水利数据中心数据与服务管理研究

程益联

（水利部水利信息中心，北京 100053）

0 引言

水利数据中心为了给各级水行政管理部门、企事业单位和社会公众提供高效可靠的数据与服务，由国家、流域机构和省级节点组成分布式组织体系，共同开展对水利数据与服务管理，并为各种业务应用提供数据与服务支撑。

水利数据中心在开展数据与服务管理的过程中，需要解决长期管理的连续性、业务应用的灵活性和分布节点之间的一致性等问题，在有序高效管理的前提下，提供灵活多样且可扩展的应用支撑。

在以往水利信息化工作中，各级水行政管理单位和部门根据各种业务应用和管理需要分别开发和建设了水平参差不齐、相对分散的各种应用系统，部分解决了各自应用需求。随着应用深入发展，目前分散提供数据与服务应用服务已经严重制约了水利信息化的深入发展。主要体现在 2 个困难和 2 个亟待提高：1）水利数据共享困难。包括水利系统内各业务之间和与国家其他部门之间等。2）水利业务协同困难。包括业务服务的一致性、权威性及其之间的互操作性等。3）工作效率亟待提高。包括工作人员和水利行业整体工作效率等。4）服务水平亟待提高。包括系统内单位之间、面向社会公众单位与个人等。

1 水利数据中心建设目标

水利数据中心建设目标是通过对国家、流域和省（自治区、直辖市）级节点建设，按照事权分级管理原则，实现数据与服务的有序管理和协同应用，切实提高各级水行政主管部门及涉水事务的数据共享、业务协同、工作效率和服务水平。

水利数据中心建设至少应达成在全国范围内建成一个平台：水信息基础平台；二者共享：数据与服务；三位一体：影像、对象空间描述和属性数据；四多结合：分辨率、比例尺、数据源和多时相，平台应成为数据与服务的聚合场所、管理与决策的有效手段和业务及协同支撑的环境，实现数据与服务的“有序管理”与“应用多样”的有机结合。

2 水利数据中心建设范围和任务

2.1 建设范围

根据水利数据与服务应用管理分级特点，在满足分级管理与应用的需要，同时也切实提高系统管理效能和效率，水利数据中心近期建设应分国家、流域和省级共 3 级节点进行建设，统一支持国家、流域、省级、地级和县级等 5 级应用[1]。

2.2 建设任务

水利数据中心 3 级节点除事权范围不同外，技术构成基本相同，主要包括数据管理、服务与发布等功能，计算、存储与网络等硬件，水利数据中心机房及运维工作场所，以及技术标准与规范和管理规程及指标等，相互关系如图 1 所示。

图1 水利数据中心技术构成相互关系

管理、服务与发布等平台：主要包括支持对数据与服务，以及在服务基础上构建的应用和发布相应数据与服务信息，开展对数据与服务等进行管理和提供运行的软件平台，如数据管理、地理信息、工作流管理、身份认证及平台自身管理等系统。

计算、存储与网络等硬件：主要包括支持系统运行的计算、存储、网络及安全管理系统的硬件环境。

机房及运维工作场所：主要包括建筑物、供电、空调、机架等设备运行场所和运维人员所需的办公场所及必备维护设备等。

技术标准与规范制定：主要包括数据、服务等管理与运行的一系列技术标准与规范，确保聚合与对外服务有效。

管理规程及指标制定：主要包括与技术标准和规范相适应的一系列管理规程及指标，确保标准规范有效执行。

3 技术框架

3.1 数据模型

水利数据是水利管理对象所有关心维度特征描述的总和。随着水利管理业务的深入发展，被关注水利管理对象维度特征会不断增加，同时，不同类型水利管理对象被关注特征又存在巨大差异。保持水利数据语义一致性是水利数据中心数据管理的核心，至少包括对象在不同应用领域的一致性和对象特征描述的一致性，为此，采用面向对象为基础，实现水利管理对象空间特征和非空间属性，以及他们之间空间关系和业务管理关系的统一管理。所有关于水利管理对象数据采用非冗余策略对此进行有序管理，保障数据的连续性、一致性，以体现其稳定性和权威性。

