知識(shí)圖譜技術(shù)在全國(guó)取用水平臺(tái)的應(yīng)用

王晨雨，劉慶濤，沈紅霞

（水利部信息中心，北京 100053）

0 引言

“十二五”以來(lái)，國(guó)家逐步加大了水資源監(jiān)管信息化建設(shè)力度，先后啟動(dòng)了國(guó)家和地方水資源監(jiān)控能力建設(shè)一期、二期項(xiàng)目，初步建成了覆蓋國(guó)家、流域、省級(jí)的水資源信息管理系統(tǒng)，基本建立了取用水監(jiān)控體系?！笆濉逼陂g先后建成全國(guó)取水許可電子證照、用水統(tǒng)計(jì)調(diào)查直報(bào)管理、取水工程（設(shè)施）核查登記等系統(tǒng)，各地也結(jié)合水資源管理需要，建成了取水許可審批、取水計(jì)劃、水資源稅費(fèi)及地方水資源管理等系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在一定的領(lǐng)域和時(shí)期，發(fā)揮了特定作用，有效支撐了水資源管理、水資源稅改、取水許可管理、取水工程專(zhuān)項(xiàng)整治等業(yè)務(wù)[1]。取用水監(jiān)管作為水資源管理的重要內(nèi)容，通過(guò)建設(shè)這些系統(tǒng)，監(jiān)管能力得到有效提升。

但因水資源管理數(shù)據(jù)資源涉及水利部、流域機(jī)構(gòu)、地方水利部門(mén)，以及行政審批局、稅務(wù)等多部門(mén)，信息資源類(lèi)型多樣，存儲(chǔ)管理分散，各自獨(dú)立，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，平臺(tái)不聯(lián)通，業(yè)務(wù)不協(xié)同，無(wú)法滿(mǎn)足社會(huì)服務(wù)和監(jiān)管決策需求；涉及取用水業(yè)務(wù)系統(tǒng)繁多，信息資源分散，數(shù)據(jù)共享難，存在一數(shù)多源、異常值偏多的情況，制約水資源數(shù)據(jù)算據(jù)效力的發(fā)揮，導(dǎo)致數(shù)據(jù)深度融合分析及業(yè)務(wù)服務(wù)支撐能力不足。對(duì)標(biāo)“十六字”治水思路、國(guó)家“以水而定，量水而行”、水資源剛性約束制度[2]、水利高質(zhì)量發(fā)展、智慧水利建設(shè)[3]，以及政務(wù)信息系統(tǒng)整合[4-5]等管理要求，從全局和根本上支撐和服務(wù)國(guó)家、流域、區(qū)域水資源精細(xì)化管理，還存在一定的差距。

為解決上述問(wèn)題，水利部依托全國(guó)一體化在線(xiàn)政務(wù)服務(wù)平臺(tái)，著力完成各層級(jí)取用水管理業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)整合，建成國(guó)家、省兩級(jí)取用水管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的有效匯聚、充分共享，全過(guò)程留痕，全流程監(jiān)管，提升在線(xiàn)監(jiān)管整體水平，形成水資源監(jiān)管一張圖，全面提升數(shù)據(jù)監(jiān)管、智慧監(jiān)管能力，實(shí)現(xiàn)取用水業(yè)務(wù)“一網(wǎng)統(tǒng)管”。為優(yōu)化全國(guó)取用水平臺(tái)整合過(guò)程，本研究以知識(shí)圖譜技術(shù)為主要抓手，就系統(tǒng)整合中亟須突破的一數(shù)一源、數(shù)據(jù)融合、監(jiān)管產(chǎn)品等難點(diǎn)進(jìn)行探索研究。

