水利信息化綜合集成服務平臺及應用模式研究

鄭錦材 林靖宇 顧文杰

國家發(fā)展經濟的基礎是發(fā)展水利，現(xiàn)在每年各地的旱災洪水發(fā)生次數(shù)極多，人們的飲用水的安全性得不到保證，而且土壤面積在不斷減少。由于水污染導致大面積水資源無法被使用，水資源是制約經濟發(fā)展的重要因素之一。

一、水利信息化建設

為了解決水資源被污染的問題，需要加強人們保護自然環(huán)境的意識，采取多方面措施保護環(huán)境。

1.使用先進數(shù)字創(chuàng)新化設備調查水質方面的具體數(shù)據，再用掃描儀把調查數(shù)據進一步分析，更加數(shù)據化、簡明化。構建聯(lián)排聯(lián)調智慧大腦，做到汛期洪澇水與非汛期外調水在城鎮(zhèn)水系中的產、匯、行、排等全過程控制，調度運行能從預警、監(jiān)測、決策到執(zhí)行等全流程管理，真正實現(xiàn)運行管理的自動化、科學化及智慧化。

2.建設專門的數(shù)據庫用來分析存儲數(shù)據，建設專門用來傳輸數(shù)據的傳輸通道，加快挖掘北斗衛(wèi)星數(shù)據采集優(yōu)勢，緊密加快5G網絡應用推廣。

3.最關鍵的部分是采用創(chuàng)新化數(shù)據系統(tǒng)，組織策劃好管理信息系統(tǒng)，注重技術處理，學會尋找和分析數(shù)據、做好數(shù)據清洗。大多數(shù)站點以測試水資源情況和了解當?shù)睾登榫唧w情況為主，把歷史數(shù)據存放到數(shù)據庫中，方便調取資料。

4.做好水質監(jiān)控工作，向公眾普及水利信息知識、開展水利服務，在一些重要地域開通相關水利信息網站以便公眾閱覽查詢?，F(xiàn)在只有經濟發(fā)達地區(qū)在實行，但未來會擴展到各個地區(qū)。

二、水利信息重復利用中存在的弊端

1.水利信息通用性不高，原有的水利系統(tǒng)信息一直被重復利用。根據從前的水利信息的發(fā)展來看，要想建設水利信息系統(tǒng)，需要根據投入資金的多少和水利信息系統(tǒng)的管理方法制定不同的設計方法。不同地區(qū)的水利信息的應用缺乏整體性。

2.水利信息系統(tǒng)操作單一，沒有多余延伸的操作。缺少多部門協(xié)同，以現(xiàn)實利用為主，沒有想到更多信息數(shù)據，導致部門實際操作性過差，具有局限性。需要更多信息功能時，只能另外開發(fā)新系統(tǒng)，造成不必要的浪費及重復建設。

3.如今的水利信息系統(tǒng)主要使用方法是查找相關信息，編輯菜單信息表，展示給人們看的數(shù)據信息大多都是圖片，如果有更復雜的要求，系統(tǒng)就無法對已有的數(shù)據進行分析、清洗，產生特定模型，挖掘數(shù)據規(guī)律，更無法談及模型率定與數(shù)據驗證，日常調度僅憑經驗公式。

4.當前人們設計的軟件無法滿足需求。局限于資金投入，信息化重視程度不足，已長期未能有較大突破性技術研發(fā)，尤其在水利軟件方面相關研發(fā)已經嚴重滯后，這也是要重視的問題。

三、水利信息建設化的核心問題

人們要學會創(chuàng)造新的模式，建造一個更合理可開拓更多信息資源的綜合服務平臺。有幾個注意點，一是在以前建好的服務平臺上再投入更多資金，現(xiàn)實中有些服務平臺及它的軟硬件，一些信息數(shù)據等滿足不了所有應用，要根據給予的內容主題再進行靈活變化；再就是要學會與之前所設計的主題應用作對比，做到“水多不澇、水少不污”，細化生態(tài)補水、中水回用、納潮沖污等調度方案。

1.水利信息的綜合特征

水利信息所包含的內容眾多，要進行分類處理。一是水利信息的數(shù)據是分部門進行的，每個部門收集相關數(shù)據，然后再進行處理分析，這也合乎數(shù)據自身的特點；二是在每個地點收集信息的時候，要注意空間上的信息數(shù)據采集，因為信息變化非?？?，各信息點規(guī)劃更需要具有前瞻性及可擴展性，要及時收集最新信息。