为了提高水利数据中心对领域服务的效率和能力，根据管理类、业务类和公众类 3 种不同应用领域的应用需求，按照每个主题应用特点和数据加工分析方法，定时开展数据的提取工作，从而实现快速高效灵活服务于各种主题应用，达到提高服务效率和水平的目的。

3.2 对象分类

为了对水利数据管理对象的有序管理，实现不同系统之间所描述对象语义的一致性，有必要对所有水利数据对象进行分类，并以此制定对象代码编制规则。水利对象分类如表 1 所示。

表1 水利对象分类表

其中，门类、大类和中类是相对固定的，不因小类的增加而变化，即任何 1 个对象仅将属于 8 个中类中的 1 类；另外，小类将根据管理对象的实际和需要进行扩展，当新对象不能归为所有小类中的任何一类时，可增加小类来满足对象分类管理需要[2]。

3.3 对象分级

水利数据中心管理涉及水利工程等对象的分级随相关行业或国家标准对该对象的分级方法和标准，如：大（一）型、大（二）型、中型、小（一）型和小（二）型等水利工程的分级标准[3]。

3.4 对象编码

对象编码的唯一目的是保障水利数据中心管理的水利数据对象在有序管理过程中的唯一性和语义的一致性。根据水利数据对象自然和非自然特性及与行政管理单位之间的管理关系，自然类对象编码宜采用“分类体系码+流域分区码+顺序编码”的方式统一对对象进行编码；非自然类对象初始编码可采用“分类体系码+行政区码+顺序编码”方式自行对对象进行编码[4]。

4 水利数据中心管理体制

4.1 服务模型

水利数据中心在数据和服务提供方面，主要以数据中心提供的标准化服务、其他客户提供的规范化服务和客户自身定制的个性化服务为主。在具体提供服务方式上，以“请求—服务”模式，即客户从客户端提交服务请求，系统提供相应服务。

4.2 管理分工

水利数据中心维护对象属性数据分为 2 部分，即管理全局及局部对象基础数据和该部分对象被关注属性数据。前者由数据中心负责管理和维护，后者由相关业务部门负责管理和维护。水利数据中心负责全域数据的日常管理与维护及基础数据生产组织实施工作，各专业单位或部门在数据使用过程中自动完成对专业数据的生产和核实工作。

4.3 对象管理

水利数据中心负责涉水数据（服务）管理所需对象的管理，根据相关标准规范，维护一套对象编码、名称等名录系统，确保整个系统中对象的唯一和语义一致；各专业单位或部门负责新对象登记与管理实施。

涉水以外数据（服务）管理所需的对象，对象编码、名称及所属管理系统所赋予的编码和名称，水利数据中心统一收集转换、装载和维护，各专业单位和部门将直接引用。

5 结语

水利数据中心对水利数据的统一管理是大势所趋，势在必行，除了需要制定一系列标准规范外，还应制定相应的管理规定，将技术标准和规范落到实处；除了相关技术人员须开展大量的技术工作外，更重要的是要通过行政法规，将建设工作与管理制度落到实处，真正实现水利数据中心建设的预期目标。

[1] 水利部水资源司. 省级水资源管理信息系统建设基本技术要求 [S]. 北京：水利部水资源司，2009: 5.

[2] 水利信息中心，北京吉威数源信息技术有限公司. 第一次全国水利普查空间数据模型设计书[S]. 北京：水利信息中心，2012: 12.

[3]水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院. SL252-2000 水利水电工程等级划分及洪水标准 [S]. 北京：中国水利水电出版社，2000.

[4] 程益联，刘九夫. 水利普查对象和指标编码初探[J]. 水利信息化，2012 (2): 22-24.