1 知識(shí)圖譜

1.1 有關(guān)概念

知識(shí)圖譜的早期理念源于萬(wàn)維網(wǎng)之父 Tim Berners-Lee 關(guān)于語(yǔ)義網(wǎng)的設(shè)想，旨在采用圖結(jié)構(gòu)建模和記錄世界萬(wàn)物之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和知識(shí)，以便有效實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的對(duì)象級(jí)搜索[6]。應(yīng)現(xiàn)代知識(shí)圖譜規(guī)?；瘮U(kuò)展的要求，通常采用以三元組為基礎(chǔ)的較為簡(jiǎn)單實(shí)用的知識(shí)表示方法，基本組成單位為“實(shí)體-關(guān)系-實(shí)體”“實(shí)體-屬性-屬性值”三元組，實(shí)體間通過(guò)關(guān)系相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成網(wǎng)狀的知識(shí)結(jié)構(gòu)[7]2-3[8]。知識(shí)圖譜的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)在搜索引擎、智能問(wèn)答、語(yǔ)言理解、推薦計(jì)算、大數(shù)據(jù)決策分析等眾多領(lǐng)域得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用。近年來(lái)，隨著自然語(yǔ)言處理、深度學(xué)習(xí)、圖數(shù)據(jù)處理等眾多領(lǐng)域的飛速發(fā)展，知識(shí)圖譜在自動(dòng)化知識(shí)獲取、知識(shí)表示學(xué)習(xí)與推理、大規(guī)模圖挖掘與分析等領(lǐng)域又取得了新進(jìn)展，并在行業(yè)（領(lǐng)域）[9]得以有效應(yīng)用，如自然災(zāi)害應(yīng)急知識(shí)圖譜[10]、電力系統(tǒng)知識(shí)圖譜[11]、海洋知識(shí)服務(wù)體系[12]等。

1.2 構(gòu)建方法

知識(shí)圖譜由模式層和數(shù)據(jù)層 2 部分構(gòu)成[13]。知識(shí)圖譜在構(gòu)建方法上分為以下 3 種[7]6-8：1） 自底向上。從底層數(shù)據(jù)源中提取實(shí)體、屬性和關(guān)系，加入到知識(shí)圖譜的數(shù)據(jù)層，然后將這些知識(shí)要素進(jìn)行歸納組織，逐步往上抽象為概念，最后形成模式層。2） 自頂向下。從最頂層的概念開(kāi)始構(gòu)建模式層本體，然后細(xì)化概念和關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)良好的概念層次樹(shù)，將知識(shí)抽取得到的實(shí)體匹配填充到構(gòu)建的模式層本體中。3） 二者混合。在知識(shí)抽取的基礎(chǔ)上歸納構(gòu)建模式層，之后可對(duì)新的知識(shí)和數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)，從而迭代更新模式層。

2 全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜

2.1 需求分析

全國(guó)取用水平臺(tái)依托水利部政務(wù)云平臺(tái)建設(shè)，需對(duì)原分散在國(guó)家水資源信息管理、取水許可審批、取水許可電子證照、用水統(tǒng)計(jì)直報(bào)、水資源稅水量核定、取水計(jì)劃、取水計(jì)量監(jiān)管等多個(gè)系統(tǒng)的信息進(jìn)行融合，但各系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)取用水戶(hù)的信息都不全面，單個(gè)系統(tǒng)均不能提供滿(mǎn)足管理部門(mén)對(duì)于取用水戶(hù)、許可審批、計(jì)劃執(zhí)行、計(jì)量設(shè)施安裝、計(jì)稅水量核定等情況開(kāi)展監(jiān)管的全面信息，同時(shí)，涉及系統(tǒng)比較多，邏輯關(guān)系復(fù)雜。前期初步剔除多個(gè)系統(tǒng) 18 個(gè)模塊 80 張表的不相關(guān)信息，整合為 8 個(gè)模塊18 張表，如表1 所示。各模塊間主要關(guān)聯(lián)關(guān)系圖，如圖1 所示，其中取水許可審批信息來(lái)源于取水許可審批系統(tǒng)，證照管理信息來(lái)源于取水許可電子證照系統(tǒng)，取水計(jì)劃信息來(lái)源于取水計(jì)劃系統(tǒng)，水資源稅費(fèi)信息來(lái)源于水資源稅水量核定系統(tǒng)，用水統(tǒng)計(jì)信息來(lái)源于用水統(tǒng)計(jì)直報(bào)系統(tǒng)，計(jì)量管理信息來(lái)源于取水計(jì)量監(jiān)管系統(tǒng)，水量監(jiān)測(cè)信息來(lái)源于國(guó)家水資源信息管理系統(tǒng)，行政區(qū)劃信息在多系統(tǒng)均有涉及。雖已初步整合，但模塊內(nèi)依然包含大量過(guò)程類(lèi)數(shù)據(jù)信息，如證照管理模塊中的發(fā)證機(jī)關(guān)、發(fā)證機(jī)關(guān)代碼等無(wú)關(guān)取用水直接監(jiān)管數(shù)據(jù)產(chǎn)品需求的屬性數(shù)據(jù)。各模塊間還存在一數(shù)多源、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、計(jì)量單位不一致等問(wèn)題，如首次發(fā)證證件編號(hào)屬性，在水資源稅費(fèi)、取水計(jì)劃、計(jì)量管理等其他模塊也存在，且因存在同一社會(huì)信用代碼對(duì)應(yīng)多個(gè)證件編號(hào)現(xiàn)象，造成各模塊間同一屬性的屬性值不盡相同，導(dǎo)致戶(hù)證點(diǎn)關(guān)系不準(zhǔn)確、不唯一，戶(hù)對(duì)應(yīng)對(duì)象（戶(hù)）數(shù)量不一致，名稱(chēng)不匹配等情況。

