基于數(shù)據(jù)資源池的河南省智慧水土保持數(shù)據(jù)管理模式

馬松增，尚鐘睿，馬法珍

（1.河南省水土保持監(jiān)測總站，河南鄭州 450008；2.河南省開封水文水資源測報分中心，河南開封 475000；3.河南省豫東水利保障中心，河南開封 475000）

1 河南省水土保持數(shù)據(jù)資源現(xiàn)狀

1.1 數(shù)據(jù)資源現(xiàn)狀

1.1.1 水土保持基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)

DOM數(shù)據(jù)。主要包含全省范圍不同歷史時期的2、30 m分辨率衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)。

DEM數(shù)據(jù)。主要包含全省范圍30 m格網(wǎng)大小的數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)。

矢量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要包含全省水土保持一張圖中的河流水系、小流域劃分、行政區(qū)劃、土地利用、植被蓋度、水土保持區(qū)劃等矢量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.1.2 水土保持監(jiān)督管理數(shù)據(jù)

生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持方案數(shù)據(jù)。主要包含生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持方案特性、水土流失防治責任范圍與分區(qū)、行政許可數(shù)據(jù)。

水土保持實施過程和監(jiān)督執(zhí)法數(shù)據(jù)。主要包含生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持方案落實情況、監(jiān)測監(jiān)理、監(jiān)督檢查、監(jiān)督執(zhí)法等數(shù)據(jù)。

水土保持設(shè)施驗收數(shù)據(jù)。主要包含水土保持設(shè)施驗收鑒定書、驗收報備與核查等數(shù)據(jù)。

1.1.3 水土流失綜合治理數(shù)據(jù)

水土流失綜合治理重點工程基本情況數(shù)據(jù)。主要包含小流域水土流失綜合治理、坡耕地水土流失綜合治理工程、新建和除險加固淤地壩等水土流失綜合治理重點工程的前期管理、項目實施方案、項目管理實施、項目驗收等各項填報數(shù)據(jù)。

水土流失綜合治理重點工程調(diào)度數(shù)據(jù)。主要包含各類水土流失綜合治理工程的月（周）施工進度、資金進度等工程調(diào)度數(shù)據(jù)。

淤地壩信息管理數(shù)據(jù)。主要包含大中型以上淤地壩的基本特性、安全度汛“三個責任人”、防汛預案、安全監(jiān)測、照片、視頻接入等數(shù)據(jù)。

1.1.4 水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)

監(jiān)測站點基本信息及觀測數(shù)據(jù)。主要包含監(jiān)測站點分布、名稱、類型、邊界、觀測設(shè)施設(shè)備、基本情況、視頻接入等數(shù)據(jù)，以及各類站點的觀測成果數(shù)據(jù)。

水土流失動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)。主要包含開展水土流失動態(tài)監(jiān)測所獲取的植被覆蓋度數(shù)據(jù)、水土保持措施數(shù)據(jù)，以及通過開展動態(tài)監(jiān)測所獲取的土壤侵蝕因子、侵蝕強度、侵蝕面積等監(jiān)測成果數(shù)據(jù)。

1.1.5 水土保持規(guī)劃及實施情況考核評估數(shù)據(jù)

水土保持規(guī)劃數(shù)據(jù)。主要包含省、市、縣各級水土保持規(guī)劃數(shù)據(jù)和專項規(guī)劃數(shù)據(jù)，以及省市縣各級水土保持重點區(qū)域的矢量邊界數(shù)據(jù)。

水土保持規(guī)劃實施情況考核評估數(shù)據(jù)。主要包含水土保持規(guī)劃考核指標數(shù)據(jù)、規(guī)劃考核市級自評估數(shù)據(jù)、省級水土保持規(guī)劃考核評估結(jié)果及相關(guān)文件等。

1.1.6 水土保持示范創(chuàng)建管理數(shù)據(jù)

主要包含國家級水土保持科技示范園、國家級水土保持示范縣、國家級水土保持生態(tài)清潔小流域、省級水土保持生態(tài)清潔小流域、省級水土保持示范村等水土保持示范創(chuàng)建工程的管理數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

