全國水土保持監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)想

趙 輝，廖亮花，許永利，雷 章，陳 麗

(1.水利部 水土保持監(jiān)測(cè)中心，北京 100055； 2.長江流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站，湖北 武漢 430010； 3.北京地拓科技發(fā)展有限公司，北京 100084；4.延安市水土保持監(jiān)測(cè)分站，陜西 延安 716000)

全國水土保持監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)想

趙 輝1，廖亮花2，許永利3，雷 章3，陳 麗4

(1.水利部 水土保持監(jiān)測(cè)中心，北京 100055； 2.長江流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站，湖北 武漢 430010； 3.北京地拓科技發(fā)展有限公司，北京 100084；
4.延安市水土保持監(jiān)測(cè)分站，陜西 延安 716000)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)；功能模塊；數(shù)據(jù)庫；信息系統(tǒng)；水土保持監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)信息化是水土保持信息化的重要組成部分。開發(fā)覆蓋全業(yè)務(wù)領(lǐng)域、功能齊全、上下協(xié)同，集系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫管理、信息共享與服務(wù)等于一體的水土保持監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，可有效提高水土保持監(jiān)測(cè)的信息化和信息社會(huì)化服務(wù)水平。當(dāng)前，應(yīng)充分分析系統(tǒng)需求，完善系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)，明確系統(tǒng)服務(wù)層次、業(yè)務(wù)管理內(nèi)容與用戶，設(shè)計(jì)科學(xué)、完善、實(shí)用的系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)庫。通過系統(tǒng)配置與安裝部署，強(qiáng)化系統(tǒng)應(yīng)用，提高水土保持監(jiān)測(cè)工作與業(yè)務(wù)管理效率，進(jìn)一步推進(jìn)水土保持信息化，并支撐國家和地方水土保持生態(tài)建設(shè)。

信息化水平是衡量一個(gè)國家和地區(qū)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。黨的十八大報(bào)告將信息化列為全面建成小康社會(huì)和全面深化改革開放總目標(biāo)的新“四化”之一，要求實(shí)現(xiàn)信息化與新型工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的深度融合。2016年7月，《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》印發(fā)，要求以信息化驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代化，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國，重點(diǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，全面形成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同創(chuàng)新體系。2011年，中央一號(hào)文件明確要求推進(jìn)水利信息化建設(shè)。水利部先后編制了全國水利信息化發(fā)展“十二五”“十三五”規(guī)劃，并完成水利信息化頂層設(shè)計(jì)，其中水土保持信息化是重要內(nèi)容之一。2008年以來，《全國水土保持信息化發(fā)展綱要》《全國水土保持信息化規(guī)劃(2013—2020年)》《全國水土保持信息化實(shí)施方案(2014—2016年)》等先后印發(fā)，明確了水土保持信息化發(fā)展目標(biāo)、建設(shè)任務(wù)等內(nèi)容，水土保持信息化工作穩(wěn)步推進(jìn)[1-3]。依托全國水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)一、二期工程，“全國水土保持信息管理系統(tǒng)”(包括預(yù)防監(jiān)督、綜合治理和監(jiān)測(cè)管理三大板塊)完成開發(fā)和安裝部署，而后為了適應(yīng)新形勢(shì)和新要求，又分別對(duì)預(yù)防監(jiān)督和綜合治理板塊進(jìn)行了功能升級(jí)與完善[4-6]。