圖1 各模塊間主要關(guān)聯(lián)關(guān)系圖

表1 取用水平臺(tái)表結(jié)構(gòu)

因此，利用知識(shí)圖譜技術(shù)，以取用水戶(hù)為核心監(jiān)管對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)性梳理，整理數(shù)據(jù)源，建設(shè)一套全國(guó)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，形成一套真實(shí)且唯一的戶(hù)證點(diǎn)關(guān)系，構(gòu)建一套智能且有效的監(jiān)管數(shù)據(jù)產(chǎn)品集，是實(shí)現(xiàn)“一網(wǎng)統(tǒng)管”“互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管”系統(tǒng)功能需求的重中之重，其中統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)是關(guān)系到全國(guó)取用水平臺(tái)整合成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2 技術(shù)架構(gòu)

全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜是將知識(shí)圖譜技術(shù)應(yīng)用于取用水管理的技術(shù)形式，旨在梳理多模塊對(duì)象間的關(guān)系，挖掘各模塊關(guān)鍵信息項(xiàng)，剔除數(shù)據(jù)源重復(fù)項(xiàng)、差異項(xiàng)、不確定項(xiàng)等，更好地支撐全國(guó)取用水平臺(tái)整合及各模塊間的知識(shí)推理，實(shí)現(xiàn)取用水管理輔助分析及決策支持，屬于在取用水領(lǐng)域開(kāi)展知識(shí)圖譜技術(shù)應(yīng)用的嘗試?；谌珖?guó)取用水平臺(tái)初步整合后各模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、領(lǐng)域類(lèi)知識(shí)圖譜構(gòu)建特性[14-15]，采用自頂向下方式構(gòu)建全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜，技術(shù)架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 全國(guó)取用水知識(shí)圖譜技術(shù)架構(gòu)圖

3 全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜的構(gòu)建

3.1 模式層構(gòu)建

模式層是知識(shí)圖譜的概念模型和邏輯基礎(chǔ)[7]3，全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜模式層構(gòu)建，主要根據(jù)現(xiàn)有的取水許可審批、證照管理、統(tǒng)計(jì)直報(bào)等模塊信息整合后的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)，針對(duì)全國(guó)取用水平臺(tái)整合要求，構(gòu)造模式層的本體庫(kù)[16]584-585，進(jìn)行本體概念定義、層次關(guān)系劃分，屬性關(guān)系提取，以及概念間語(yǔ)義關(guān)系定義。全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜的模式層構(gòu)建主要是建立取水證照、取水計(jì)劃、取用水監(jiān)測(cè)、取用水計(jì)量、用水統(tǒng)計(jì)、取用水稅等 6 類(lèi)核心要素的取用水綜合本體，利用本體的思想構(gòu)建全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜的模式層如圖3 所示，可為數(shù)據(jù)層中具體實(shí)例的要素屬性分解奠定理論框架基礎(chǔ)。

