浙江水情移動服務平臺的設計與應用

邱 超，劉?，?/p>

（浙江省水文局，浙江 杭州 310009）

1 問題的提出

浙江省位于中國東南沿海長江三角洲南翼，由于特殊的氣候條件和地理位置，浙江省是一個水、旱、臺風、大潮多種災害頻繁交錯發(fā)生的地區(qū)[1]。據(jù)有歷史記錄以來統(tǒng)計至今，僅錢塘江流域共發(fā)生超警以上洪水139次，平均超過2次/a，最多7次/a。近年來，局部強降水導致的中小流域突發(fā)性洪水及其引發(fā)的山洪、泥石流、滑坡等次生災害頻發(fā)，已成為浙江省自然災害人員傷亡與經(jīng)濟損失的主要災種[2]，嚴重制約著流域周邊地區(qū)社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民群眾的財產(chǎn)安全。

為了適應社會移動服務需求，浙江省水文基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術，將傳統(tǒng)的水雨情分析及預測預報功能創(chuàng)新性地應用到移動終端開發(fā)中，設計研發(fā)了浙江水情移動服務平臺（浙江水情APP），實現(xiàn)了浙江省水情信息的泛在化和扁平化服務。

長期以來，水文數(shù)據(jù)服務系統(tǒng)與信息共享平臺大都是以B/S、C/S架構運行的。隨著4G時代的到來，使國內(nèi)的移動互聯(lián)網(wǎng)絡和終端用戶對移動終端的使用有了更高的要求，手機、平板電腦等移動終端設備已經(jīng)成為人們獲取信息途徑中最重要也是最簡便的方式[3]。在互聯(lián)網(wǎng)時代大背景下，對信息實時性、移動性有著高要求的水文行業(yè)，移動通信和無線數(shù)據(jù)獲取技術將為水文工作信息化帶來嶄新的體驗和前所未有的效率提升。

國內(nèi)外學者已經(jīng)在水文移動應用領域做了一些研究，趙杏杏[4]等通過調(diào)用ArcGIS API for Flex，以Flex4.6為開發(fā)平臺設計和開發(fā)了IOS平臺下的APP模塊，實現(xiàn)了水文數(shù)據(jù)和信息的實時查詢和展示；黃琳煜[5]等在IOS系統(tǒng)下建設浦東新區(qū)水文水資源系統(tǒng)移動應用，提高水資源調(diào)度和決策的效率；申凱[6]基于Android系統(tǒng)建立黑河流域的水文數(shù)據(jù)共享移動端實驗型平臺，基于手機客戶端能夠結合地圖定位與導航實現(xiàn)對水文氣象數(shù)據(jù)的查詢；王立海[7]等同時在Android與IOS系統(tǒng)上設計并實現(xiàn)了長江水文移動應用服務，提升長江水文水情的綜合信息服務能力。可以說，水文信息系統(tǒng)的移動應用平臺的設計與開發(fā)已經(jīng)成為目前水文信息信息化研究領域的熱點。

在浙江水情移動服務平臺的設計和研發(fā)中，核心算法的定制優(yōu)化、API的輕量調(diào)用，使得平臺應用更加輕便簡潔的同時，又不失專業(yè)性與實用性。

2 系統(tǒng)整體設計思路

浙江省水情信息是一種需要向社會發(fā)布的基礎數(shù)據(jù)資源，因此將水情信息產(chǎn)品化，進行移動應用模塊的設計是必要的。移動應用子系統(tǒng)是一個擴展且開放的系統(tǒng)，其應用系統(tǒng)架構見圖1，它使平臺具備了對移動設備上的應用支持，大大增加水情信息服務的適用范圍，增加系統(tǒng)的實時性，充實數(shù)據(jù)與應用生態(tài)體系。移動應用系統(tǒng)模塊向用戶提供及時的水情信息、分析服務產(chǎn)品、關聯(lián)氣象信息等，以及數(shù)據(jù)錄入及管理，手機預報等功能，方便普通用戶隨時隨地了解和處理各種水文信息，也為專業(yè)用戶提供專業(yè)的移動工具。其簡單而實用的功能，在提升水情現(xiàn)代化服務效率的同時，增加了水情信息的社會泛在化應用。

