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水利信息化建設(shè)初步思考探析

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水利信息化建設(shè)初步思考探析

摘要:文中在概述國內(nèi)外有關(guān)水利事業(yè)信息化建設(shè)成果現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,綜合研究我國在進行水利信息化建設(shè)的重要意義,并對如何構(gòu)建我國水利信息化的基本框架提出了初步構(gòu)想。

關(guān)鍵詞:水利;信息化;探索

信息資源是21世紀最重要的戰(zhàn)略資源,水利數(shù)據(jù)是我國水利事業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源。要充分利用現(xiàn)代各類信息技術(shù)和手段,最大程度挖掘有關(guān)水利信息相關(guān)資源,進一步加大資源的投入,深入研究信息的廣度和深度,加快國家水利信息建設(shè)的進程,促進我國水利事業(yè)的規(guī)范化和現(xiàn)代化。經(jīng)過多年的發(fā)展,我國水利事業(yè)在信息化建設(shè)方面也取得了不少的成就,但仍存在一些重復(fù)建設(shè)、相似度高、軟件針對性不強、成本高維護難等問題。水利信息各組成部分如降水量、水環(huán)境信息等,之間不存在直接相關(guān)性。因此如何有效構(gòu)建統(tǒng)一的水利信息框架,并保證其能有效應(yīng)用于水利事業(yè)各個方面,是值得深入探討的問題。

1國內(nèi)外水利信息化建設(shè)的相關(guān)研究

1.1國內(nèi)方面

1.1.1關(guān)于水利信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究國內(nèi)研究相關(guān)成果。國內(nèi)水利信息化研究的專家學者緊跟現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)和管理技術(shù),在長斯工作中積累了豐富的理論和應(yīng)用成果。陶亮博士于2009年武漢大學博士論文《面向水利信息網(wǎng)格的混合式SOA應(yīng)用技術(shù)研究》[1]中,將水利應(yīng)用IT結(jié)構(gòu)樣式與SOA(面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu))相結(jié)合,降低了水利行業(yè)應(yīng)用之間耦合度,大大降低了水利專業(yè)和行業(yè)應(yīng)用的復(fù)雜性,易于被用戶接受和在市場上進行推廣,也進一步提高了系統(tǒng)的可靠性和工作效率。在水利行業(yè)順利應(yīng)用GRID(網(wǎng)格)與SOA(面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu))相結(jié)合技術(shù)是基于水利行業(yè)建立了面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)信息網(wǎng)格,系統(tǒng)在分布式環(huán)境下具有負載均衡和準時的特征。根據(jù)不同用戶的水利信息需求,選擇性應(yīng)用兩種不同的模式,對模式進行選擇與自由切換,這樣的系統(tǒng)構(gòu)建思路有助于解決信息復(fù)雜性和環(huán)境多變性的問題。

1.1.2“水利信息門戶”[2]模式羅軍剛在其碩士畢業(yè)論文《面向水利應(yīng)用集成的水利信息門戶的研究與應(yīng)用》[2]中設(shè)計了“水利信息門戶”[2]的模型。該模型系統(tǒng)研究了“水利信息門戶”的基本構(gòu)架組成,闡述了信息門戶在水利信息化過程中的支撐作用。該論文專門研究了實現(xiàn)門戶的兩個標準—WSRP和JSR168,利用該標準建立了一套體系結(jié)構(gòu)和核心關(guān)鍵技術(shù)。最后該研究提出了建立水利信息門戶的集成方法與途徑,對一個水利信息門戶的實例進行了案例分析。

1.1.3水利數(shù)據(jù)中心框架設(shè)計研究2011年,甘郝新等人在其論文《水利數(shù)據(jù)中心框架設(shè)計初探》[3]中對水利信息框架也有專門的論述與探討。甘等人認為,設(shè)計水利數(shù)據(jù)或信息中心應(yīng)以用戶需求為出發(fā)點,需求分析后才能進一步討論如何進行數(shù)據(jù)信息中心的搭建。數(shù)據(jù)機構(gòu)應(yīng)分部署架構(gòu)和數(shù)據(jù)機構(gòu)。部署架構(gòu)是基礎(chǔ)設(shè)施,是用于支撐數(shù)據(jù)和應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和硬軟件系統(tǒng)。應(yīng)用架構(gòu)指的是數(shù)據(jù)中心面向水利各級部門、水利各行業(yè)單位以及普通社會用戶如何及時提供服務(wù),核心是支持這些應(yīng)用所需要的技術(shù)及應(yīng)用軟件平臺。最后,作者基于這些構(gòu)架,設(shè)計出了水利數(shù)據(jù)中心的整體框架。

1.1.4其他國內(nèi)學者研究莫榮強、龔琪慧等學者提出了一種支持大數(shù)據(jù)的水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)框架[4],將大數(shù)據(jù)概念和相關(guān)技術(shù),如分布式存儲技術(shù)、實時數(shù)據(jù)處理技術(shù)和元數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于水利數(shù)據(jù)的處理中。設(shè)計出了基于大數(shù)據(jù)的水利數(shù)據(jù)中心架構(gòu),包括數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理分析和數(shù)據(jù)應(yīng)用四個層次。