圖3 全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜模式層圖

3.1.1 概念抽取

概念抽取用于獲取原數(shù)據(jù)庫(kù)中的概念在取用水平臺(tái)的概念定義及概念層次分類(lèi)的集合。概念定義包括延續(xù)和重新定義 2 種形式：對(duì)各表中名稱(chēng)、語(yǔ)義關(guān)系相同，整合至全國(guó)取用水平臺(tái)不會(huì)發(fā)生沖突歧義的概念，可采用延續(xù)定義，如統(tǒng)一社會(huì)信用代碼、取水權(quán)人代碼、發(fā)證證件編號(hào)等；在各表中名稱(chēng)相同、語(yǔ)義關(guān)系不相同，整合至全國(guó)取用水平臺(tái)產(chǎn)生歧義的概念，則采用重新定義，如多個(gè)系統(tǒng)中均含有“取水量”名稱(chēng)，在平臺(tái)整合中需重新定義證照管理模塊中的取水量為許可水量、用水統(tǒng)計(jì)模塊中的取水量為統(tǒng)計(jì)水量、水量監(jiān)測(cè)模塊中的取水量為監(jiān)測(cè)水量等。概念層級(jí)分類(lèi)可表示為取水計(jì)劃中月度、年度，區(qū)域、流域等時(shí)空尺度層級(jí)，以及統(tǒng)計(jì)水量中包含地表水、地下水、其他等統(tǒng)計(jì)水量的從屬關(guān)系層級(jí)。

3.1.2 屬性提取

屬性提取用于獲取原數(shù)據(jù)庫(kù)中可服務(wù)于“一網(wǎng)統(tǒng)管”的平臺(tái)整合目的本體的相關(guān)屬性，如時(shí)間、地點(diǎn)、水量等屬性。提取過(guò)程中以具有一定法律效力的證照管理模塊信息所含屬性為基準(zhǔn)，提取其他模塊中不同屬性進(jìn)行補(bǔ)充，同一屬性及不直接服務(wù)于監(jiān)管數(shù)據(jù)產(chǎn)品的信息不提取。如提取某用水戶(hù)同一本體在證照管理模塊基本信息中包含的時(shí)間、地點(diǎn)等屬性信息，則不再提取其他模塊相關(guān)信息。

3.1.3 關(guān)系抽取

關(guān)系抽取用于構(gòu)建概念之間的關(guān)系。對(duì)于全國(guó)取用水平臺(tái)中的概念，通過(guò)識(shí)別概念間的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)關(guān)系，將關(guān)系抽取出來(lái)。如平臺(tái)整合以取用水戶(hù)為核心監(jiān)管對(duì)象，以電子證照模塊的首次發(fā)證證件編號(hào)、統(tǒng)一社會(huì)信用代碼/身份證號(hào)為“根”，基于證照管理、取水計(jì)劃、水量監(jiān)測(cè)、計(jì)量管理、用水統(tǒng)計(jì)、水資源稅等模塊信息，梳理戶(hù)、證、點(diǎn)、水量（許可、計(jì)劃、監(jiān)測(cè)、計(jì)量、統(tǒng)計(jì)、計(jì)稅等水量）對(duì)應(yīng)關(guān)系，抽取取用水戶(hù)真實(shí)且唯一的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

3.2 數(shù)據(jù)層構(gòu)建

數(shù)據(jù)層是模式層的實(shí)例化和事實(shí)應(yīng)用，全國(guó)取用水平臺(tái)數(shù)據(jù)層的構(gòu)建，是基于已有數(shù)據(jù)庫(kù)、模式層良好的概念層次知識(shí)體系和規(guī)則關(guān)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層對(duì)模式層的映射，主要包括實(shí)體抽取、數(shù)據(jù)融合。抽取的實(shí)體可以根據(jù)對(duì)應(yīng)的概念，按照模式層的關(guān)系層次組成實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。