圖1 移動應用系統(tǒng)框架圖

2.1 運行環(huán)境

目前，在移動平臺操作系統(tǒng)的市場中，占據(jù)主流的是Android與IOS系統(tǒng)。據(jù)市場調(diào)研機構Gartner發(fā)布的2018年第一季度的手機系統(tǒng)市場報告，Android系統(tǒng)占據(jù)了85.9%的市場份額，IOS系統(tǒng)占據(jù)14.1%的市場份額。因此，本系統(tǒng)同時支持當前主流的IOS系統(tǒng)和Android系統(tǒng)。

2.2 智能終端跨平臺開發(fā)技術

目前智能手機終端存在操作系統(tǒng)不統(tǒng)一、硬件指標各異、軟件環(huán)境千差萬別等情況，智能終端的多樣性決定了目前的應用開發(fā)無法做到一次開發(fā)隨處使用并且無法保證用戶體驗的一致性。

智能終端跨平臺開發(fā)技術是一種嵌入式中間件開發(fā)技術，能夠有效解決在不同平臺、不同軟硬件環(huán)境下進行統(tǒng)一的應用開發(fā)的問題[8]。將操作系統(tǒng)的差異性和軟硬件環(huán)境的差異性封裝在中間件之下，進行應用開發(fā)的過程無需考慮操作系統(tǒng)和軟硬件的不同，使用中間件提供的開發(fā)包，能夠開發(fā)在多個平臺下都能穩(wěn)定運行，并且能夠保持用戶體驗一致的應用程序。嵌入式跨平臺開發(fā)中間件整體框架見圖2。智能終端跨平臺開發(fā)技術有效地解決了不同應用終端的系統(tǒng)兼容性問題，實現(xiàn)軟件在不同終端的自動同步，提高平臺的穩(wěn)定性和易維護性。

圖2 跨平臺嵌入式應用開發(fā)框架圖

2.3 設計內(nèi)容概述

浙江水情移動服務平臺中包含水文氣象信息、信息采集與共享、在線分析以及應用管理等內(nèi)容，構建開放的數(shù)據(jù)匯集與分發(fā)應用渠道，拓展水文防汛信息的移動應用場景，提升水情信息管理與維護的效率和便捷性，為用戶提供全方位、多層次的水文防汛業(yè)務信息服務。

3 主要功能模塊設計

3.1 水文信息模塊

水文信息模塊主要將日常水情防汛中的實時水情、雨情及簡單的水情分析報告、報表以圖文并茂的方式，在移動終端上進行實時在線展示和交互式查詢，以滿足各種水情信息的移動查詢場景需求，進而提升水情信息的服務效率和范圍。

其中“汛情摘要”主要是將全省最新的實時水雨情信息進行重要信息的自動歸納和提取，以滿足簡單查詢需求；“雨情信息”和“水情信息”分別對水雨情進行層次化的分級圖表查詢和地圖空間展示，并將水文常用的統(tǒng)計規(guī)則提前植入系統(tǒng)中，以提升訪問和查詢效率；“雨量等值面”和“水情報表”則將水雨情信息進行自動統(tǒng)計分析，以成果圖表的方式進行移動端界面的直接快捷展示。此外，本模塊還將水情PPT匯報成果、流域預警等信息接入到移動端進行在線展示，為用戶提供詳實、全面、快捷的水雨情信息。

3.2 氣象信息模塊

氣象信息模塊主要將日常水情防汛相關的氣象成果信息以圖表及動態(tài)演進的方式，在移動終端上進行展示和交互式查詢，內(nèi)容包括臺風、衛(wèi)星云圖、天氣預報等，滿足各類氣象信息的查詢需求，并據(jù)此判斷未來可能發(fā)生的水雨情狀況，做出相應準備。

