基于現(xiàn)代信息技術的水文檔案高效管理探析

摘要：為了提升水文檔案管理水平和利用效率，研究現(xiàn)代信息技術在水文檔案管理中的應用，探討了水文檔案管理現(xiàn)狀及存在的問題，分析了數(shù)據(jù)庫技術、地理信息系統(tǒng)技術、云計算技術、大數(shù)據(jù)分析技術在水文檔案管理中的作用，以長江水利委員會水文局檔案管理為例，研討了基于現(xiàn)代信息技術的水文檔案管理方式及水文檔案管理面臨的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展趨勢。研究成果可為水文檔案管理創(chuàng)新提供參考。

關鍵詞：水文檔案； 現(xiàn)代信息技術； 高效管理

中圖法分類號：P33

文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.S1.021

文章編號：1006-0081（2024）S1-0079-04

0 引 言

水文檔案是水利單位和個人在從事水文測驗、水環(huán)境監(jiān)測、河道測繪、水文氣象預報、水文水資源分析與開發(fā)、水文自動測報、網絡信息建設、水利科學研究、基本建設、行政管理、黨務管理、財務管理、工程管理、科技管理、學術交流、外事活動等工作中形成的，具有保存價值和歷史查考憑證作用的紙質文件、電子文件、聲像資料等不同形式的歷史記錄［1］。水文檔案是國家重要的基礎信息資源之一，被廣泛應用于防汛抗旱、水工程規(guī)劃設計、水資源管理與開發(fā)利用、水環(huán)境保護、水科學研究及其他國民經濟建設中，為水利和國民經濟建設與發(fā)展提供科學決策依據(jù)［2］。隨著社會發(fā)展，人們對水文檔案信息的需求日益增長，水文檔案管理必須實現(xiàn)規(guī)范化、科學化、高效管理。

水文檔案具有3個顯著特點，分別是區(qū)域性、統(tǒng)一性和時間性［3］。區(qū)域性特點指水文檔案往往按照地區(qū)進行劃分；統(tǒng)一性與區(qū)域性相對應，指水文檔案能夠實現(xiàn)全國共享且具有統(tǒng)一的管理形式；時間性指水文檔案需要準確記錄水文信息的時間［3-4］。水文檔案種類、數(shù)量眾多，以長江水利委員會水文局水文檔案為例，包括水文測驗、測繪、水環(huán)境、水資源、水文氣象預報、科研、綜合等類別，平均每年超7 500卷［5］。水文檔案的重要性決定了檔案的高使用率。然而，由于水文檔案的特點以及管理技術的限制和資源約束，水文檔案管理存在數(shù)據(jù)更新慢、查詢效率低、資料易損毀、難以共享和使用效率低等問題。

數(shù)據(jù)庫技術、地理信息系統(tǒng)（GIS）、云計算、大數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代信息技術的發(fā)展，促進了數(shù)據(jù)處理、分析、檢索能力的提升，增強信息共享的便捷性以及決策支持的科學性，能夠加大推動水文檔案管理向數(shù)字化、智能化和網絡化方向轉型。因此，探究現(xiàn)代信息技術與水文檔案高效管理的結合，對于提升水文檔案管理水平和利用效率具有重要意義，可以幫助構建更為精細、智能、高效的水文信息服務體系。

1 傳統(tǒng)管理方式存在的問題

1.1 管理效率低

為保證水文檔案的可靠性、準確性、規(guī)范性，以水文測驗類檔案為例，檔案信息從收集、制作、校審、整編、審查到歸檔全過程均有嚴格的規(guī)定。從格式的調整，封面、責任頁的制作，內容的打印，頁碼的編寫到資料的移交，檔案的登記保存等需經過系列規(guī)范的流程。由于測驗資料線多面廣、時間序列長、種類多，歸檔過程涉及不同部門、不同地區(qū)的眾多人員，要形成規(guī)范統(tǒng)一的檔案資料，需要經過系列統(tǒng)一培訓，反復修改審查，從制作到歸檔完成需要經過較長時間，管理效率低且不能保證資料的時效性。