3.2.1 實(shí)體提取

實(shí)體提取是從數(shù)據(jù)中抽取實(shí)體、屬性與實(shí)體間的相互關(guān)系。針對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)字段定義明確的特點(diǎn)及監(jiān)管數(shù)據(jù)產(chǎn)品的需求，基于構(gòu)建的全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜模式層，設(shè)計(jì)相應(yīng)字段的映射規(guī)則，從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中直接抽取實(shí)體名稱(chēng)及屬性信息，對(duì)象之間的語(yǔ)義關(guān)系可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的字段鏈接進(jìn)行映射。全國(guó)取用水平臺(tái)整合中實(shí)體、屬性及語(yǔ)義關(guān)系的提取，一般以具有一定法律效力的證照管理模塊所含的信息為基準(zhǔn)，并合并實(shí)體在其他模塊的屬性、與其他實(shí)體的關(guān)聯(lián)關(guān)系。根據(jù)管控需要，實(shí)體需著重以下幾個(gè)方面的提?。?） 戶(hù)、證的對(duì)應(yīng)關(guān)系梳理提取，以證照管理模塊中的首次發(fā)證編號(hào)、用水統(tǒng)計(jì)模塊中戶(hù)的目錄為主，其他模塊戶(hù)證信息為輔，完成取用水戶(hù)目錄的全量提??；2） 戶(hù)、證、點(diǎn)、水量、計(jì)量設(shè)施等全鏈條的對(duì)應(yīng)關(guān)系梳理提取，基于戶(hù)、證對(duì)應(yīng)關(guān)系的梳理，完成各模塊、監(jiān)測(cè)或計(jì)量等水量對(duì)應(yīng)的取水點(diǎn)及水量計(jì)量設(shè)施等關(guān)系的梳理提取。

3.2.2 數(shù)據(jù)融合

由于數(shù)據(jù)來(lái)源和質(zhì)量不同，信息抽取得到的數(shù)據(jù)層中可能存在大量的冗余和錯(cuò)誤，因此需要通過(guò)數(shù)據(jù)融合對(duì)抽取得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理和規(guī)范化整合。數(shù)據(jù)融合的關(guān)鍵步驟包括實(shí)體對(duì)齊[7]7和實(shí)體消歧[16]588-589：

1） 實(shí)體對(duì)齊。實(shí)體對(duì)齊主要解決同一實(shí)體采用不同表達(dá)方式的問(wèn)題，將同一實(shí)體的不同表達(dá)方式歸一化表示，解決一數(shù)多源問(wèn)題。例如，相同身份標(biāo)識(shí)的用水戶(hù)，在證照管理模塊中用戶(hù)名和水量監(jiān)測(cè)模塊中用戶(hù)名可能不一致，實(shí)體對(duì)齊過(guò)程就是將不同模塊抽取到的不同用戶(hù)名明確為一個(gè)用戶(hù)名。

2） 實(shí)體消歧。實(shí)體消歧主要解決不同實(shí)體采用相同名稱(chēng)的問(wèn)題，從而建立準(zhǔn)確的實(shí)體鏈接。在取用水平臺(tái)的實(shí)際語(yǔ)言環(huán)境中，存在某個(gè)名稱(chēng)對(duì)應(yīng)多個(gè)具體實(shí)體的問(wèn)題。例如，用水統(tǒng)計(jì)模塊的“統(tǒng)計(jì)水量”、水資源稅模塊的“計(jì)稅水量”在各自原系統(tǒng)中均使用“水量”代表，平臺(tái)整合后易混淆，實(shí)體消歧過(guò)程就是根據(jù)水量所在不同模塊及關(guān)聯(lián)關(guān)系，區(qū)分不同模塊的水量，并準(zhǔn)確鏈接。