2.水利信息的服務組件

人們?yōu)榱私鉀Q“水”引起的各種自然問題，要充分應用模型來具體分析，并對模型開展率定及驗證，這個直接影響到各水力要素的計算精度。將這些模型與信息數(shù)據分成單元格處理，這一個個單元格就是所說的服務組件。

3.水利綜合信息應用共享

水利信息綜合集成服務平臺要有一定的管理方式，主要是信息數(shù)據集中，根據需要調取，建立基于河網水動力模型及城鎮(zhèn)水淹模型的二維模型，以保障資源的高效利用，以水生態(tài)水環(huán)境保護為目標提出實現(xiàn)河網水體整體水質明顯改善的水系調度措施與工程方案。這樣能充分合理地完成信息資源分配，幫助他們及時解決疑問。做到水利綜合信息共享，部門盡量收集不同種類的信息。重視軟件應用開發(fā)，軟件應用共享，提升水利應用信息利用率及有效使用率。

四、水利信息化綜合集成服務中需要改善的內容

1.水利信息化綜合集成服務中需要提供信息數(shù)據，信息數(shù)據的計算，還有各類軟件應用選擇。根據平臺提供的數(shù)據信息等，利用圖表軟件來表述信息，接著組織好各類信息數(shù)據服務。

2.提升水利信息重復使用率，對信息進行多元化分析清洗處理，找出關鍵有用的部分，構建各類模型庫，突出模型實用性。如建立險情處置數(shù)據庫，通過現(xiàn)場巡視人員的圖像資料，進行圖片對比分析，AI分析出為何種險情，開展初期治理意見并及時上報險情。一是選擇險情種類，初期提供除險意見，將險情消滅于初期。二是聯(lián)系專家?guī)?，通過視頻智聯(lián)系統(tǒng)立刻聯(lián)系專家，實時了解險情，及時提供險情處置意見。

3.在現(xiàn)代化科學技術的支持下，可以建立人工計算模式，多次實驗，注重收集不同區(qū)域，水動力模型經驗公式，建立“一庫一公式，一閘一公式，一河段一公式”。

五、水利系統(tǒng)新型模式的具體要求

新模式的過程一直是根據數(shù)據分析信息，通過圖表能夠分析過更多數(shù)據信息并且將它們變得可視化，將水利信息方面的業(yè)務通過圖表的狀態(tài)表現(xiàn)出來，讓人們更清晰易懂。人要充分融入到這個模式來，在綜合化集成服務平臺下，人要有主動性，主動給平臺提供各類數(shù)據、信息等。

圖1

六、以水利信息化平臺為中心的應用模式

水利信息平臺操作使用過程如下：（1）專家學者得到靈感想出主題思路；（2）形成平臺概念，開始繪畫設計圖，充分轉化主題概念，再具體細分概念；（3）根據概念圖知識與設計模型方法，形成概念關系，反復修改，得到一個滿意的設計圖；（4）知識圖分成子知識圖，這主要表現(xiàn)在概念，模型的轉化；（5）數(shù)據模型需要組件的支持，兩者需要關聯(lián)。

七、水利信息化綜合集成平臺知識圖

水利信息知識圖是用來表達信息數(shù)據的工具，也可以用來表示水利信息概念和知識。知識圖通過結構化的方法把概念與聯(lián)系非常形象地表達出來。比如，資源的鏈接知識圖可以從簡單的圖表慢慢構成復雜的圖表，逐步積累知識。例如實際案列中，多媒體文件數(shù)據的知識圖可以結合各種信息化呈現(xiàn)形式，把語言難表達的概念知識通過這種形式表達出來。所以，復雜的知識無法用言語描述的時候可以通過知識圖來表現(xiàn)。

八、結語

現(xiàn)在是一個科技化時代，應用大暴走時期，日產應用程序無可計量，但是有關水利這方面的應用程序卻遠遠落后。需要確定的是水利信息離不開綜合集成化服務應用，而建立這些服務平臺需要很高的資金，分析處理信息數(shù)據需要專門的軟件，傳統(tǒng)的應用模式過于老舊，人們要學會研發(fā)新模式，通過模塊化堆砌制定有著更加豐富內容的應用軟件，然后把新應用在行業(yè)里推廣開來。