1.2 使用效率低

水文檔案的利用通常需要長序列多要素多站點的信息，以分析河床演變?yōu)槔璨樵兌鄠€斷面的水位過程、流量過程、輸沙過程、含沙量過程、斷面數(shù)據(jù)、懸移質顆粒級配成果、河床質顆粒級配成果等信息，可能需要翻閱上百本紙質檔案，通過資料的查找、翻閱、抄錄轉化為需要的系列水文數(shù)據(jù)，然后根據(jù)使用需求計算才能得到最終需要的數(shù)據(jù)。過程中還會存在數(shù)據(jù)抄錄錯誤、需求資料被借走等情況，導致無法一次性完成資料的收集。為解決水文檔案高利用率需求與低查詢效率之間的矛盾，必須提高水文檔案管理水平。

1.3 檢索查詢不方便

紙質水文檔案根據(jù)歸檔時形成的電腦目錄進行檢索，以長江水利委員會水文局為例，平均每年超過7 500卷資料，以10 a的資料計算，從7.5萬卷資料中檢索出100冊資料，需要耗費大量的時間，且中間還存在檔案管理人員更換、交接，新的管理員對歷史檔案不夠熟悉等人為因素。

2 現(xiàn)代信息技術在水文檔案管理中的應用

2.1 數(shù)據(jù)庫技術

數(shù)據(jù)庫技術作為信息存儲與管理的核心工具，在20世紀60年代首次出現(xiàn)，至今已有數(shù)十年的歷史。近幾年，現(xiàn)代網絡科技蓬勃演進，數(shù)據(jù)庫在理論架構和實際應用發(fā)展上都有很大進展［6］。在水文檔案管理過程中，存在無法在短時間內處理大量信息數(shù)據(jù)的問題，在引進大數(shù)據(jù)技術后，可對海量資料進行快速整合和分析，為管理者提供有效的決策支持［7］。數(shù)據(jù)庫技術構建了一個集中化、高容量的數(shù)據(jù)存儲中樞，能夠有效地收納海量數(shù)據(jù)及相關元信息，并通過標準化的結構化查詢語言，高效便捷地進行數(shù)據(jù)檢索、更新和維護。此外，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)憑借先進的數(shù)據(jù)管理機制，不僅能夠保證數(shù)據(jù)的安全備份和即時恢復，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性，而且能嚴格把控安全防護措施，降低數(shù)據(jù)丟失或被非法篡改的風險。數(shù)據(jù)庫作為水文檔案信息化管理的基石，有力支撐了水文檔案信息的快速檢索、自動化統(tǒng)計、多維度分析以及深層挖掘等能力，從而全面提升水文檔案管理水平。

2.2 地理信息系統(tǒng)技術

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種強大的信息技術手段，用于捕捉、存儲、分析和視覺呈現(xiàn)所有類型的地理數(shù)據(jù)。GIS技術提供了空間數(shù)據(jù)處理和分析的能力，被廣泛應用于流域地形特征解析、洪水風險評估、水資源分布的映射等方面。在水文檔案管理中，GIS技術能夠很好地與水文檔案區(qū)域性特點相結合，幫助資料管理者和使用者直觀、立體地查看水文檔案在地理空間上的分布，從而優(yōu)化水文檔案管理流程，提升數(shù)據(jù)檢索效率。

2.3 云計算技術

云計算技術提供了一種靈活、可擴展的資源和服務交付模式，它允許用戶通過網絡訪問共享的計算資源池（如計算能力、存儲、應用程序和服務）。傳統(tǒng)的檔案電子化存儲常常面臨空間受限、數(shù)據(jù)安全隱患等諸多問題，而云計算憑借其規(guī)模、彈性的存儲能力，可以依據(jù)業(yè)務需求實時靈活地調整存儲容量，確保檔案長期安全保存。同時，云計算技術提供高級的數(shù)據(jù)加密技術和安全防護措施，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程安全存儲、冗余備份及災備恢復機制，以保障數(shù)據(jù)的安全性，有效抵御硬件故障、數(shù)據(jù)遺失等風險，維持檔案數(shù)據(jù)的完整性與可用性。此外，云計算技術的并行處理能力和大數(shù)據(jù)分析功能對于處理龐雜的水文檔案信息集合具有顯著價值，可以支撐復雜的模擬運算、大規(guī)模數(shù)據(jù)分析任務，有力推動水文檔案信息深度挖掘和高效利用進程。

