江西省水利地理信息共享服务平台建设的思考

谢 敏，谢元鉴

（江西省防汛信息中心，江西 南昌 330009）

0 引言

水利行业是信息密集型行业，其中空间数据信息是水利行业的重要基础信息，其应用领域覆盖水利行业的方方面面，如：防汛抗旱、水资源保护和开发、水利工程管理、水土保持、水文应用等[1]。随着近年来江西省水利信息化建设和应用的不断深入，空间数据在水利行业的应用得到不断拓展和深化。当空间信息应用达到一定规模时，必然会产生数据资源整合的需求，以避免数据资源的重复建设，实现数据资源的综合利用，提升资源的应用效益。江西省水利地理信息共享服务平台（以下简称平台）正是从全省水利行业对空间数据应用的现状和需求出发，通过地理信息共享服务平台的建设和运行，实现全省水利空间信息的共建共享，并以此为基础带动水利行业信息的交流与融合，为建设“水利数据中心”奠定基础，促进江西水利现代化。

1 江西省地理信息现状分析

1.1 数据及应用现状

1.1.1 空间数据现状

随着水利应用系统建设，空间数据已在江西省各水利业务工作中得到普遍应用，同时也发挥着重要作用。空间数据主要包括：1）数字线划图（DLG）。利用现有 1:250000江西水利、《江西河湖大典》、江西河湖普查等基础地理数据，通过专项工作的开展获取局部区域各种比例尺的空间数据，如 2010年开展的鄱阳湖基础地理测量，获取了鄱阳湖区域 1:10000数字线划图、1:50000植被分布图和水利工程专题图等数据。2）数字高程模型（DEM）。已有全省 1:50000和鄱阳湖区域 1:10000等数字高程模型。3）数字正射影像（DOM）。主要有全省范围低分辨率的数字正射影像资料和鄱阳湖区全色航空影像。

1.1.2 GIS 应用现状

针对不同应用需求，各业务应用系统均建立了独立的 GIS 系统或具备 GIS 模块，如江西省山洪灾害预警、江西省防汛抗旱决策支持、鄱阳湖基础地理信息管理等系统。采用的平台有 ArcGIS，MapGIS，SuperMap 等。

1.2 存在的问题

1.2.1 数据不完整，标准不统一

江西省水利系统经过长期的 GIS 应用系统建设与应用，积累了许多不同年代、专题的空间地理信息数据，但各类数据普遍存在以下几点问题：1）数据要素类型单一，信息陈旧，无法完全满足水利改革发展对信息化建设的要求。如：交通、行政区划等基础地理图层不丰富；水利专题数据不完整；DEM 数据年代久远；遥感影像数据资料极少等。2）数据来源不一致，标准不统一。不同来源的数据在图层分层、要素编码、数据采集、元数据标准等方面均缺乏统一的标准，造成资源共享困难。各类数据在使用之前均需进行大量的处理工作。

1.2.2 缺乏数据集成手段，重复建设较多

目前，各业务 GIS 应用系统建设大都采用1套GIS 应用系统对应1套空间数据的方式进行建设，使得空间数据库与相应的 GIS 系统高度耦合，空间数据不可避免地产生数据共享困难和无法及时、有效更新等问题。同时各业务应用系统均建设有独立的GIS 模块，导致相同功能重复建设和资源浪费。

2 平台建设的意义及可行性分析

2.1 平台建设的意义

1）有利于有效整合水利信息资源。各类水利空间专题数据的获取大多采用以项目带动数据建设的模式，数据大多服务于专门的业务应用系统，各业务数据之间既有交叉也有互补。随着应用系统的发展，信息资源的整合势必成为一种必然的趋势[2]。在水利地理信息共享服务平台建设过程中，将按照统一的标准，对各类水利信息资源进行有效整合，做到数据组织方式统一、关系一致、编码规范，同时通过共享平台对外提供标准化的数据和产品。

2）有利于有效衔接各水利业务应用系统。虽然目前各专题空间业务数据在分类和内容上都具有一定的基础，但是各类数据大多只应用于专门的系统，数据之间缺乏关联，未能形成综合应用，难以满足综合决策需求。通过建设地理信息共享服务平台，可为全江西省各类水利业务应用系统提供水利空间地理信息“一张底图”，为今后在1个平台内整合所需水利业务应用，实现水利信息 “一张图”奠定基础。