水土保持監(jiān)測(cè)是運(yùn)用多種技術(shù)對(duì)水土流失成因、數(shù)量、強(qiáng)度、影響范圍、危害及其防治成效進(jìn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。2012年中央一號(hào)文件要求強(qiáng)化水土流失監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，對(duì)新時(shí)期水土保持監(jiān)測(cè)提出了更高的要求，推進(jìn)水土保持監(jiān)測(cè)信息化是實(shí)現(xiàn)水土保持信息化的重要“基石”。近年來，不同學(xué)者在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資源建設(shè)[7-8]、地面水土流失監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)開發(fā)[9-11]、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)[12]、大數(shù)據(jù)建設(shè)[13-15]等方面進(jìn)行了大量研究和實(shí)踐。但是，水土保持監(jiān)測(cè)信息化建設(shè)仍存在缺乏統(tǒng)一規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)功能碎片化、業(yè)務(wù)涵蓋和功能不全、數(shù)據(jù)資源不足、實(shí)用性差、基礎(chǔ)設(shè)施不完善、運(yùn)行維護(hù)保障不足等問題。信息化水平低且存在盲目開發(fā)等現(xiàn)象，造成資源浪費(fèi)和重復(fù)建設(shè)，不能完全適應(yīng)新時(shí)期水土保持監(jiān)測(cè)事業(yè)發(fā)展的需要。盡快完善國家頂層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)功能與業(yè)務(wù)領(lǐng)域全覆蓋，系統(tǒng)統(tǒng)籌協(xié)同，構(gòu)建集系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫管理、信息共享與服務(wù)等于一體，高效、便捷、先進(jìn)的全國水土保持監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)已經(jīng)刻不容緩。

1 系統(tǒng)功能

1.1 系統(tǒng)概述

系統(tǒng)總體目標(biāo)是采用空間GIS技術(shù)、云存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和微服務(wù)架構(gòu)等網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息采集與上報(bào)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與空間化管理、數(shù)據(jù)挖掘與決策支持、行業(yè)應(yīng)用與社會(huì)共享等水土保持監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的全覆蓋，滿足國家、流域、省、市、縣/監(jiān)測(cè)點(diǎn)等全尺度管理對(duì)象，以及社會(huì)公眾與行業(yè)兩類用戶服務(wù)需求，具有多層分布架構(gòu)、上下協(xié)同、功能完備實(shí)用、開放兼容、拓展流暢等特點(diǎn)的水土保持監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)。

1.2 基本功能

圍繞監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)及過程管理全覆蓋設(shè)定系統(tǒng)基本功能，包括網(wǎng)絡(luò)接入與連通，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與上報(bào)、傳輸、查詢與分發(fā)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、編目與數(shù)據(jù)庫管理，數(shù)據(jù)分析與成果管理，空間(信息)查詢、管理與展示，信息(成果)共享與發(fā)布，用戶與權(quán)限管理，以及業(yè)務(wù)融合接口和系統(tǒng)兼容或拓展中間件等，基本功能應(yīng)具有目的性、時(shí)效性、先進(jìn)性、安全性及規(guī)范化、集成化等特征。

1.3 拓展功能

圍繞業(yè)務(wù)拓展、開放，增強(qiáng)系統(tǒng)兼容與融合功能，結(jié)合前沿信息技術(shù)，設(shè)定系統(tǒng)拓展功能，包括模型建立與分析、專家分析與輔助決策支持系統(tǒng)、預(yù)報(bào)預(yù)警、云服務(wù)器支持與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)對(duì)接與分析及多系統(tǒng)兼容或業(yè)務(wù)融合等，可根據(jù)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行定制。拓展功能應(yīng)具有先進(jìn)性、開放性、兼容性、可擴(kuò)充性等特征。