2.4 大數(shù)據(jù)分析技術

大數(shù)據(jù)分析技術專精于從規(guī)模龐大且多元異構的數(shù)據(jù)集中提取價值信息。大數(shù)據(jù)分析還可以助力辨識數(shù)據(jù)中的異常值，從而提高數(shù)據(jù)質量，分析水文檔案使用需求規(guī)律，探析水文周期模式，預測極端天氣事件發(fā)生概率與影響，以及評估氣候變化對水資源的影響，更好地理解和揭示水資源長期演變趨勢，并據(jù)此制定科學的管理策略。此外，隨著機器學習和人工智能技術的持續(xù)發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析將在水文檔案管理中實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動決策等能力，發(fā)揮更大的作用。

3 水文檔案高效管理的實現(xiàn)

以長江水利委員會水文局為例，對水文檔案高效管理的實現(xiàn)進行探討。長江水利委員會水文局近年來在水文檔案高效、智能管理上做了系列探索，以整體智治、數(shù)字賦能為目的，按照集中搭建、共享應用的模式建設了長江水文數(shù)智檔案管理平臺，通過統(tǒng)一業(yè)務標準、統(tǒng)一技術接口、統(tǒng)一匯總平臺推進檔案全流程智能管理，形成“一總庫、兩中心、三平臺”的總體架構，總體架構見圖1，平臺結構見圖2。

“一個總庫”指檔案數(shù)字資源庫，是推動檔案資源數(shù)字化、實現(xiàn)數(shù)智管理的基礎?！皟蓚€中心”指數(shù)據(jù)中心和業(yè)務中心，是構筑數(shù)智檔案管理的雙驅動引領?！叭齻€平臺”即歸檔交換平臺、資源管理平臺和資源利用平臺，平臺運用大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、物聯(lián)網等新技術，加快深入挖掘檔案資源和檔案管理數(shù)智化轉型［8］。

3.1 水文檔案數(shù)字化

檔案數(shù)字資源庫下設檔案接收庫、檔案管理庫、檔案利用庫、檔案長期保存庫等子庫，這些子庫構成了提升水文檔案信息管理與使用效能的基礎。以水文測驗類檔案信息化為例，長江水利委員會水文局自使用南方片整編軟件后，水文資料整編成果可直接存儲在基礎水文數(shù)據(jù)庫中［9］，且已完成了歷史水文資料的數(shù)字化存儲工作，實現(xiàn)了水文數(shù)據(jù)的“測算報整匯”平臺的一體化管理新模式。在此基礎上，可直接通過業(yè)務平臺對水文數(shù)據(jù)進行歸檔入庫，提高水文數(shù)據(jù)歸檔時效性，為水文檔案高效管理、精準統(tǒng)計、深度數(shù)據(jù)挖掘等提供強有力的技術支撐和數(shù)據(jù)基礎。

3.2 歸檔資料規(guī)范化

長江水利委員會水文局目前采用紙質檔案和電子文件“雙套制”收集與管理模式，以提高紙質檔案的歸檔效率?；跀?shù)據(jù)庫技術，開發(fā)歸檔成果自動編制應用系統(tǒng)，通過系統(tǒng)生成規(guī)范、統(tǒng)一的紙質歸檔資料。系統(tǒng)可根據(jù)需求對封面、責任表及成果表項進行定制配置，完成配置后自動生成標準的PDF版歸檔資料，可下載后進行打?。▓D3）。該方式既能夠確保水文檔案規(guī)范性、數(shù)據(jù)統(tǒng)一性，又能夠大幅提高紙質資料和電子資料的歸檔效率，實現(xiàn)歸檔作業(yè)的標準化、自動化和高效化運作。

3.3 檔案應用高效化

長江水文數(shù)智檔案管理平臺運用大數(shù)據(jù)技術、GIS、人工智能等新技術，推進水文檔案信息的高度自動化、精細化管理和深度智能分析，快速實現(xiàn)水文檔案信息多維度分類、高速檢索、精確統(tǒng)計以及智能化分析（圖4）。水文檔案信息能夠按水文監(jiān)測站點的空間分布情況以直觀地圖可視化形式呈現(xiàn)，借助畫圖選取的方式快速選取特定區(qū)域的站點資料。以水文監(jiān)測信息為例，針對每個水文監(jiān)測站點均能夠迅速選取站點資料年份、表項并能完成多年平均值、年特征值、旬月年值的自動統(tǒng)計及輸出，基于大數(shù)據(jù)分析技術還可進一步提高數(shù)據(jù)的應用效率，深度挖掘數(shù)據(jù)價值。