3）有利于 GIS 应用在水利行业的深入和拓展[3]。通过平台建设向各水利业务系统提供“数据”+“功能”的综合服务，使得 GIS 应用开发简化成 “引用平台服务”+“差异性开发和维护”的模式，大大减少通用性数据获取和功能开发工作，提高开发效率，降低维护成本，为 GIS 应用在水利行业的深入和拓展提供良好基础。

2.2 平台建设的可行性

1）技术可行性。随着地理信息事业的发展，GIS 技术日趋成熟，在水利行业的应用也不断深入，为水利地理信息共享服务平台建设奠定了良好的技术基础。目前，江西省已经成功建设了防汛抗旱指挥系统、防洪工程数据库、水雨情实时监测系统等，为共享服务平台的实施提供了必要的数据支撑。

2）经济可行性。将整个平台建设分阶段实施，一期主要完成现有数据整合和平台架构建设，后续阶段逐步完善和丰富平台功能，各阶段资金投入不会太大。通过集中购买和处理基础地理、水利专题等数据，可大大减少各业务应用系统分散购买和处理数据的费用，避免重复建设和资源浪费。

3）运维管理可行性。目前江西省水利厅已有专门的技术支撑机构与地理信息方面的人才储备，可基本满足日常数据更新和平台工作需要。同时，对于专业技术服务可通过“服务外包”的模式，提高运维管理的效率和质量。

4）安全可行性。由于国家对基础地理数据具有严格的管理规定，因此在平台建设过程中，将严格区分涉密和非涉密数据，对于涉密数据要在严格的涉密网内运行，对于非涉密数据要经过相关测绘部门审核和脱密处理后方可使用，同时配备专门的安全管理员，保证数据、信息的安全性。

3 平台的总体设计

平台建设应以应用和服务为导向，采用先进、成熟和实用的技术，遵循标准化、开放性、先进性、实用性、安全性和可扩展性的原则，建立安全可靠的地理信息共享平台，形成良好的信息更新及运行维护机制。

3.1 建设目标

整合及完善现有水利空间专题数据，搭建全省水利地理信息共享服务平台，为水利各业务应用提供空间地理信息数据和功能共享服务，逐步实现全省水利空间信息的共建共享，并以此带动水利行业数据的交流与融合。平台框架如图1所示。

3.2 建设内容

3.2.1 数据资源建设

收集和整理现有各类水利专题数据，完成基础地理空间、水利专题空间、遥感影像等数据库建设，基本形成时效性强、内容丰富的水利行业空间地理信息数据。

图1 平台框架

1）基础地理空间数据。基础地理空间数据涵盖的比例尺包括江西省 1:250000行政区划、1:50000重点水系及鄱阳湖区域 1:10000基础地理等数据，涉及的要素包括行政区划、水系、交通、居民点及其他辅助要素。考虑到水利部门基础地理空间数据有限，且更新维护难度较大，拟通过江西省测绘部门利用地理信息服务前置的方式获取基础地理空间数据服务（天地图·江西），以满足平台建设对基础地理空间数据的要求，地理信息服务前置系统部署逻辑结构如图2所示。

本平台采用的地理信息服务前置系统是“天地图”平台建设的延伸，是平台地理信息服务的中间交换系统。通过在水利专网内前置系统可快速复制“天地图”平台中的基础地理框架数据和服务，以离线的方式向水利行业提供地理信息服务，使得地理信息具备较强的现势性和良好的更新机制。

图2 地理信息服务前置系统部署逻辑结构图

2）水利专题数据。水利专题数据包括现有及今后各专项项目形成的水利专题数据。现有项目形成的水利专题数据主要包括以下5种数据：a）防洪工程数据库形成的水利专题属性数据（包括：水库、水闸、控制站、河流、湖泊、堤防、机电排灌站等）；b）江西省河湖大典、河湖普查矢量专题数据；c）江西省圩堤矢量数据；d）防汛抗旱决策支持系统水雨情专题数据；e）其他水利专题数据。

由于水利空间专题数据量不够丰富，仅有河湖大典、河湖普查、圩堤图集等少量专题数据，因此拟先期完成河湖水系和部分水利工程图层建设，如表1所示。

表1 水利空间专题数据分类表

3）DEM 数据。采用覆盖全省范围的 1:50000DEM 数据。

4）遥感影像数据。由于遥感资料的匮乏，建议：对于全省范围可借助公共地理信息平台（如天地图、谷歌地图等），直接采用叠加地图或调用接口的形式使用遥感影像资源；对于5大河流、鄱阳湖、省级重要水利工程等区域可以适当通过购买高分辨率（如1m 精度）遥感影像，以丰富平台数据。

