fā)人員等因素的不同，使得系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)與功能方面都存在一定的差別。

2.2系統(tǒng)功能不具較好的擴(kuò)展性，有待延伸

如今，很多部門都將內(nèi)部需求作為出發(fā)點(diǎn)，以獨(dú)立的方式進(jìn)行應(yīng)用，沒有對較大范圍的信息交互進(jìn)行分析，協(xié)作水平較低，這也是制約水利信息進(jìn)一步發(fā)展的主要原因。需求更迭，在必須對功能進(jìn)行拓展時，系統(tǒng)需要進(jìn)行重新開發(fā)，這種被動的情況會造成大量數(shù)據(jù)冗余與浪費(fèi)的情況。

2.3應(yīng)用模式傳統(tǒng)，很難對水利業(yè)務(wù)進(jìn)行規(guī)劃和組織

現(xiàn)有的信息應(yīng)用模式大多將信息查詢作為核心，菜單、表格等圖顯方式為輔，雖然可以發(fā)揮出一定的作用，但還無法滿足實(shí)際的應(yīng)用需求。

3水利信息化構(gòu)建要點(diǎn)分析

3.1水利信息的主要特點(diǎn)

水利信息包含：水文觀測與整編、水利工程與空間、遙測、資源以及能源等信息類型，在水利信息進(jìn)行處理的過程中應(yīng)注意以下問題：第一，數(shù)據(jù)具有分布式特點(diǎn)，在更新與維護(hù)時應(yīng)劃分等級和部門，以滿足數(shù)據(jù)特性。第二，除了要注重測點(diǎn)的信息采集，還需加強(qiáng)空間信息采集，使得信息在質(zhì)量與實(shí)時性方面均得到有效的改善。第三，信息在時空上不均勻分布，且不斷的進(jìn)行積累與更新。

從整體上講，水利信息系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個開放式的復(fù)雜系統(tǒng)，其包含的信息資源涉及到天然、人為以及工情，可以分為以往、現(xiàn)在與未來，具有明顯的時空特征。

3.2水利信息的應(yīng)用特點(diǎn)

水利工程技術(shù)縝密而多樣，問題多變且復(fù)雜，具有很強(qiáng)的協(xié)作性，在信息應(yīng)用方面要求其必須實(shí)現(xiàn)共享、智能與協(xié)同。水利信息的應(yīng)用主要具有以下特點(diǎn)：特點(diǎn)一，屬于決策的一種復(fù)雜過程；特點(diǎn)二，針對明確的目標(biāo)，分析各影響因素間實(shí)際關(guān)系的過程；特點(diǎn)三，決策者充分利用自身知識與經(jīng)驗(yàn)對信息實(shí)施加工與處理的綜合過程。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，應(yīng)注意信息選取、信息表現(xiàn)的信息處理，因?yàn)檫@關(guān)系到應(yīng)用質(zhì)量。

3.3水利信息的組件化應(yīng)用

在處理各種水問題時，對于數(shù)學(xué)模型創(chuàng)建與運(yùn)行提出了迫切的需求，常見的數(shù)學(xué)模型有洪水預(yù)報(bào)模型、水質(zhì)模型等。按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)學(xué)模型封裝為單獨(dú)的處理單元，這些處理單元就是所謂的服務(wù)組件［2］。組件是信息應(yīng)用系統(tǒng)的重要組成，支撐個性化部署，所以可以依靠組件，實(shí)現(xiàn)個性化系統(tǒng)的構(gòu)建。

水利信息應(yīng)用系統(tǒng)的組件主要有兩種：一是表現(xiàn)層組件，主要用在信息內(nèi)容的展現(xiàn)方面，將標(biāo)準(zhǔn)框架結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)，可以和服務(wù)平臺良好集成；二是業(yè)務(wù)層組件，將Services標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，滿足服務(wù)平臺接口業(yè)務(wù)的展現(xiàn)，還能根據(jù)實(shí)際的需求進(jìn)行業(yè)務(wù)拓展。

3.4水利信息的共享與整合

參考“物理散發(fā)、邏輯齊集、按需收集、分級處理、集中管理”的模式創(chuàng)建服務(wù)平臺，可以使資源配置更加優(yōu)化，有效解決共享這一難題。

3.4.1數(shù)據(jù)共享

各部門數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)共享，防止重復(fù)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，從傳統(tǒng)的互通互聯(lián)方式穩(wěn)步轉(zhuǎn)換為資源共享；

3.4.2應(yīng)用共享

運(yùn)用軟件復(fù)用技術(shù)（Soft Ware Reuse），創(chuàng)建共享模式，以提升系統(tǒng)的開發(fā)水平及效率。

3.5水利信息應(yīng)用高性能運(yùn)算

普通計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力很難滿足大數(shù)據(jù)量計(jì)算要求，在此情況下數(shù)學(xué)模型不得不進(jìn)行簡化，但這樣會使運(yùn)算精度大打折扣，根本不能滿足調(diào)度要求。在水利信息應(yīng)用復(fù)雜性逐漸增強(qiáng)的情況中，信息量飛速增長，對高速運(yùn)算環(huán)境的需求日益迫切。