3.3 知識(shí)推理

知識(shí)推理[16]592-593是針對(duì)知識(shí)圖譜中已有事實(shí)或關(guān)系的不完備性，挖掘或推斷出未知或隱含的語(yǔ)義關(guān)系。全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜中的知識(shí)推理，通過(guò)對(duì)已有知識(shí)或關(guān)系的邏輯分析，制定推理規(guī)則，并從各模塊中提取相關(guān)知識(shí)，從而挖掘或推斷出新的知識(shí)或語(yǔ)義關(guān)系。如超許可、超計(jì)劃等監(jiān)管業(yè)務(wù)規(guī)則，一般提取取用水戶(hù)的計(jì)量水量信息，與對(duì)應(yīng)的許可、計(jì)劃水量等信息指標(biāo)值比對(duì)，大于指標(biāo)值即判斷為疑似違規(guī)行為；無(wú)證取水監(jiān)管規(guī)則為存在于用水統(tǒng)計(jì)模塊的取用水戶(hù)，未在證照管理模塊里溯源的，即判斷為疑似無(wú)證取水行為。取用水戶(hù)關(guān)系梳理及監(jiān)管產(chǎn)品邏輯關(guān)系如圖4 所示。

圖4 取用水戶(hù)關(guān)系梳理及監(jiān)管產(chǎn)品邏輯關(guān)系圖

3.4 知識(shí)更新

全國(guó)取用水平臺(tái)中的取用水戶(hù)監(jiān)測(cè)計(jì)量、基礎(chǔ)及業(yè)務(wù)管理等信息內(nèi)容在不斷增加和更新，平臺(tái)整合完成后還需要?jiǎng)討B(tài)構(gòu)建和迭代更新，不斷增加新的知識(shí)、刪除舊的知識(shí)并相應(yīng)調(diào)整知識(shí)圖譜的結(jié)構(gòu)，保障知識(shí)的時(shí)效性。知識(shí)更新有以下 2 種層次[17]：

1） 模式層更新。當(dāng)新增的知識(shí)中包含了概念、關(guān)系、屬性及其類(lèi)型變化時(shí)，需要在模式層中更新知識(shí)圖譜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括對(duì)概念、關(guān)系、屬性及其類(lèi)型的增、刪、改操作。例如，隨著監(jiān)管水平的提升，監(jiān)管需求的增加，增添新的本體概念、屬性等。

2） 數(shù)據(jù)層更新。主要指新增實(shí)體或更新現(xiàn)有實(shí)體的關(guān)系、屬性值等信息，更新對(duì)象為具體的知識(shí)（如三元組），更新操作一般通過(guò)知識(shí)圖譜構(gòu)建技術(shù)自動(dòng)化完成。在進(jìn)行更新前，需要經(jīng)過(guò)知識(shí)融合等步驟，保證數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。例如，證照過(guò)期更新，形成監(jiān)管問(wèn)題清單核驗(yàn)后重新上報(bào)的數(shù)據(jù)更新。

4 全國(guó)取用水平臺(tái)知識(shí)圖譜的監(jiān)管數(shù)據(jù)產(chǎn)品

基于知識(shí)圖譜技術(shù)，全面構(gòu)建全國(guó)取用水平臺(tái)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、聯(lián)通共享、一數(shù)一源的取用水平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，探索全國(guó)取用水平臺(tái)中開(kāi)展統(tǒng)計(jì)分析、構(gòu)建監(jiān)管數(shù)據(jù)產(chǎn)品集、形成水資源管控一張圖等的典型應(yīng)用。

4.1 統(tǒng)計(jì)分析

基于全國(guó)取用水平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，分別開(kāi)展時(shí)間和空間尺度的計(jì)劃水量、許可水量、用水總量、地下水管控指標(biāo)、電子證照數(shù)量、取用水戶(hù)戶(hù)數(shù)等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，時(shí)間尺度分為月度、季度、年度 3 種類(lèi)型，空間尺度分為流域/區(qū)域類(lèi)型?；诨A(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，可加強(qiáng)流域/區(qū)域取水水源供水、重點(diǎn)行業(yè)季度或年度用水變化趨勢(shì)監(jiān)測(cè)分析，強(qiáng)化流域/區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水、水資源承載能力發(fā)展趨勢(shì)研判，助力取用水總量管控、“以水四定”和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展涉水決策，提升管理的科學(xué)性、預(yù)見(jiàn)性和有效性。