其中“臺風路徑”將云圖、沿海風暴潮、臺風進行有機整合和動態(tài)展示，以便于用戶系統(tǒng)性查詢分析臺風相關的水文氣象信息；“天氣圖”主要是將臺灣氣象網(wǎng)成熟的一周天氣圖和地面天氣圖發(fā)布產(chǎn)品集成到移動端頁面中進行瀏覽和動態(tài)展示，方便及時了解未來天氣變化趨勢；“衛(wèi)星云圖”整合了浙江水利網(wǎng)、中國天氣網(wǎng)、臺灣氣象局等幾個成熟的云圖產(chǎn)品，以滿足不同的瀏覽需求，且可以相互比較；“氣象雷達”則將浙江省主要氣象雷達站的雷達影像集成到APP中，展示雷達影像變化情況；“天氣預報”除了展示常規(guī)的天氣變化趨勢和周邊地區(qū)天氣情況以外，還將短時定量降水和短期天氣預報圖等氣象客觀預報圖直觀地進行展示，方便用戶了解未來降雨大小和分布情況。

3.3 信息采集與共享模塊

數(shù)據(jù)采集與信息傳遞模塊主要提供了一些水情工作人員進行日常報汛和值班等工作期間常用的工具和信息，包括查詢并完善水文站點信息、發(fā)送水雨情預警短信、手機報汛、查看并修改值班計劃等功能，提高辦公效率和靈活性。

“移動采集”主要是將移動客戶端變身為一個自動采集的工具，實時采集水情站點的多媒體信息，并實時同步到后臺服務端進行展示，也可以搜索附近站點進行基礎信息的管理與維護。

“汛情短信”采用定制統(tǒng)計模版自動生成不同類型的預警短信，以便用戶隨時隨地發(fā)送預警短信，提高了工作的時效性和便捷性?！笆謾C報汛”則是將報汛人員與站點以及預先設置的報汛模版關聯(lián)起來，報汛人員只需要通過移動端的數(shù)據(jù)輸入就能實現(xiàn)報汛，豐富報汛方式，節(jié)約從觀測場地到報汛設備間的路途時間，大大提高報汛效率。

“值班計劃”主要采用日歷的方式進行日常值班計劃安排，系統(tǒng)會根據(jù)排班計劃提前18 h自動短信提醒第2天的值班人員。同時模塊還將值班日志、手機排班等功能集成進去，不同權限的用戶可以通過移動端對值班日志進行瀏覽、編輯、添加等操作，并與水情中心值班系統(tǒng)進行實時同步，提升水情業(yè)務值班的自動化和信息化水平。

3.4 在線預測分析模塊

“在線預測分析模塊”模塊，主要是基于水情數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡接口，調(diào)用平臺現(xiàn)有的預報服務模塊和相關預報方案進行實時移動在線預測預報分析，并可以實時將預測分析結果保存到系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫服務器中，以便于開展進一步的預報會商交流工作。

模塊具備預報系統(tǒng)常用的流域預報站點數(shù)據(jù)查詢、未來降雨預估、參數(shù)查看、移動預報分析等功能，實現(xiàn)移動客戶端的在線移動預報分析，并以雨洪過程線的方式展示預測分析結果，實現(xiàn)水文預報的應用創(chuàng)新。

3.5 應用管理模塊

應用管理模塊主要配置給具有管理維護權限的系統(tǒng)管理維護人員，用于管理和維持水情中心和移動平臺自身的水情數(shù)據(jù)、人員信息、信息流程、系統(tǒng)設置以及權限等，包括數(shù)據(jù)維護、通訊錄管理、信息審核、權限管理、設置等功能。平臺以移動的管理維護的方式不僅對實時水雨情、通訊錄、上傳報告等信息進行在線瀏覽和管理，同時實現(xiàn)對平臺用戶狀態(tài)及有關配置的實時在線管理，提升水情數(shù)據(jù)維護和平臺移動管理的便捷性和效率。

其中“數(shù)據(jù)維護”基于移動端實現(xiàn)對水情中心的基礎數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的在線維護，并與水情中心其它業(yè)務系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動；“通訊錄管理”則將水情業(yè)務中的單位通訊錄、人員通訊錄、報汛站點通訊錄分別進行移動端的瀏覽和管理，實現(xiàn)通訊錄信息的動態(tài)更新與維護；“權限管理”主要作為系統(tǒng)管理員管理平臺用戶的主要工具，具有配置用戶權限，查看用戶狀態(tài)等實用功能；“設置”主要為用戶提供修改密碼，清除緩存等服務，針對管理員該功能模塊還可以對所有用戶推送通知類消息。