1.2國外方面

1.2.1澳大利亞農(nóng)業(yè)產(chǎn)量研究機構(gòu)APSIM智能灌溉系統(tǒng)西方發(fā)達國家水利信息化程度高,APSRU(澳大利亞國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)量研究機構(gòu))對其國內(nèi)農(nóng)業(yè)亟需的灌溉技術(shù)開發(fā)出了APSIM(智能灌溉系統(tǒng))。該系統(tǒng)可以利用一組互相獨立的功能模塊,如管理、生物和環(huán)境等獨立模塊共同收集信息數(shù)據(jù),再通過引擎(通訊框架)來整合鏈接,將配水效率提高到90%。澳大利亞水利信息化程度之高可見一斑。水利信息化管理和技術(shù)成果先進。

1.2.2荷蘭政府“數(shù)字三角洲”項目荷蘭55%居民受到洪水威脅,政府投入122億美元的研究項目“數(shù)字三角洲”已順利完成。該項目利用水利系統(tǒng)所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù),尋求各種能夠發(fā)掘新型及舊有數(shù)據(jù)有效價值的架構(gòu),簡化這些有價值信息的分享機制,建立一套由IBM提供數(shù)據(jù)源的集體式注冊機制,有效地幫助當局預(yù)測自然災(zāi)害和組織水利管理。

1.2.3美國數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)平臺美國國內(nèi)的地質(zhì)調(diào)查局(USGS)、國家天氣局(NWS)和國家大氣數(shù)據(jù)中心(NWCC),自上世紀80年代開始就共享和水利數(shù)據(jù)。美國基于科學數(shù)據(jù)“完全與開放”的政策,已經(jīng)建成非常成熟的國家級數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)平臺USGS網(wǎng)站,很好地服務(wù)于各行業(yè),水利信息化和現(xiàn)代化也走在世界前列。此外歐洲也有EEA、ETC/WTR、EIONET等相應(yīng)的水利信息共享平臺。

2促進中國水利事業(yè)信息化建設(shè)的意義

水利信息化具體講指的是利用現(xiàn)代信息、管理和數(shù)據(jù)技術(shù)對水利相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集、整理和傳輸,并整合利用,是對雜亂無章的信息進行序化和提升的過程[5],可以大大提高相關(guān)政府部門對水資源的利用和管理水平。進一步講,水利信息化對促進國民經(jīng)濟發(fā)展,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和政府治理能力都具有重要意義。

2.1水利信息化是國家的戰(zhàn)略規(guī)劃

“水環(huán)境污染“、“干旱缺水”、“洪澇災(zāi)害”這三個重大水資源問題嚴重影響并制約各國社會與民生發(fā)展。我國是一個大國。長江、黃河等主要干流及其流域的水患及其他各種形式水污染,水土流失等問題不斷,每年給我國國民經(jīng)濟造成數(shù)億計損失。為加強水資源利用,造福人民,國家水利部把水利信息建設(shè)作為治水的基礎(chǔ)工程,納入了水利事業(yè)發(fā)展的“十五規(guī)劃”。規(guī)劃中指出要切實調(diào)整管水治水思路,從工程水利的思路轉(zhuǎn)到資源水利的思想,用信息資源的戰(zhàn)略思維去管好治好水資源,實現(xiàn)水資源的最大效益。在這個過程中,全面實現(xiàn)水利資源的信息化和數(shù)字化是前提和基礎(chǔ)。在大數(shù)據(jù)時代到來,信息冗余、過載等現(xiàn)象制約了水利信息化的進程,因而建設(shè)系統(tǒng)化水利信息體系具有戰(zhàn)略意義。

2.2水利信息化建設(shè)是實現(xiàn)政府職能轉(zhuǎn)變的需要

政府是為社會公眾服務(wù)的,水利事業(yè)關(guān)系公眾的利益,水利信息化水平的提高,水利相關(guān)部門可以通過完善的數(shù)據(jù)管理門戶或平臺向公眾推送傳遞水利信息,向社會及時服務(wù),協(xié)助工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),維護公共安全,保證公共服務(wù)的公正和公平。

2.3水利信息化有助于促進協(xié)調(diào)國民經(jīng)濟發(fā)展

水資源是不光是自然資源也是戰(zhàn)略性的經(jīng)濟資源。水利工程是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)設(shè)施。最大效益和可持續(xù)利用水資源是保證社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展,人民安居樂業(yè)的國家大計,也是協(xié)調(diào)國民經(jīng)濟各領(lǐng)域的重要工具。治水是國家治理的重要事業(yè),水利信息化,農(nóng)業(yè)才能信息化,這也是全產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的前提。

2.4水利信息系統(tǒng)建設(shè)能有效降低國家行政成本

水利信息化的成果之一就是實現(xiàn)水利信息的共享和系統(tǒng)化,這樣做可以把特定區(qū)域、行業(yè)的信息連接成塊,實現(xiàn)知識、人力、信息、方法、方式、理念、制度等資源的互通,提高水利行政機關(guān)的工作效率,一定程度上降低水利行政部門的運行成本。