1.4 輔助功能

圍繞用戶需求設(shè)定輔助功能，目的是增強(qiáng)系統(tǒng)實(shí)用性，支持功能擴(kuò)展，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、可視化輸出、辦公自動(dòng)化輔助、門戶網(wǎng)站管理，以及與外接設(shè)備(便攜式設(shè)備、智能手機(jī)或移動(dòng)終端)、關(guān)聯(lián)系統(tǒng)(如學(xué)術(shù)交流、報(bào)名系統(tǒng))的無縫鏈接功能等。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)采用分層架構(gòu)思路，由用戶層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層、支撐層和輔助拓展層構(gòu)成(詳見圖1)。①用戶層。主要是根據(jù)行業(yè)不同層次及社會(huì)公眾用戶的應(yīng)用特點(diǎn)，分別采用C/S、B/S多層次分布式架構(gòu)，并組合配置由應(yīng)用層提供的業(yè)務(wù)功能與模塊，支持用戶應(yīng)用。②應(yīng)用層。主要是對(duì)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)進(jìn)行分解，形成不同粒度的服務(wù)功能模塊，包括原子服務(wù)和組合式服務(wù)，供用戶層進(jìn)行程序集成與調(diào)用。③數(shù)據(jù)層。由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)及拓展大數(shù)據(jù)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)水土保持監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的全過程管理與支撐。④支撐層。主要包括用于系統(tǒng)協(xié)同、業(yè)務(wù)融合、外接拓展的中間件，以及基于專家知識(shí)庫和模型分析評(píng)價(jià)的輔助決策支持系統(tǒng)。⑤輔助拓展層。包括系統(tǒng)輔助功能和拓展功能等?？筛鶕?jù)用戶需求，實(shí)現(xiàn)功能定制。

2.2 主要業(yè)務(wù)功能模塊

除查詢、編輯、數(shù)據(jù)管理、安全防護(hù)等基礎(chǔ)功能外，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模塊化和功能嵌入定制化，并適應(yīng)差異性或個(gè)性化開發(fā)需求，模塊間相對(duì)獨(dú)立，可支持不同管理對(duì)象或用戶進(jìn)行功能選擇與定制開發(fā)。

圖1 系統(tǒng)框架

2.2.1 水土保持監(jiān)測(cè)站網(wǎng)管理模塊

包括監(jiān)測(cè)站網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、建設(shè)與管理，監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)及其歷史沿革查詢，站點(diǎn)屬性與基本信息查詢、空間分布與查詢、設(shè)立與變更、運(yùn)行維護(hù)等內(nèi)容?？蔀閲?、流域和省級(jí)三級(jí)站網(wǎng)管理用戶提供服務(wù)，并支持社會(huì)公眾查詢。該模塊應(yīng)具備統(tǒng)計(jì)、屬性查詢、變更與動(dòng)態(tài)管理、空間尺度拓?fù)浼皩?shí)時(shí)顯示與輸出等功能。

2.2.2 水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理模塊

包括水土保持普查，重點(diǎn)防治區(qū)、重點(diǎn)支流或區(qū)域、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目集中區(qū)、特定對(duì)象(如侵蝕溝、崩崗、石漠化等)及重大災(zāi)害事件水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，水土保持重點(diǎn)工程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)督性監(jiān)測(cè)等管理對(duì)象和內(nèi)容?？梢罁?jù)管理層次或?qū)ο笤O(shè)計(jì)，具備對(duì)象或范圍查詢、數(shù)據(jù)采集錄入與輸出、統(tǒng)計(jì)分析、空間查詢及可視化展示等功能；同時(shí)開發(fā)分布式數(shù)據(jù)庫，包括基本(含本底)數(shù)據(jù)庫和動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫，具備動(dòng)態(tài)更新與編目管理、數(shù)據(jù)互接互通與無縫鏈接等功能。后臺(tái)數(shù)據(jù)資源包括基礎(chǔ)屬性信息、基礎(chǔ)圖件、遙感影像數(shù)據(jù)、土地利用、植被覆蓋、水土保持措施、土壤侵蝕及重點(diǎn)防治區(qū)、河湖水系、氣象站網(wǎng)等基礎(chǔ)信息和空間屬性數(shù)據(jù)，其中基礎(chǔ)屬性信息包括基礎(chǔ)地理信息、水土流失影響因子(如降雨侵蝕力、土壤可蝕性)基礎(chǔ)信息、土壤侵蝕本底數(shù)據(jù)及土壤侵蝕模型或監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)模型基礎(chǔ)支撐數(shù)據(jù)等。該模塊是水土保持監(jiān)測(cè)的業(yè)務(wù)核心，涉及對(duì)象多，可根據(jù)不同管理層次或管理對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)配置和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。