4.2 監(jiān)管產(chǎn)品

基于知識(shí)圖譜技術(shù)對(duì)戶(hù)、證、點(diǎn)信息進(jìn)行融合比對(duì)分析，確定戶(hù)、證、點(diǎn)真實(shí)且唯一性的“血緣關(guān)系”。根據(jù)取用水戶(hù)取用水行為監(jiān)管需求，以及知識(shí)推理規(guī)則，提取相關(guān)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)信息，對(duì)比相應(yīng)監(jiān)管指標(biāo)，評(píng)價(jià)取用水戶(hù)行為是否存在疑似超許可、超管控、水量不實(shí)等違規(guī)行為。根據(jù)監(jiān)管需求分為 6 類(lèi)監(jiān)管評(píng)價(jià)產(chǎn)品。

4.2.1 超許可監(jiān)管產(chǎn)品

分為戶(hù)、區(qū)域 2 種監(jiān)管數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)產(chǎn)品。對(duì)戶(hù)的監(jiān)管，技術(shù)路線(xiàn)為從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取被評(píng)價(jià)取用水戶(hù)計(jì)量水量或監(jiān)控水量年度總量信息，比對(duì)取水證照模塊的許可水量信息（一戶(hù)多證情況為各證許可量之和），如前者大于后者即判斷為戶(hù)疑似存在超許可取水行為。對(duì)區(qū)域的監(jiān)管，按照“行政區(qū)域內(nèi)批準(zhǔn)取水的總水量，不得超過(guò)流域管理機(jī)構(gòu)或者上一級(jí)水行政主管部門(mén)下達(dá)的可供本行政區(qū)域取用的水量”的規(guī)定[18]，技術(shù)路線(xiàn)為從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取被評(píng)價(jià)區(qū)域從河道內(nèi)和地下直接取水的取用水戶(hù)（數(shù)據(jù)庫(kù)中被標(biāo)識(shí)為無(wú)多級(jí)取水關(guān)系的取水戶(hù)）的許可水量總量信息，比對(duì)區(qū)域用水總量指標(biāo)，如前者大于后者即判斷為區(qū)域疑似存在超限審批違規(guī)行為。

4.2.2 超計(jì)劃監(jiān)管產(chǎn)品

對(duì)于具有一定規(guī)模量以上的取用水戶(hù)，按有關(guān)要求填報(bào)取水計(jì)劃，監(jiān)管產(chǎn)品同樣分為戶(hù)、區(qū)域 2 種監(jiān)管數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)產(chǎn)品。對(duì)戶(hù)的監(jiān)管，技術(shù)路線(xiàn)為從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取被評(píng)價(jià)取用水戶(hù)計(jì)量水量或監(jiān)控水量月、年度總量信息，比對(duì)取水計(jì)劃模塊的月、年度計(jì)劃水量信息，如前者大于后者即判斷為戶(hù)疑似存在“超計(jì)劃”取水行為。對(duì)區(qū)域的監(jiān)管，技術(shù)路線(xiàn)為從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取被評(píng)價(jià)區(qū)域從河道內(nèi)和地下直接取水的取用水戶(hù)（數(shù)據(jù)庫(kù)中被標(biāo)識(shí)為無(wú)多級(jí)取水關(guān)系的取水戶(hù)）月、年度計(jì)量水量總量信息，比對(duì)取水計(jì)劃模塊上報(bào)的月、年度區(qū)域總量指標(biāo)，如前者大于后者即判斷為區(qū)域疑似存在超計(jì)劃取水行為。

