水利信息化综合集成服务平台及应用

□钟子琳（辽宁省大伙房水库管理局）



水利信息化综合集成服务平台及应用

□钟子琳（辽宁省大伙房水库管理局）

摘要：基于水利信息化理念，在简述测量技术、遥感技术、数据库、空间数据库以及管理信息系统等水利信息化基础构建的基础上，提出当前水利信息应用过程中存在的主要问题，围绕信息化构建要点，对水利信息化综合集成服务平台的建设及其应用进行深入分析，构建出水利信息化综合集成服务平台应用模式，最后得出现代水利信息必须走上综合集成应用道路的结论，为水利信息的高效应用与综合服务水平的提升奠定良好的基础。

关键词：水利信息化；会商系统；综合集成；服务平台；应用模式

0引言

如今，大小旱灾频发，洪涝灾害不断，饮水问题常年得不到充分关注，土壤侵蚀现象逐年增加，水污染态势严峻。水问题带来的后果通常具有较强的危害性、复杂性与隐蔽性。为妥善处理水问题，从以往的单一抵抗发展至今的和谐共处，已使用了多个方面的技术与方法，也积累了一定的经验和教训。为降低水灾的发生几率，需要获取更多、更全面的信息，并对水灾实际与处理措施作出合理的会商决策。现阶段，水利工程正进入广泛利用信息技术，持续开发与综合利用水信息资源的时期，这对于解决环境问题，确保水利工程稳定发展等方面，均有着十分重大的意义。

1水利信息化基础构建

一是运用测量技术、遥感技术（Remote Sensing，RS）、遥测技术（Telemetering）以及数字化技术等的相关仪器设备，对水利数据实施阶段性采集。还能使用扫描仪等将收集到的非数字化信息转换为数字化信息［1］；二是运用数据库（Database）、空间数据库（Spatial Database）等对数字化信息进行组织与存储，并借助通信网络对数字化信息进行传输；三是运用管理信息系统（Management Information System，MIS）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）以及数据挖掘（Datamining）对数字化信息进行分析处理、应用与发布。

2水利信息应用中存在的主要问题

2.1应用系统的通用性相对较差，亟需优化创新

从系统发展的角度讲，在建立系统时，由于投融资渠道、设计与开发方法、设计与开发人员等因素的不同，使得系统在结构与功能方面都存在一定的差别。

2.2系统功能不具较好的扩展性，有待延伸

如今，很多部门都将内部需求作为出发点，以独立的方式进行应用，没有对较大范围的信息交互进行分析，协作水平较低，这也是制约水利信息进一步发展的主要原因。需求更迭，在必须对功能进行拓展时，系统需要进行重新开发，这种被动的情况会造成大量数据冗余与浪费的情况。

2.3应用模式传统，很难对水利业务进行规划和组织

现有的信息应用模式大多将信息查询作为核心，菜单、表格等图显方式为辅，虽然可以发挥出一定的作用，但还无法满足实际的应用需求。

3水利信息化构建要点分析

3.1水利信息的主要特点

水利信息包含：水文观测与整编、水利工程与空间、遥测、资源以及能源等信息类型，在水利信息进行处理的过程中应注意以下问题：第一，数据具有分布式特点，在更新与维护时应划分等级和部门，以满足数据特性。第二，除了要注重测点的信息采集，还需加强空间信息采集，使得信息在质量与实时性方面均得到有效的改善。第三，信息在时空上不均匀分布，且不断的进行积累与更新。

从整体上讲，水利信息系统实质上是一个开放式的复杂系统，其包含的信息资源涉及到天然、人为以及工情，可以分为以往、现在与未来，具有明显的时空特征。

3.2水利信息的应用特点

水利工程技术缜密而多样，问题多变且复杂，具有很强的协作性，在信息应用方面要求其必须实现共享、智能与协同。水利信息的应用主要具有以下特点：特点一，属于决策的一种复杂过程；特点二，针对明确的目标，分析各影响因素间实际关系的过程；特点三，决策者充分利用自身知识与经验对信息实施加工与处理的综合过程。在实际的应用过程中，应注意信息选取、信息表现的信息处理，因为这关系到应用质量。

3.3水利信息的组件化应用

在处理各种水问题时，对于数学模型创建与运行提出了迫切的需求，常见的数学模型有洪水预报模型、水质模型等。按照相应的标准，将数学模型封装为单独的处理单元，这些处理单元就是所谓的服务组件［2］。组件是信息应用系统的重要组成，支撑个性化部署，所以可以依靠组件，实现个性化系统的构建。

水利信息应用系统的组件主要有两种：一是表现层组件，主要用在信息内容的展现方面，将标准框架结构作为基础，可以和服务平台良好集成；二是业务层组件，将Services标准作为基础，满足服务平台接口业务的展现，还能根据实际的需求进行业务拓展。