2.2.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊

包括水蝕、風(fēng)蝕、凍融侵蝕、重力侵蝕、混合侵蝕等監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)上報(bào)，涉及國家、流域、省三級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)可采用公網(wǎng)+B/S架構(gòu)，管理機(jī)構(gòu)采用C/S模式管理。包括基礎(chǔ)信息填報(bào)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(實(shí)時(shí))自動(dòng)采集與上報(bào)、數(shù)據(jù)修改與查詢、數(shù)據(jù)審核與反饋、統(tǒng)計(jì)分析、網(wǎng)絡(luò)接入、互聯(lián)互通、權(quán)限查詢、共享發(fā)布及可視化輸出、實(shí)時(shí)監(jiān)控等基本或拓展功能?？稍O(shè)計(jì)本地?cái)?shù)據(jù)庫和分布式數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)包括原始記錄、計(jì)算和整編數(shù)據(jù)等。為保證數(shù)據(jù)一致性，原始數(shù)據(jù)只限觀測(cè)單位填報(bào)或修改。

2.2.4 水土保持監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)模塊

包括國家、流域或區(qū)域(含重點(diǎn)防治區(qū))、省級(jí)、土壤侵蝕類型區(qū)或小流域的水土流失監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，主要依托普查或動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等，利用監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)模型、專家知識(shí)庫或監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系等輔助支撐系統(tǒng)，對(duì)不同對(duì)象進(jìn)行定量或定量與定性相結(jié)合的分析評(píng)價(jià)，為規(guī)律研究、生產(chǎn)實(shí)踐或宏觀決策等提供支撐。數(shù)據(jù)資源除本行業(yè)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)外，還應(yīng)包括國土、環(huán)境保護(hù)、林業(yè)、氣象、農(nóng)業(yè)等其他部門數(shù)據(jù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)、統(tǒng)計(jì)等公共數(shù)據(jù)，以及相關(guān)科研成果等專有數(shù)據(jù)。該模塊具有重要的應(yīng)用功能，應(yīng)支持?jǐn)?shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算、云存儲(chǔ)與調(diào)用、考核與評(píng)價(jià)及輔助決策支撐等功能，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的深度挖掘、實(shí)現(xiàn)與外部數(shù)據(jù)整融合的再生產(chǎn)。

2.2.5 成果共享與發(fā)布模塊

涉及觀測(cè)、調(diào)查統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、系統(tǒng)集成分析等水土保持監(jiān)測(cè)成果的共享與發(fā)布，應(yīng)開放、兼容，不僅開放本系統(tǒng)數(shù)據(jù)，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)外數(shù)據(jù)的兼容與調(diào)取。該模塊應(yīng)具備成果編目與存儲(chǔ)管理、成果查詢、用戶管理與權(quán)限設(shè)置、共享管理、空間發(fā)布、安全防護(hù)等系統(tǒng)功能，以及相應(yīng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。一般只設(shè)公眾用戶，部分特定對(duì)象可區(qū)別權(quán)限，設(shè)置行業(yè)或公眾用戶?？赏ㄟ^本系統(tǒng)或鏈接門戶網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)共享與發(fā)布。

2.2.6 生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)管理模塊

該模塊應(yīng)具備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)、監(jiān)測(cè)成果審核與管理、監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)管理、技術(shù)服務(wù)單位查詢與管理、成果發(fā)布等功能，包括生產(chǎn)建設(shè)單位自行或委托監(jiān)測(cè)、行業(yè)主管部門監(jiān)督性監(jiān)測(cè)、社會(huì)公眾舉報(bào)與監(jiān)督管理等。涉及生產(chǎn)建設(shè)單位、技術(shù)服務(wù)單位、行業(yè)主管部門及社會(huì)公眾等用戶類型。數(shù)據(jù)包括項(xiàng)目基本信息、水土保持方案及后續(xù)設(shè)計(jì)信息、監(jiān)測(cè)組織、監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)或調(diào)查信息、監(jiān)測(cè)報(bào)告與驗(yàn)收信息、成果上報(bào)與審核信息及技術(shù)服務(wù)單位和從業(yè)人員信息等?？刹捎肂/S或C/S多層次分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)，或開發(fā)APP并支持移動(dòng)終端。