4.2.3 超管控監(jiān)管產(chǎn)品

對(duì)于已明確地下水取用水量管控指標(biāo)的13個(gè)省，評(píng)價(jià)區(qū)域監(jiān)管產(chǎn)品，技術(shù)路線(xiàn)為從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取該區(qū)域各取水水源為地下水的取用水戶(hù)計(jì)量水量或監(jiān)控地下水量年度總量信息，比對(duì)該區(qū)域地下水取用水量管控指標(biāo)，如前者大于后者即判斷為區(qū)域疑似存在超管控取水行為。

4.2.4 無(wú)證監(jiān)管產(chǎn)品

對(duì)于取用水戶(hù)無(wú)證取水監(jiān)管產(chǎn)品，技術(shù)路線(xiàn)為從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取用水統(tǒng)計(jì)模塊取用水戶(hù)相關(guān)信息，以區(qū)域?yàn)閱卧葘?duì)取用水證照模塊總數(shù)、基礎(chǔ)信息等，對(duì)于在取水證照模塊中未能溯源的取用水戶(hù)和取水口信息，判斷為疑似無(wú)證取水行為。

4.2.5 無(wú)計(jì)量監(jiān)管產(chǎn)品

對(duì)于取用水戶(hù)無(wú)計(jì)量取水監(jiān)管產(chǎn)品，技術(shù)路線(xiàn)為從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取用水統(tǒng)計(jì)模塊取用水戶(hù)水量信息，以及取用水計(jì)量模塊水量信息，比對(duì)兩者水量信息，對(duì)于在用水統(tǒng)計(jì)模塊中存在統(tǒng)計(jì)水量信息，而在取用水計(jì)量模塊中未能溯源到對(duì)應(yīng)取用水戶(hù)的計(jì)量水量信息，判斷為疑似無(wú)計(jì)量取水行為。

4.2.6 水量不實(shí)監(jiān)管產(chǎn)品

對(duì)于取用水戶(hù)計(jì)稅水量監(jiān)管產(chǎn)品，技術(shù)路線(xiàn)為從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取取用水稅模塊季度、年度水量信息，比對(duì)用水統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)水量信息，以及水量監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)水量信息，對(duì)于水量信息數(shù)據(jù)不一致的，形成問(wèn)題清單發(fā)至各省重新核對(duì)數(shù)據(jù)；如核對(duì)后計(jì)稅水量明顯低于統(tǒng)計(jì)或監(jiān)測(cè)水量的，判斷為疑似水量不實(shí)行為。

4.3 管控一張圖

全國(guó)取用水平臺(tái)與水利一張圖對(duì)接，提高監(jiān)管數(shù)據(jù)可視化水平，提升智慧監(jiān)管能力?；谌珖?guó)取用水平臺(tái)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)管產(chǎn)品的業(yè)務(wù)規(guī)則，匯集取用水戶(hù)、取水口（地表、地下）取用水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、取水許可電子證照、用水名錄、計(jì)量設(shè)施、水量等各類(lèi)基礎(chǔ)信息，以及 6 類(lèi)監(jiān)管產(chǎn)品成果信息，分區(qū)域、時(shí)間進(jìn)行展示，形成直觀(guān)明晰的取用水管控一張圖。

5 結(jié)語(yǔ)

全國(guó)取用水平臺(tái)整合是加強(qiáng)取用水管理、嚴(yán)格水資源源頭管控、強(qiáng)化水資源剛性約束的一項(xiàng)重要考核任務(wù)。目前正在積極推進(jìn)水利部部本級(jí)平臺(tái)建設(shè)和與省級(jí)平臺(tái)的對(duì)接工作。本研究以知識(shí)圖譜技術(shù)手段，探索涉及水資源管理的多系統(tǒng)整合、數(shù)據(jù)融合，挖掘各系統(tǒng)業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，將分散和獨(dú)立的信息系統(tǒng)整合為一個(gè)互聯(lián)互通、業(yè)務(wù)協(xié)同、信息共享的大系統(tǒng)，全面提升取用水監(jiān)管、智慧監(jiān)管能力，將為實(shí)現(xiàn)取用水管理“四預(yù)”，實(shí)施水資源剛性約束制度，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。