4 挑戰(zhàn)與展望

4.1 水文檔案管理面臨的挑戰(zhàn)

盡管現(xiàn)代信息技術為水文檔案管理帶來了諸多便利，但在實際應用過程中仍然面臨著一系列挑戰(zhàn)：① 水文檔案的急劇增加對存儲和處理能力的要求高；② 檔案的安全性和隱私保護問題日益突出，尤其是在云計算和大數(shù)據(jù)環(huán)境下，需重點思考怎樣更好地保證水文數(shù)據(jù)的安全性；③ 網絡與信息化技術快速迭代，給現(xiàn)有系統(tǒng)的運維和升級帶來挑戰(zhàn)；④ 跨機構和跨地區(qū)的數(shù)據(jù)共享與協(xié)作機制尚不完善，影響了水文檔案的高效利用；⑤ 專業(yè)人才的缺乏也是制約水文檔案管理現(xiàn)代化的一個重要因素。

4.2 現(xiàn)代信息技術帶來的新機遇

現(xiàn)代信息技術亦為水文檔案管理帶來了新的機遇。例如，云存儲和高性能計算技術的發(fā)展有望解決大數(shù)據(jù)存儲和處理的壓力問題；區(qū)塊鏈技術可能為數(shù)據(jù)安全提供新的解決方案；人工智能和機器學習技術的應用可以提升數(shù)據(jù)的自動化分析和智能化解讀水平。此外，開放數(shù)據(jù)政策的推廣有助于促進數(shù)據(jù)的共享和再利用，充分釋放數(shù)據(jù)價值。這些技術的發(fā)展不僅能夠提升水文檔案管理的工作效率和實施效果，還能推動相關科學研究和決策支持的進步。

4.3 未來發(fā)展趨勢

水文檔案管理將朝著更加智能化、自動化和網絡化的方向發(fā)展，預計將在各個水文監(jiān)測點廣泛布設更多的智能傳感器，實時收集高質量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。同時，依托云計算和大數(shù)據(jù)的分析平臺將成為常態(tài)配置，為決策者提供更加精準的趨勢預測與決策依據(jù)。隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展，水文監(jiān)測設備將更加智能化，能夠自我監(jiān)控、診斷和維護。在數(shù)據(jù)共享方面，預計將形成更加開放和協(xié)同的環(huán)境，促進跨學科和跨領域的合作。

5 結論與建議

5.1 結 論

本文探討了現(xiàn)代信息技術在水文檔案高效管理中的應用及其效果。研究表明，數(shù)據(jù)庫技術、GIS、云計算和大數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代信息技術的應用顯著提高了水文檔案管理的效率。這些技術不僅優(yōu)化了數(shù)據(jù)的存儲、檢索和分析過程，而且增強了數(shù)據(jù)的可視化表達和決策支持能力。然而，信息技術的快速發(fā)展也帶來了新挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)安全保障、系統(tǒng)集成的兼容、協(xié)同與運維和人才培養(yǎng)問題等。

5.2 建 議

（1） 加強水文檔案管理規(guī)范的制定和執(zhí)行，確保數(shù)據(jù)的標準化和一致性。

（2） 推進現(xiàn)代信息技術在水文檔案管理中的廣泛應用，尤其是數(shù)據(jù)庫、GIS、云計算和大數(shù)據(jù)技術。

（3） 建立健全數(shù)據(jù)安全機制，采用加密、備份等措施保障數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

（4） 促進跨部門、跨地區(qū)的數(shù)據(jù)共享與合作，打破信息孤島，提高數(shù)據(jù)的利用效率。

（5） 加強專業(yè)人才的培養(yǎng)和引進，提升水文檔案管理人員的技術能力和專業(yè)水平。

（6） 鼓勵技術創(chuàng)新和研發(fā)，探索人工智能、區(qū)塊鏈等新技術在水文檔案管理中的應用潛力。

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