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加快黄河水文信息化建设的思路和建议

陈银太

发布时间:2018年05月15日 08:36:00

香港赛马会 www.2g4t.com.cn   黄河水文信息化是防汛抗旱指挥科学决策的关键要素、战胜突发性自然灾害的有力武器、水文事业改革与发展的重要基础?;坪铀牟獗芰μ嵘荚谌嫣岣呋坪铀牟獗际?、管理和服务能力。提高“三个能力”,实现水文要素监测和上报的自动化是基础,完成水文信息化建设是关键。近几十年来,水文信息化建设做了大量工作,同时也出现了一些新问题。

黄河水文信息化现状

  目前,信息技术在水文测验、数据处理、数据存储、水文过程建模及预测预报、水文应急监测、水文科技研究开发和水文行业事务管理等方面得到大量应用,基本实现了黄河水文的“数字化”,水文信息化在支撑水文事业发展方面起到了引领并支撑创新的重要作用。信息技术的广泛应用从根本上改善了黄河水文工作的整体技术条件,装备和业务能力得到大幅提升,并为改革水文测验方式、增强水文信息服务能力和扩展服务领域提供了基础。

  在信息采集及上报环节,降水、蒸发、水位、水温在大部分站已经具备了在线监测、实时传输的监测手段。流量信息采用ADCP、微波等技术,实现一定条件下的在线监测和实时传输。但是含沙量测验在线监测还处于初步试验阶段,也是信息采集信息化自动化的制约因素。

  信息网络方面,水文报汛采用GSM、互联网、卫星等多种现代通信方式结合的方式。水文局广域网络已经建成,通信速率为2~6Mbps?;坪铀樾畔⒔换幌低惩度朐诵?,水情信息的传输和共享从文件方式过渡到了数据库层面,实现了和黄河流域各水情机构数据库中的水情信息交换。

  数据库平台的现状是黄委水文局机关现有的大型数据库主要有实时水情数据库、历史水文数据库、水库河道数据库、气象数据库等。此外各行政管理部分也先后建立了财务、计划规划、劳动人事等管理数据库。各基层局建立了部分设备管理、档案管理、测站信息管理和其他专业数据库。

  已建成的主要应用服务系统有气象综合业务系统、洪水预报系统、径流预报系统、水文综合办公系统、异地会商系统。气象综合业务系统可提供实时雨情信息、云图信息、雷达回波、热带气旋、传真图等气象信息以及预报产品的查询,利用气象信息分析当前的天气形势以及未来的发展趋势。洪水预报系统有黄河洪水预报系统、小花间分布式水文模型预报系统、渭河分布式水文模型预报系统、基于人工神经网络的黄河下游洪水智能预报系统、以及引进的美国可视化河流预报系统和欧洲水文气象洪水预报系统,其中黄河洪水预报系统是黄河最主要和最常用的洪水预报系统,覆盖范围为黄河上中下游干支流重点河段。径流预报系统实现径流数据统计分析、图形显示和综合处理方面的工作,基本以手工为主。水文综合办公系统是黄河水文电子政务的重要部分,以信息工作流为主要存储和处理内容的交互式现代办公自动化系统。移动办公和微信等基于移动端平台的新技术应用,优化了水文局办公管理模式。异地会商系统实现了局机关与各基层局及测绘局的连接。

水文信息化建设存在的主要问题

  1.信息网络系统不完善

  由于黄河水文点多线长面广,虽然经过长期建设,水文信息网络仍然存在缺失,黄委水文局和各基层局基本建成局域网,并实现互联互通,但勘测局和水文站大部分没有建设局域网,也没有与水文局、基层局的网络联通,水文测站的测验成果不能有效的实时应用,影响了水文测验管理和实时水文情势分析,也影响基层单位实时水情信息的共享和水文办公自动化水平。

  现有信息网络系统带宽小,通信能力不足,难以满足视频等大数据传输的需要。同时,现有网络交换机型号多样且老化严重,急需更新改造,统一规范建设。

  2.水文信息应用能力不足

  近百年来,黄河水文采集了海量的水文基础信息,除少部分录入历史水文数据库外,绝大部分没有形成电子文档纳入水文信息数据库。在水文基础研究、水文预报技术方法创新等方面,不能充分发挥历史水文数据的作用。

  在黄河水文“数字化”过程中,水文行业内部各单位、部门各自发展出来信息资源“小孤岛”和单项业务应用软件“小山头”,已经与黄河水文发展需求极不适应,也不符合国家及行业推进信息化的总体要求,并与信息技术发展与应用的趋势不一致,导致立体监测、综合服务与扁平管控等现代水文行业发展模式难以建立。

  3.水文信息服务能力不足

  数据库资料不全,存在错误数据。水文资料使用申请提交主要采用复印、传真。没有专用于水文资料服务的查询软件,多种数据格式并存,手工整理转化,效率低下且存在错误隐患。仍以提供原始数据服务为主,缺乏数据加工、统计手段,形成的水文成果少。特别是移动水文信息服务,内容不够完善,不能完全满足应急和突发水事件的需求。