另外，本系統(tǒng)還可設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備認(rèn)證、產(chǎn)品展示與交流、學(xué)術(shù)交流與研討、培訓(xùn)報(bào)名、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)、舉報(bào)與受理等業(yè)務(wù)模塊，并依據(jù)管理對(duì)象和管理內(nèi)容，配置不同共性或嵌入功能。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 多層級(jí)分布式系統(tǒng)架構(gòu)

建成的系統(tǒng)涉及國家、流域、省、市和縣/監(jiān)測(cè)點(diǎn)五級(jí)管理對(duì)象，行業(yè)和社會(huì)公眾兩大類用戶，以及全覆蓋的監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域和業(yè)務(wù)流程，層級(jí)多、對(duì)象繁雜，不同層級(jí)或業(yè)務(wù)間需求差異顯著。因此，多層級(jí)分布式系統(tǒng)架構(gòu)是滿足系統(tǒng)需求的關(guān)鍵技術(shù)。首先，要靈活運(yùn)用B/S、C/S架構(gòu)構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)上下聯(lián)通、管理協(xié)同和高效率。其次，要建立與管理服務(wù)層級(jí)對(duì)應(yīng)的分布式數(shù)據(jù)庫及后臺(tái)支持系統(tǒng)，尤其是國家、流域和省級(jí)三級(jí)分布式數(shù)據(jù)庫，要實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和上下游數(shù)據(jù)庫的單通道或多通道聯(lián)通，在保證數(shù)據(jù)一致性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。最后，要實(shí)現(xiàn)多層級(jí)分布式應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫與其他業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)庫的對(duì)接與融合，拓展系統(tǒng)應(yīng)用。因此，要依據(jù)管理層級(jí)、用戶類型和業(yè)務(wù)模塊，厘清業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流、邏輯流及相應(yīng)的物理關(guān)系，合理規(guī)劃系統(tǒng)拓?fù)潢P(guān)系，完善多層級(jí)分布式系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.2 節(jié)點(diǎn)控制與權(quán)限管理技術(shù)

本系統(tǒng)管理環(huán)節(jié)和層級(jí)多，對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)繁雜，且不同節(jié)點(diǎn)間權(quán)限也不盡相同，只有實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和權(quán)限的有效管理，才能保證系統(tǒng)高效運(yùn)行。首先，要實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)間的無縫鏈接，保持業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流、邏輯流的順暢。其次，系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其硬件(包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)接入或其他硬件環(huán)境等)要滿足系統(tǒng)多節(jié)點(diǎn)并發(fā)或單節(jié)點(diǎn)多點(diǎn)并發(fā)的接入需求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制與反饋。最后，要依據(jù)對(duì)象和內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)權(quán)限管理、安全規(guī)則或安全策略，包括功能權(quán)限(如基于角色訪問的控制技術(shù)RBAC)和數(shù)據(jù)權(quán)限管理等，尤其在數(shù)據(jù)查詢與管理、成果共享與發(fā)布等重點(diǎn)環(huán)節(jié)，要通過用戶注冊(cè)、權(quán)限設(shè)定、系統(tǒng)管理等手段，在確保數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)信息共享與差異化管理。

3.3 系統(tǒng)融合與二次開發(fā)技術(shù)