3水利信息系統(tǒng)構(gòu)建的初步設(shè)想

水利信息是水利事業(yè)各項活動存和變化的表現(xiàn)形式,包括降水量信息、汛旱情信息、水質(zhì)水環(huán)境信息、水利工程信息等。水利信息化就是將水利事業(yè)中產(chǎn)生的各類信息、數(shù)據(jù)加以歸類和序化,以供人們有效檢索與利用。水利信息系統(tǒng)就是水利信息序化建設(shè)的表現(xiàn)形式,構(gòu)建水利信息系統(tǒng)就是將各類水利信息有效合理組織、統(tǒng)籌、規(guī)劃、設(shè)計和安排,以滿足客戶對信息的需求。

3.1正確區(qū)分水利信息相關(guān)的各類概念

在進行水利信息化建設(shè)和構(gòu)建水利信息系統(tǒng)時,首先要準確區(qū)分和定義水利信息相關(guān)的概念。信息是大概念,所有表現(xiàn)事物的存在和運動的現(xiàn)象都可以稱信息,其范圍最廣。數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式和載體,可以是符號、數(shù)字、語音、圖像、視頻等,有定性的也有定量的。情報則是相對于特定人在特定時間內(nèi),對其有用的信息。以往關(guān)于水利信息相關(guān)的研究中,研究者們往往混淆了這三個概念,沒有具體區(qū)分它們,在概念使用上常常對其進行通用。事實上,水利信息的種類和表現(xiàn)形式是相當復(fù)雜的,一定要嚴格區(qū)分,謹慎使用概念。在水利信息化建設(shè)的理論和實踐中,只有區(qū)分清楚水利信息、水利數(shù)據(jù)和情報的異同,才能為整個水利信息化建設(shè)打好基礎(chǔ)。要從信息本質(zhì)和特征出發(fā),并結(jié)合信息、數(shù)據(jù)和情報等幾個概念的異同點,正確闡述水利信息的具體含義并明確其所包括的具體內(nèi)容,比如水旱情、降水量、水利工程等信息,明確這些信息的來源、特征和用途。嚴格區(qū)分水利信息、水利數(shù)據(jù)、水利情報等相近的概念。

3.2信息系統(tǒng)框架的建立是水利信息化工作的第一步

成熟的水利信息系統(tǒng)推出與應(yīng)用是水利信息化的外在表現(xiàn)和最終成果,因此構(gòu)建水利信息系統(tǒng)成了水利信息化建設(shè)的最終手段。從構(gòu)建水利信息系統(tǒng)的框架入手,是實現(xiàn)水利信息分的必經(jīng)途徑。信息框架是有效地設(shè)計和組織信息,水利系統(tǒng)信息框架就是利用信息組織的相關(guān)方法技術(shù)對水利相關(guān)的數(shù)據(jù)、情報等信息進行有效地設(shè)計和安排,其基本邏輯框架包括基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)層、平臺層、應(yīng)用層和基礎(chǔ)工作、安全保障體系和標準規(guī)范體系。其次再理順水利信息框架各構(gòu)成部分的具體內(nèi)容和相互之間的關(guān)系。我國在水利信息化建設(shè)當中往往重基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)庫的開發(fā),但水利相關(guān)信息卻是紛繁復(fù)雜,表現(xiàn)形式多樣,如果沒有整體的信息資源規(guī)劃戰(zhàn)略,則開發(fā)的信息管理系統(tǒng)實用性和效率必然打折扣。所以在水利信息化建設(shè)中最重要的一環(huán)就是對信息的整體設(shè)計和規(guī)劃,即信息框架的建設(shè),這是我國水利信息化事業(yè)的基礎(chǔ)工程之一。

3.3水利信息系統(tǒng)構(gòu)建及評價

信息系統(tǒng)框架構(gòu)建完成后,就是建立針對性的信息系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫,滿足不同信息用戶的需求。信息系統(tǒng)的開發(fā)是以需求為導(dǎo)向的,最終系統(tǒng)開發(fā)的成功與否需要使用者或相關(guān)機構(gòu)進行客觀評價。對設(shè)計出來的信息系統(tǒng)的要做總體評價和具體評價,包括系統(tǒng)總體感受,各功能模塊的便利性以及數(shù)據(jù)提供的準確性等。其次,在評價中要闡述系統(tǒng)框架的構(gòu)成和具體內(nèi)容,框架各部分的相互關(guān)系等。分析水利信息框架在建設(shè)水利數(shù)據(jù)共享平臺的意義,分析其在存在的優(yōu)點和不足。

4結(jié)論

總之,水利事業(yè)關(guān)系國計民生,水利信息化建設(shè)是現(xiàn)代水利事業(yè)發(fā)展的基石,大力發(fā)展水利信息化是國家的重大戰(zhàn)略之一。研究并掌握我國水利信息化事業(yè)的現(xiàn)狀,為信息化整體建設(shè)打好框架,能夠為國家水利事業(yè)發(fā)展提供一定參考,助推水利信息化發(fā)展的進程。

參考文獻

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作者:王春嬌 單位:南昌工程學院圖書館