河南省水土保持信息管理平臺依托省政務云、政務外網(wǎng)、防汛專網(wǎng)等，建成了水土保持預防監(jiān)督、監(jiān)測評價、綜合治理、規(guī)劃考核評估、水土流失預報、業(yè)務服務等六個系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，對各類水土保持業(yè)務數(shù)據(jù)實行標準化管理，初步實現(xiàn)了數(shù)據(jù)集中管理、省市縣水土保持部門協(xié)同的格局，提升了全省水土保持管理、決策和服務水平。截至2023年底，省級平臺管理的水土保持數(shù)據(jù)量達到近1TB。

1.3 存在問題與差距

①數(shù)據(jù)資源體系不完整?；A(chǔ)數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式多為二維模式，缺乏三維或多維度、高精度數(shù)據(jù)；水土保持常用到的土地利用、植被蓋度、數(shù)字高程模型、生態(tài)功能區(qū)、水土保持規(guī)劃等公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新滯后或缺項；存在數(shù)據(jù)源多元化，數(shù)字化基礎(chǔ)不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)標準不一致，歷史數(shù)據(jù)不規(guī)范，現(xiàn)有數(shù)據(jù)未整合等問題。②數(shù)據(jù)交換共享機制不完善。內(nèi)部數(shù)據(jù)資源整合程度不高，業(yè)務數(shù)據(jù)“條塊分割”“相互封閉”，制約了整體效益發(fā)揮；行業(yè)內(nèi)、部門間數(shù)據(jù)共享互通機制不夠順暢，數(shù)據(jù)交換接口與水利部、流域委、省發(fā)改委、規(guī)劃計劃等部門不匹配，未實現(xiàn)有效銜接與數(shù)據(jù)交互。③數(shù)據(jù)支撐決策能力有待提升。當前省級平臺應用主要以業(yè)務管理為主，先進信息技術(shù)和業(yè)務融合不深入，不能全流程支撐業(yè)務工作，綜合分析、預測預報和決策支持能力弱。一方面，數(shù)據(jù)按需調(diào)用分析、輔助決策能力不足，大多數(shù)據(jù)停留在分散、堆砌的原始狀態(tài)，深度分析數(shù)據(jù)不足，不能有效滿足水土保持業(yè)務管理和輔助決策；另一方面，部分數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)質(zhì)量的原因，或者人工產(chǎn)生數(shù)據(jù)本身的局限性，無法智能提取有效信息進行可靠分析。④基礎(chǔ)保障措施薄弱。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制體系不完整；涉及水土保持數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)慕M織體系和規(guī)章制度尚不完善，專業(yè)人才隊伍和資金保障偏弱。

2 數(shù)據(jù)資源池

2.1 數(shù)據(jù)資源整合

基于智慧水利數(shù)字孿生流域多維多尺度時空數(shù)據(jù)模型，對水土保持基礎(chǔ)、專題和共享等數(shù)據(jù)進行整合，實現(xiàn)水土保持數(shù)據(jù)空間、時間、屬性、關(guān)系和元數(shù)據(jù)的一體化管理，統(tǒng)一對象編碼，統(tǒng)一數(shù)據(jù)字典，同時編制水土保持數(shù)據(jù)資源目錄，為各類水土保持業(yè)務應用提供規(guī)范、權(quán)威和高效的數(shù)據(jù)支撐。

通過整合利用已有的基礎(chǔ)設(shè)施資源，擴充計算存儲能力，充分依托政務云的云數(shù)據(jù)存儲體系架構(gòu)，優(yōu)化提升計算存儲軟硬件環(huán)境，開發(fā)“標準化、模塊化、云服務”水土保持數(shù)據(jù)資源池數(shù)據(jù)調(diào)用、共享和交換接口，統(tǒng)一門戶，統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換，統(tǒng)一共享調(diào)用服務，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源聚合、持續(xù)更新的水土保持數(shù)據(jù)支撐。