水土保持監(jiān)測(cè)是水土保持行業(yè)的基礎(chǔ)性工作，直接服務(wù)或支撐水土流失治理、監(jiān)督管理和宏觀決策等行業(yè)管理，以及環(huán)境保護(hù)、國土安全等部門業(yè)務(wù)與管理。因此，要通過系統(tǒng)融合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)間融合，包括應(yīng)用系統(tǒng)間的鏈接或融合，以及數(shù)據(jù)庫的聯(lián)通或融合等。首先，要基于行業(yè)管理需求，實(shí)現(xiàn)行業(yè)間系統(tǒng)融合和系統(tǒng)間業(yè)務(wù)管理或數(shù)據(jù)的協(xié)同與直接調(diào)用。其次，要實(shí)現(xiàn)與相關(guān)行業(yè)間業(yè)務(wù)系統(tǒng)的鏈接與互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高層次的業(yè)務(wù)同步與融合。再次，與應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫也要開放兼容，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無縫鏈接、交互與共享。然后，要選用適宜的工具語言，通過開放源代碼或接口等方式，滿足省級(jí)及以下管理對(duì)象差異性或個(gè)性化定制開發(fā)和功能拓展需求。最后，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分調(diào)查各地既有系統(tǒng)應(yīng)用狀況，較大程度地兼容或融合地方已有系統(tǒng)，避免重復(fù)開發(fā)。

3.4 數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)技術(shù)

首先，要區(qū)別數(shù)據(jù)類型，如屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)和文檔數(shù)據(jù)等，建立元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)庫架構(gòu)、數(shù)據(jù)編目與查詢條件等管理規(guī)則，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有序自動(dòng)存儲(chǔ)與管理。其次，要建立與多層級(jí)分布式系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)應(yīng)的分布式數(shù)據(jù)庫，以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、調(diào)取、更新、輸出與發(fā)布等運(yùn)算規(guī)則，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分發(fā)、集成與安全運(yùn)行。再次，要兼容多種數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)入(或接入)和傳輸模式，尤其是數(shù)據(jù)采集導(dǎo)入環(huán)節(jié)，如GPRS、微波、降雨或徑流觸發(fā)式導(dǎo)入等，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)化。最后，要結(jié)合前沿信息技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)，主動(dòng)對(duì)接大數(shù)據(jù)，借助分布式并行計(jì)算、超算平臺(tái)、云網(wǎng)絡(luò)計(jì)算等技術(shù)，充分挖掘系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并利用好部門、公眾或?qū)Ｓ玫却髷?shù)據(jù)資源，支撐水土保持監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)與分析，提高信息社會(huì)化服務(wù)和支撐能力。

3.5 業(yè)務(wù)管理流程規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

要確保系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定和通用，必須提高監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)管理流程的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化水平。首先，要合理界定不同的管理層級(jí)、對(duì)象和業(yè)務(wù)內(nèi)容，制定規(guī)范統(tǒng)一的業(yè)務(wù)管理流程與控制節(jié)點(diǎn)(包括權(quán)限節(jié)點(diǎn)、時(shí)間節(jié)點(diǎn)、工作界面等)，通過管理制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等固化管理流程，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程與系統(tǒng)管理標(biāo)準(zhǔn)化。其次，要制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式與存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)接入與傳輸、成果清單與成果質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、空間數(shù)據(jù)管理與耦合、權(quán)限管理等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)功能業(yè)務(wù)模塊技術(shù)與設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。最后，要兼顧系統(tǒng)拓展與外接設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需求，運(yùn)用已有標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，如OGC、RESTful、WEB Service，進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、串口標(biāo)準(zhǔn)化、硬件配置與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化和運(yùn)行維護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)化，確保系統(tǒng)長久、安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

另外，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)關(guān)注重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象動(dòng)態(tài)分析智能化、監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)模型建立、成果應(yīng)用與輔助決策支持、實(shí)時(shí)監(jiān)控與可視化、空間分析與展示等關(guān)鍵技術(shù)。

4 系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)

(1)完善頂層設(shè)計(jì)。按照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、分級(jí)管理、開放兼容的原則，準(zhǔn)確定位系統(tǒng)功能和需求。水利部及其監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)完善頂層設(shè)計(jì)，預(yù)留地方各級(jí)系統(tǒng)二次開發(fā)接口，在優(yōu)先滿足國家層面(含流域)監(jiān)測(cè)管理需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)全國各級(jí)監(jiān)測(cè)管理的業(yè)務(wù)協(xié)同和步調(diào)一致。