3.4水利信息的共享与整合

参考“物理散发、逻辑齐集、按需收集、分级处理、集中管理”的模式创建服务平台，可以使资源配置更加优化，有效解决共享这一难题。

3.4.1数据共享

各部门数据采集实现共享，防止重复，确保数据准确性，从传统的互通互联方式稳步转换为资源共享；

3.4.2应用共享

运用软件复用技术（Soft Ware Reuse），创建共享模式，以提升系统的开发水平及效率。

3.5水利信息应用高性能运算

普通计算机的运算能力很难满足大数据量计算要求，在此情况下数学模型不得不进行简化，但这样会使运算精度大打折扣，根本不能满足调度要求。在水利信息应用复杂性逐渐增强的情况中，信息量飞速增长，对高速运算环境的需求日益迫切。

3.6水利信息应用的特定模式

一是灵活性，面对决策分析、表示方法，面对信息集成；二是开放性，包含多种信息分析处理模式，比如预报数学模型、调度算法；三是积聚性，如决策结果、处理模式等的不断积累。

4水利信息化综合集成服务平台建设

第一，按照特定的主题提供服务功能，根据信息量提供高速计算服务，根据组织应用提供相应的决策服务；第二，运用服务平台提供信息集成，采用网格技术、中间件技术（Middleware）创建支撑平台，通过知识图对信息、主题等进行关联，以此完成流程管理； 第三，切实提升信息利用率，尤其要注意遥感信息的应用过程，通过多元信息的演化与发展，深入挖掘各类信息的价值［3］。第四，建立人工平行系统，凭借高速运算与可视化等相关技术，进行计算试验； 第五，制定基于新模式的服务标准。根据综合集成理念，借助研讨厅等举措处理决策问题，这也是当前水利信息应用的全新模式。

5水利信息化综合集成服务平台应用

水利信息化综合集成服务平台的应用模式如图1所示，该图直观地表达了服务平台的开发方式与应用步骤：第一，决策者运用自身知识在大脑中构建主题，涵盖灵感触发，将思想转变成可行的主题，后续操作均可在服务平台上进行； 第二，概念的产生，根据主题描绘知识图，将抽象的主题表现成整体概念的形式，依靠著作工具对概念进行细化； 第三形成关系，对知识图当中概念的相互关系进行连接，实现概念整体结构的进一步优化，重复逼近，直至得到最佳主知识图［4］； 第四，在得到最佳主知识图后，按照一定原则将其分解成若干个子知识图，这一分解的过程也是由定性转换为定量的过程，主要体现在概念向、模型转换以及主知识图转换中； 第五，模型关联，也就是数据的定量表达，主要体现在知识图和组件之间的关联中，在此过程中需要得到将组件作为核心的模式的大力支持； 第六，水利信息化综合集成服务平台可以提供一个良好的应用运行环境，在实际操作过程中，可以把编制完成的知识图放入应用运行环境中开始执行。

6结语

综上所述，信息技术跳跃式发展，水利信息呈爆炸式激增，孤立水利信息的应用出现了严重的滞后情况。在剖析实际问题与应用特征的前提下，明确了现代水利信息必须实现综合集成利用的要求。水利信息化综合集成服务平台的构建需要大手笔，其中，信息的分析和处理需要实现组件化，而应用模式需要实现集成创新。由服务平台、信息处理组件、主题、知识图以及各类工具创建一个新型应用模式；由服务平台提供基本应用功能；由信息处理组件、主题以及知识图对应用进行组织；由多元信息的可视化表达应用。在建立个性化应用以及编制对应标准时，充分发挥出行业领导所具有的导向作用，促进新型应用模式的推广与使用。

参考文献

［1］李建勋，解建仓，贺挺.一种适用于水利综合决策服务的平台方案［J］.水利信息化，2010，03：13-17.

［2］解建仓，罗军刚.水利信息化综合集成服务平台及应用模式［J］.水利信息化，2010，05：18-23.

［3］李建勋，解建仓，李维乾，郭莲丽.面向水利业务构建的应用支撑信息服务中心［J］.长江科学院院报，2013，01：71-75+85.

［4］娄渊清，王志坚.应用集成技术在水利领域应用服务平台的应用［J］.人民长江，2008，02：94-96.

（责任编辑：左英勇）

图1　水利信息化综合集成服务平台应用模式结构图

中图分类号：TP399

文献标识码：B

文章编号：1673-8853（2016）05-0070-02

作者简介：钟子琳（1982-），男，工程师，主要从事水利自动化与信息化、水利工程、水文水资源管理等。

收稿日期：2016-04-15