3.6水利信息應(yīng)用的特定模式

一是靈活性，面對決策分析、表示方法，面對信息集成；二是開放性，包含多種信息分析處理模式，比如預(yù)報(bào)數(shù)學(xué)模型、調(diào)度算法；三是積聚性，如決策結(jié)果、處理模式等的不斷積累。

4水利信息化綜合集成服務(wù)平臺建設(shè)

第一，按照特定的主題提供服務(wù)功能，根據(jù)信息量提供高速計(jì)算服務(wù)，根據(jù)組織應(yīng)用提供相應(yīng)的決策服務(wù)；第二，運(yùn)用服務(wù)平臺提供信息集成，采用網(wǎng)格技術(shù)、中間件技術(shù)（Middleware）創(chuàng)建支撐平臺，通過知識圖對信息、主題等進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以此完成流程管理； 第三，切實(shí)提升信息利用率，尤其要注意遙感信息的應(yīng)用過程，通過多元信息的演化與發(fā)展，深入挖掘各類信息的價(jià)值［3］。第四，建立人工平行系統(tǒng)，憑借高速運(yùn)算與可視化等相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行計(jì)算試驗(yàn)； 第五，制定基于新模式的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)綜合集成理念，借助研討廳等舉措處理決策問題，這也是當(dāng)前水利信息應(yīng)用的全新模式。

5水利信息化綜合集成服務(wù)平臺應(yīng)用

水利信息化綜合集成服務(wù)平臺的應(yīng)用模式如圖1所示，該圖直觀地表達(dá)了服務(wù)平臺的開發(fā)方式與應(yīng)用步驟：第一，決策者運(yùn)用自身知識在大腦中構(gòu)建主題，涵蓋靈感觸發(fā)，將思想轉(zhuǎn)變成可行的主題，后續(xù)操作均可在服務(wù)平臺上進(jìn)行； 第二，概念的產(chǎn)生，根據(jù)主題描繪知識圖，將抽象的主題表現(xiàn)成整體概念的形式，依靠著作工具對概念進(jìn)行細(xì)化； 第三形成關(guān)系，對知識圖當(dāng)中概念的相互關(guān)系進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)概念整體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化，重復(fù)逼近，直至得到最佳主知識圖［4］； 第四，在得到最佳主知識圖后，按照一定原則將其分解成若干個子知識圖，這一分解的過程也是由定性轉(zhuǎn)換為定量的過程，主要體現(xiàn)在概念向、模型轉(zhuǎn)換以及主知識圖轉(zhuǎn)換中； 第五，模型關(guān)聯(lián)，也就是數(shù)據(jù)的定量表達(dá)，主要體現(xiàn)在知識圖和組件之間的關(guān)聯(lián)中，在此過程中需要得到將組件作為核心的模式的大力支持； 第六，水利信息化綜合集成服務(wù)平臺可以提供一個良好的應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境，在實(shí)際操作過程中，可以把編制完成的知識圖放入應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境中開始執(zhí)行。

6結(jié)語

綜上所述，信息技術(shù)跳躍式發(fā)展，水利信息呈爆炸式激增，孤立水利信息的應(yīng)用出現(xiàn)了嚴(yán)重的滯后情況。在剖析實(shí)際問題與應(yīng)用特征的前提下，明確了現(xiàn)代水利信息必須實(shí)現(xiàn)綜合集成利用的要求。水利信息化綜合集成服務(wù)平臺的構(gòu)建需要大手筆，其中，信息的分析和處理需要實(shí)現(xiàn)組件化，而應(yīng)用模式需要實(shí)現(xiàn)集成創(chuàng)新。由服務(wù)平臺、信息處理組件、主題、知識圖以及各類工具創(chuàng)建一個新型應(yīng)用模式；由服務(wù)平臺提供基本應(yīng)用功能；由信息處理組件、主題以及知識圖對應(yīng)用進(jìn)行組織；由多元信息的可視化表達(dá)應(yīng)用。在建立個性化應(yīng)用以及編制對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)時，充分發(fā)揮出行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)所具有的導(dǎo)向作用，促進(jìn)新型應(yīng)用模式的推廣與使用。

參考文獻(xiàn)

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［3］李建勛，解建倉，李維乾，郭蓮麗.面向水利業(yè)務(wù)構(gòu)建的應(yīng)用支撐信息服務(wù)中心［J］.長江科學(xué)院院報(bào)，2013，01：71-75+85.

［4］婁淵清，王志堅(jiān).應(yīng)用集成技術(shù)在水利領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)平臺的應(yīng)用［J］.人民長江，2008，02：94-96.

（責(zé)任編輯：左英勇）

圖1　水利信息化綜合集成服務(wù)平臺應(yīng)用模式結(jié)構(gòu)圖

中圖分類號：TP399

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1673-8853（2016）05-0070-02

作者簡介：鐘子琳（1982-），男，工程師，主要從事水利自動化與信息化、水利工程、水文水資源管理等。

收稿日期：2016-04-15