(2)充分分析系統(tǒng)需求。開展監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)管理、信息化實(shí)現(xiàn)手段、系統(tǒng)目標(biāo)等專題調(diào)研，分析不同層級(jí)、不同業(yè)務(wù)管理對(duì)象、不同用戶、不同功能實(shí)現(xiàn)等需求，按照經(jīng)濟(jì)性與先進(jìn)性相結(jié)合的原則，制定系統(tǒng)目標(biāo)，明確功能實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)先次序，逐步完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

(3)優(yōu)化系統(tǒng)配置。根據(jù)需求分析，優(yōu)化應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)功能模塊等設(shè)計(jì)與配置，既滿足差異性或個(gè)性化需求，又通用、可操作。水利部以前已部署的監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)和各級(jí)已開發(fā)的相關(guān)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)滿足頂層設(shè)計(jì)要求，且符合系統(tǒng)需求的，可直接利用或進(jìn)行再次開發(fā)；對(duì)于相對(duì)完善且具備接入條件的功能模塊或系統(tǒng)，如監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)上報(bào)系統(tǒng)等，應(yīng)優(yōu)先利用或融合，避免重復(fù)開發(fā)設(shè)計(jì)。

(4)強(qiáng)化系統(tǒng)部署與運(yùn)行維護(hù)。要制定各層級(jí)系統(tǒng)配置的軟、硬件環(huán)境要求和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，通過系統(tǒng)部署，盡快形成全國水土保持監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；水利部、流域機(jī)構(gòu)、省級(jí)應(yīng)統(tǒng)一部署，提高監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)信息化管理水平，實(shí)現(xiàn)上下協(xié)同；省級(jí)以下可根據(jù)各地管理需要，優(yōu)先部署通用功能和常規(guī)業(yè)務(wù)模塊。同時(shí)，要統(tǒng)一系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，明確各層級(jí)運(yùn)行維護(hù)管理職責(zé)，確保系統(tǒng)正常安全運(yùn)行。

(5)提高升級(jí)更新能力，強(qiáng)化系統(tǒng)應(yīng)用。要根據(jù)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)發(fā)展的新要求和新特點(diǎn)，及時(shí)開展需求分析，逐步完善并更新系統(tǒng)功能，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)維護(hù)；同時(shí)，要強(qiáng)化系統(tǒng)應(yīng)用與管理，提高工作與管理效率，通過系統(tǒng)應(yīng)用，不斷完善系統(tǒng)，切實(shí)提高信息化、現(xiàn)代化水平。

5 結(jié) 語

水土保持監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，監(jiān)測(cè)信息化是水土保持信息化的重要組成部分。目前，與監(jiān)督管理、綜合治理相比，水土保持監(jiān)測(cè)信息化發(fā)展相對(duì)滯后，已部署或已開發(fā)的與監(jiān)測(cè)相關(guān)的信息系統(tǒng)相對(duì)碎塊化、功能單一，不能完全適應(yīng)新時(shí)期水土保持監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展需要。開發(fā)覆蓋全業(yè)務(wù)領(lǐng)域、功能齊全、上下協(xié)同，集系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫管理、信息共享與服務(wù)等于一體的水土保持監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，可有效提高水土保持監(jiān)測(cè)的信息化和信息社會(huì)化服務(wù)水平。當(dāng)前，應(yīng)充分分析系統(tǒng)需求，完善系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)，明確系統(tǒng)服務(wù)層次、業(yè)務(wù)管理內(nèi)容與用戶，設(shè)計(jì)科學(xué)、完善、實(shí)用的系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)庫。通過系統(tǒng)配置與安裝部署，強(qiáng)化系統(tǒng)應(yīng)用，提高水土保持監(jiān)測(cè)工作與業(yè)務(wù)管理效率，進(jìn)一步推進(jìn)水土保持信息化，并支撐國家和地方水土保持生態(tài)建設(shè)。

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(責(zé)任編輯 孫占鋒)

S157

C

1000-0941(2017)03-0055-05

趙輝(1971—)，男，湖南衡山縣人，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士后，主要從事土壤侵蝕研究與水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)工作。

2016-12-30