4 安全體系及權限設計

由于浙江水情移動服務平臺基于公網(wǎng)進行部署，為全省各級防汛人員及社會大眾服務，因此，安全體系和權限設計是保障系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行的關鍵。

安全性設計主要通過防火墻和入侵檢測進行隔離。移動設備流入流出的所有網(wǎng)絡通信和數(shù)據(jù)包均要經(jīng)過此防火墻。入侵檢測是對入侵行為的檢測，通過收集和分析網(wǎng)絡行為、安全日志、審計數(shù)據(jù)、其它網(wǎng)絡上可以獲得的信息，檢查網(wǎng)絡或系統(tǒng)中是否存在違反安全策略的行為和被攻擊的跡象，積極主動地進行安全防護，提供對內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作等的實時保護。

權限設計主要按照用戶的需求和特點進行定制化配置，不僅可以對功能模塊、站點范圍等進行配置，還可以按瀏覽、管理、配置等角色進行配置，最大程度地滿足不同用戶需求場景的配置需要，提升用戶體驗。

移動APP應用的安全隱患還在于：一是用戶名、密碼有可能泄漏，因為移動互聯(lián)網(wǎng)的特性，通過日志審計很難及時發(fā)現(xiàn)；二是移動端遺失或更換可能造成漏洞。因此在權限設計中不僅要求需要實名認證的用戶名和密碼體系，而且還對用戶的移動端硬件信息進行自動捆綁，并由管理員進行認證和管理，以提高移動應用及管理維護的安全性和可靠性。

5 結 語

在移動網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展的時代背景下，智能移動終端在全球范圍內(nèi)日漸普及與成熟。移動信息化已成為各行業(yè)日常業(yè)務與學科研究中必不可少的形式[9]，這也影響了水文領域。水文信息系統(tǒng)平臺的移動應用的出現(xiàn)將原本固定的計算機終端變成靈活的智能移動終端，不僅使水文數(shù)據(jù)采集變得更加高效便捷，同時也讓水文信息能夠更好地服務相關人員，特別是能夠走進公眾的生活中，服務社會。

浙江省由于其獨特的地理位置與氣候條件，洪澇臺旱災害頻發(fā)，因此對防汛抗旱中非工程措施有著較高的現(xiàn)實需求。浙江水情移動服務平臺作為常規(guī)水情防汛業(yè)務系統(tǒng)的有效拓展和延伸，具有界面簡潔友好、功能實用、使用便捷等特點，充分考慮跨平臺服務、異構數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)實時性，具有良好的開放性、可擴展性和安全性。平臺在全省大范圍的應用有力推動了移動互聯(lián)網(wǎng)技術在浙江水文業(yè)務領域的應用，拓展水文防汛的服務手段和途徑，提升水文防汛業(yè)務信息服務能力和水平，具有里程碑式的重要意義。

（責任編輯 姚小槐）

浙江省獲2017年度農(nóng)業(yè)水價綜合改革工作績效評價優(yōu)秀

近日，國家發(fā)展和改革委員會等四部委發(fā)文通報2017年度農(nóng)業(yè)水價綜合改革工作績效評價有關情況，浙江省獲評優(yōu)秀等次。

根據(jù)《國務院辦公廳關于推進農(nóng)業(yè)水價綜合改革的意見》精神和《關于扎實推進農(nóng)業(yè)水價綜合改革的通知》要求，國家發(fā)展和改革委員會等四部委在各省2017年度農(nóng)業(yè)水價綜合改革工作績效自評的基礎上，對14個省開展了實地督導抽查，并進行綜合評定。5月下旬，國家部委督導組實地抽查浙江省湖州市南潯區(qū)農(nóng)業(yè)水價綜合改革進展情況，并聽取浙江省改革工作匯報，查閱改革臺賬資料。督導組充分肯定浙江省農(nóng)業(yè)水價綜合改革工作，并要求全省繼續(xù)加大力度，推進改革取得實效。

此次通報中，國家四部委對浙江省鼓勵實行“一把鋤頭放水”，調(diào)動放水員精細化管理和德清縣加強農(nóng)業(yè)用水定額管理，引導農(nóng)民養(yǎng)成科學灌溉的做法給予肯定。