3.2.2 标准规范体系建设

标准规范体系是平台建设、运行维护和应用的基础。平台标准规范主要包括各类水要素名称及代码类、数据处理及数据产品制作类、平台接口类和平台运行维护类等4大类标准。

3.2.3 基础支撑环境建设

基础支撑环境包括硬件和软件2部分，硬件主要是指机房环境、网络、服务器及存储设备等，软件主要是指 GIS 平台和数据库管理软件等。目前国内主流的 GIS 平台软件有：ArcGIS，SuperMap，MapGIS，GeoStar 等，考虑到平台功能、数据分析能力和二次开发等因素，建议使用ArcGIS 或SuperMap。数据库采用大型关系型数据库，建议使用 Oeacle 数据库。

3.2.4 服务建设

服务建设包括数据和功能2部分服务建设，具体内容包括以下几点：

1）整合现有及未来采集的各类水利相关数据，配置多比例尺、多专题应用的电子地图，通过服务配置、瓦片缓存制作等工作，将数据产品发布为数据服务；

2）开发水利专业的应用 API，为水利行业各类应用提供数据和功能服务，支持快速搭建业务应用系统，提供 GIS 平台的二次扩展开发。

3）开发水利地理信息共享服务平台门户、数据管理系统及地图浏览展示查询系统等应用。

3.2.5 应用系统建设

应用系统由通用和专题2大系统组成，通用系统主要用于平台服务的综合展现及平台的运行维护，专题系统由业务处室根据专业需求给予平台服务建设。

3.2.6 安全保密建设

平台建设过程中，要充分考虑数据的保密性和安全性，涉密数据的使用、分发和管理要满足保密信息系统的有关规定，严格遵守相关保密政策。非涉密数据根据不同用户权限进行控制，保证数据的安全操作与传输。目前，江西省水利系统只有政务外网，与互联网是逻辑隔离关系，无法达到涉密数据运行所要求的环境，因此在平台建设前期所采用的数据均应按照有关要求，由测绘部门进行涉密审查和脱密处理，待今后建成与互联网物理隔离的水利政务内网后，再在政务内网部署相应的平台和涉密数据，逐步完善政务内网和外网2个共享服务平台建设。

4 平台建设步骤

水利地理信息共享服务平台是一个综合系统，须经历一个复杂、长期的建设过程才能发挥其最大效益。考虑到江西省水利各类数据及业务应用现状，建议整个平台建设分以下2个阶段：

1）平台搭建阶段。此阶段的目标是，收集整理现有各类水利信息数据，完成涵盖全江西省主要河流、湖泊和重要水工程等要素的水利基础地理空间数据；完成平台门户、数据管理系统和地图浏览展示查询系统建设，实现水利空间地理信息“一张底图”；搭建完整的平台架构，通过地图服务和数据服务的相互调用，逐步加强平台与各水利业务系统的信息交流与资源融合，基本形成为水利各业务系统提供数据和功能服务的能力；建立空间实体名称及代码类、数据处理及产品制作类和平台接口类3大类标准规范体系，逐步建立数据的更新维护机制。

2）平台拓展阶段。收集整理更大比例尺基础地理和水利普查等数据，推动平台服务在水利业务应用系统中的使用；扩展和完善平台门户，通过调用各水利业务系统发布的数据服务，逐渐丰富和完善全省水利信息“一张图”；完善标准规范体系和数据发布更新机制。

5 结语

近年来，江西省通过专题数据采集和信息化项目建设，水利空间地理信息不断丰富，GIS 应用不断深入。随着信息化进程的不断加快，水利信息资源整合也日趋急迫。本文基于江西省水利信息化发展现状，全面梳理了江西省水利地理空间信息资源与GIS 应用，从资源、标准、环境、服务、应用和安全等6个方面，分平台搭建和扩展2个阶段，提出建设全省水利地理信息共享服务平台的总体思路。该平台的建设和使用，可有效整合全省各类水利空间信息，实现信息的共建共享，并以此为基础带动水利行业信息的交流与融合，逐步实现全省水利信息“一张图”。

[1] 艾萍.水信息工程引论[M].武汉：长江出版社，2010:101-103.

[2] 胡四一.全面实施国家水资源监控能力建设项目 全力提升水利信息化整体水平[J].水利信息化，2012: 1-6.

[3] 张成才，许志辉，孟令奎，等.水利地理信息系统[M].武汉：武汉大学出版社，2005: 6-7.

[4] 江西省防汛信息中心，江西省水文局.江西省鄱阳湖区防汛通信预警系统第三分项工程实施方案[R].南昌，2009:40-44.