水文信息化建设思路

  随着水文监测技术和信息技术的发展,黄河水文监测体系与技术的重大变革正在到来。在传统水文基本要素监测方面,自动化、智能化的感知设施设备将广泛应用。在数据传输方面,传感网(物联网)和移动宽带网将成为主要信息通道。在面要素观测方面,卫星、无人机、雷达等空间遥感技术将成为常规信息获取手段。在数据预处理(整编)与存储方面,多时空要素异构数据的汇集、处理与存储将成为水文监测体系的重要组成部分。在信息获取渠道方面,充分汇聚集成来自水利、气象、测绘、国土、环保、交通、能源等行业和社会公众的信息,将是对当前以自采为主的单一水文信息获取渠道的重大扩展。

  黄河水文信息化建设要充分应用物联网、云计算、大数据、移动应用和智慧计算等信息新技术,按照“大平台、大数据、大系统”的思路,构造标准化的全局数据资源与信息服务体系,建设一体化数据汇聚、存储、计算和管控平台,实现全局行业内业务事务处理的一体化。推进黄河水文信息化从“数字水文”向“智慧水文”跃进,提高综合应用常规数据和大数据分析技术来解决复杂水文、水资源、水环境和水生态问题的能力,才能再创黄河水文新辉煌。

  黄河水文信息化建设应以黄河“数字水文”为基础,以水文信息采集、汇聚、处理、存储和应用流程为主线,建立由“智慧水文监测网”“水文大数据平台”和“水文智库”组成的,以“感知广泛、管控智能、处理高效、服务全面、保障有力、持续发展”为特征的黄河“智慧水文体系”,全面实现黄河水文业务处理与事务管理的智慧化,全面提高信息采集能力、数据分析计算能力、管理能力和对外服务能力。

  智慧水文监测网从结构上按传感器的空间位置划分为天基监测、空基监测和陆基监测三个层面。陆基水文传感(感应)器(包括固定和移动)基于物联网形成水文信息感知网,并通过互联网或水文信息网络与分中心及监测数据中心连接??栈嗖獾乃男畔?,可以通过将其地面控制及数据接收设备接入网络或分批导入的方式获取。天基监测的水文信息,大多数据情况下通过网络共享其地面站接收的数据获得,也有少数广播下传的信息(如云图、定位数据等)可以通过在监测数据中心建立接收装置来获取。来自天基、空基和陆基的信息,汇集到监测数据中心,整合形成完整的水文监测数据集合。

  水文大数据平台是以云架构为基础建立的水文信息资源统一组织与应用支撑平台。通过建立资源目录、多级元数据(基本元数据、应用元数据、对象元数据等)和对数据进行对象化标识及按规则抽取与同步,实现资源的虚拟化组织,屏蔽数据的物理存储和结构异构。数据可按结构化、非结构化、对象化等多层次混合形式组织与存储,以满足既有业务应用、一般数据分析、大数据分析和场景分析等应用的需要,并为水文智囊提供复杂时空尺度多要素数据与分析工具。

  水文智库由多个专业智囊有机组成。各个专业智囊在大数据平台的统一支撑下,分别实现监测、预报、资源、生态和行业管理等水文业务处理及综合分析功能。通过集成各专业智囊的能力,完成综合监测与管控、水文过程预测预报、水资源形势分析、水环境水生态状态研判、专题咨询服务等复杂应用任务。

加快水文信息化建设的建议

  1.健全组织机构,完善规章制度。制定和完善符合黄河水文实际的水文信息化建设的相关政策和规章制度,使水文信息化建设做到有章可循。如建立信息化项目建设会审备案制度,无论何类项目和资金来源,应经黄委水文局信息化主管部门专题审定并完成相关协调后才能实施。建成的系统应经水文局信息化部门认定后方能正式投产,以保证标准统一和资源共享,不建设完全独立的系统,不形成新的资源孤岛。

  2.完善推进机制,合理划分事权。由于信息化建设涉及到水文局机关各部门、各局属单位、勘测局和测站,站网、测验、整编、预报、河道、水资源、网信、科研等业务口和办公、人劳、规计、财务等各个管理事务口,必须建立有效的顶层协调机制,明确划分事权,将各方面的工作与信息化推进紧密结合,形成全局信息化建设“一盘棋”,才能有效避免低水平重复建设。

  3.把握业务需求,统一应用系统。要深刻理解和把握业务需求,一方面要透过纷繁复杂的业务表象挖掘出业务的深层本质规律,另一个方面要能够将深层本质规律转换成计算机需求分析语言,以便正确进行程序编码。

  4.积极筹措资金,加快建设步伐??朔?,积极筹措资金,在黄委信息化“六个一”的支持下,突出重点,统筹安排,尽快完善信息网络,建设数据资源中心和应用服务平台,为各项业务、事务管理工作应用系统开发,打下建设基础。


发布时间:2018年05月15日 08:36:00
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