2.2 數(shù)據(jù)基準

①數(shù)據(jù)基準采用北京時間，CGCS2000 國家大地坐標系，1985 國家高程基準。②依據(jù)水土保持數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)類型，采用相應的數(shù)據(jù)整合技術(shù)方案。③矢量數(shù)據(jù)。包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩方面的整合，首先對獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式、數(shù)據(jù)組織方式、坐標系、地圖投影等，然后對各個專題數(shù)據(jù)的分類分級標準統(tǒng)一以及拓撲關(guān)系處理等，最終形成各專題數(shù)據(jù)。④柵格數(shù)據(jù)。主要是統(tǒng)一格式、坐標、投影信息，確認空間位置，形成最終專題數(shù)據(jù)。⑤文本數(shù)據(jù)。補充各類文本數(shù)據(jù)的屬性信息，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和要求，形成各專題數(shù)據(jù)。

2.3 水土保持數(shù)據(jù)資源目錄

水土保持數(shù)據(jù)資源目錄是規(guī)范和促進水土保持數(shù)據(jù)資源共享開放，明確信息資源共享與更新責任，推進信息資源安全利用，充分發(fā)揮水土保持數(shù)據(jù)資源賦能水土保持行業(yè)發(fā)展的有效方式。按照水利數(shù)據(jù)目錄服務規(guī)范對水土保持數(shù)據(jù)資源進行梳理整合，建立各項水土保持業(yè)務與數(shù)據(jù)資源之間的映射關(guān)系，編制統(tǒng)一規(guī)范、定期更新的水土保持數(shù)據(jù)資源目錄，是推動水土保持數(shù)據(jù)資源共享開發(fā)的公共性基礎(chǔ)工作。

3 數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)服務

3.1 數(shù)據(jù)匯聚

數(shù)據(jù)匯入水土保持數(shù)據(jù)資源池后，對其進行編碼、標識、存儲、應用，形成重要的水土保持數(shù)據(jù)資源。

3.2 數(shù)據(jù)交互

通過多種數(shù)據(jù)導入方式，將分散在不同設(shè)備、文件服務器、采集前端中的數(shù)據(jù)流量進行集中存儲與管理，打通數(shù)據(jù)孤島，幫助用戶提升全局數(shù)據(jù)協(xié)同分析能力。

3.3 數(shù)據(jù)共享

依據(jù)一數(shù)一源、一數(shù)一責、統(tǒng)一標準、注重安全、應用共享的原則，規(guī)范水土保持數(shù)據(jù)上報、更新、審核、傳輸、共享與交換應用的全過程管理。通過智慧水土保持數(shù)據(jù)資源池的數(shù)據(jù)交換功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享交換與應用。

3.4 數(shù)據(jù)挖掘

運用統(tǒng)計學、智能學習、經(jīng)驗法則、模式識別等方法從數(shù)據(jù)資源池中發(fā)現(xiàn)物理水保全要素數(shù)據(jù)間關(guān)系、總結(jié)水保活動和水土流失規(guī)律或預測其發(fā)展趨勢，通過圖像、圖表、視頻等方式展現(xiàn)，包括描述性、診斷性、預測性和因果性分析等功能。

3.5 數(shù)據(jù)服務

依托水土保持數(shù)據(jù)資源池，實現(xiàn)各類水土保持業(yè)務流數(shù)據(jù)在各級水利部門間的上報、審核、共享，以及與其他行業(yè)之間的互聯(lián)互通。包括數(shù)據(jù)資源目錄服務、地圖調(diào)用服務、數(shù)據(jù)交換共享服務、數(shù)據(jù)管控服務、數(shù)據(jù)應用定制服務等。

4 結(jié)論

數(shù)據(jù)資源池建設(shè)是一項長期性工作，要重點考慮幾個方面問題：一是強化數(shù)據(jù)資源池總體設(shè)計；二是加強數(shù)據(jù)來源建設(shè)；三是重視數(shù)據(jù)資源整合與組織；四是注重數(shù)據(jù)資源更新；五是突出數(shù)據(jù)服務；六是制定數(shù)據(jù)管理規(guī)則。通過長期的數(shù)據(jù)積累與建設(shè)，逐步形成規(guī)范、有序、智能的水土保持數(shù)據(jù)管理模式，從而為智慧水土保持建設(shè)提供關(guān)鍵核心和應用基礎(chǔ)。