王愛(ài)莉 ，于 哲 ，項(xiàng)彩虹 ，王曉嶺

（1. 水利部水利信息中心，北京 100053；2. 北京萬(wàn)博智業(yè)股份有限公司，北京 100084；3. 北京超圖軟件股份有限公司，北京 100015；4. 北京東方道邇信息技術(shù)股份有限公司，北京 100080）

0 引言

水利普查是一項(xiàng)重大的國(guó)情國(guó)力調(diào)查，是國(guó)家水資源環(huán)境調(diào)查的重要組成部分，是國(guó)家基礎(chǔ)水信息的基準(zhǔn)性調(diào)查[1]。根據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于開(kāi)展第一次全國(guó)水利普查的通知》（國(guó)發(fā)[2010]4 號(hào)）（以下簡(jiǎn)稱“通知”），第一次全國(guó)水利普查主要包括 7 項(xiàng)任務(wù)，包括全面查清我國(guó)江河湖泊和水利工程基本情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水狀況，查清河流湖泊開(kāi)發(fā)治理保護(hù)、水土保持和水利行業(yè)能力建設(shè)情況和建立國(guó)家基礎(chǔ)水信息平臺(tái)。為貫徹落實(shí)通知精神，初步建立國(guó)家基礎(chǔ)水信息平臺(tái)，根據(jù)《第一次全國(guó)水利普查總體方案》（國(guó)水普辦[2010]16 號(hào)）關(guān)于建立水利普查空間數(shù)據(jù)庫(kù)的要求，制定了《第一次全國(guó)水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理實(shí)施方案》，作為該項(xiàng)任務(wù)的實(shí)施指南。

空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)主要用于縣、地市級(jí)、省、流域和國(guó)家級(jí)普查機(jī)構(gòu)對(duì)本級(jí)水利普查對(duì)象進(jìn)行空間數(shù)字化采集與處理，是水利普查數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)不可缺少的一部分，是最終在省、流域和國(guó)家級(jí)分別建立水利普查空間數(shù)據(jù)庫(kù)，形成普查綜合成果數(shù)據(jù)庫(kù)的重要技術(shù)工具[2]。

普查空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)要求在縣/地市級(jí)完成本級(jí)空間數(shù)據(jù)采集，在省級(jí)完成匯總接邊，在流域和國(guó)家級(jí)完成空間數(shù)據(jù)接邊、轉(zhuǎn)換、入庫(kù)、空間屬性關(guān)聯(lián)映射等建庫(kù)程序，并最終按省分切與分發(fā)。

由于縣/地市級(jí)與其他級(jí)對(duì)軟件功能要求與運(yùn)行環(huán)境完全不一樣，故此空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)分采集版與處理版。采集版部署在縣/地市級(jí)，采用文件型空間數(shù)據(jù)庫(kù)，在涉密單機(jī)上運(yùn)行；處理版部署在省、流域和國(guó)家級(jí)，采用基于大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)和客戶端/服務(wù)器（C/S）模式，在涉密網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運(yùn)行。

1 第一次全國(guó)水利普查空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 采集版軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

基于單機(jī)使用環(huán)境和后臺(tái)數(shù)據(jù)，以文件方式管理的數(shù)據(jù)錄入、編輯子系統(tǒng)，可滿足數(shù)據(jù)錄入、編輯、規(guī)則符合性檢查等基本功能，使用單位無(wú)需另購(gòu) GIS 和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等軟件環(huán)境。軟件架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)（采集版）軟件架構(gòu)示意圖

1.2 處理版軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

基于客戶端/服務(wù)器（C/S）或?yàn)g覽器/服務(wù)器（B/S）、局域網(wǎng)環(huán)境的多用戶協(xié)同應(yīng)用模式，該系統(tǒng)不僅能完成數(shù)據(jù)錄入、編輯等基本功能，還具備數(shù)據(jù)審核、匯總、入庫(kù)、元數(shù)據(jù)著錄等功能，該應(yīng)用子系統(tǒng)需要部署在該級(jí)普查機(jī)構(gòu)購(gòu)買(mǎi)或自行搭建的與廠家所提配置相一致的 GIS 服務(wù)器和桌面套件、支持空間數(shù)據(jù)管理要求的大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)環(huán)境。

為滿足省級(jí)空間數(shù)據(jù)匯總建庫(kù)要求，在省級(jí)普查機(jī)構(gòu)要求按第 2 種配置標(biāo)準(zhǔn)自行準(zhǔn)備相應(yīng)的軟硬件環(huán)境，在部分經(jīng)濟(jì)條件較好的地市也可比照該標(biāo)準(zhǔn)自行搭建相應(yīng)的軟硬件環(huán)境加快數(shù)據(jù)建庫(kù)速度，提高后續(xù)自行維護(hù)、使用數(shù)據(jù)的便捷性，但不作為硬性要求強(qiáng)制統(tǒng)一貫徹。軟件架構(gòu)如圖2 所示。

2 水利普查空間數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)路線與方法

2.1 總體技術(shù)路線 [3]

水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)嚴(yán)格遵循國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)水利普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室編制印發(fā)的《第一次全國(guó)水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)規(guī)定》，以縣級(jí)水利普查區(qū)劃為基本工作單元，進(jìn)行水利普查對(duì)象空間數(shù)據(jù)的采集與處理，逐級(jí)匯交水利普查空間數(shù)據(jù)成果。主要采用內(nèi)業(yè)標(biāo)繪（利用電子工作底圖）為主，外業(yè)采集（利用 GPS 坐標(biāo)采集設(shè)備）為輔的工作方法進(jìn)行。

2.2 采集方法

2.2.1 內(nèi)業(yè)標(biāo)繪

利用水利普查電子工作底圖，判別水利普查對(duì)象，通過(guò)選取電子工作底圖中相應(yīng)圖層要素，完成該對(duì)象在電子工作底圖上的位置、形態(tài)特征的采集。

圖2 空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)（處理版）軟件架構(gòu)示意圖

2.2.2 外業(yè)采集

對(duì)于水利普查中規(guī)模以上河湖取水口、入河湖排污口、地下水取水井、農(nóng)村供水工程 4 類對(duì)象和其他無(wú)法在工作底圖上清晰辨識(shí)的普查對(duì)象，需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，利用 GPS 坐標(biāo)采集設(shè)備，獲取位置信息，再經(jīng)內(nèi)業(yè)編輯進(jìn)行標(biāo)繪。

2.2.3 對(duì)象關(guān)系建立

水利普查對(duì)象空間關(guān)系包括空間拓?fù)浜蛯傩躁P(guān)聯(lián)關(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系的建立，主要依據(jù)工作底圖，利用水利普查空間數(shù)據(jù)采集處理軟件完成；屬性關(guān)聯(lián)關(guān)系的建立，主要依據(jù)清查登記成果，利用水利普查數(shù)據(jù)處理專用軟件完成。

2.3 處理方法

2.3.1 空間數(shù)據(jù)合并

地、省、國(guó)家級(jí)水利普查機(jī)構(gòu)逐級(jí)接收下一級(jí)水利普查機(jī)構(gòu)上報(bào)的空間數(shù)據(jù)，并依據(jù)相關(guān)規(guī)定對(duì)上報(bào)的空間數(shù)據(jù)實(shí)施合并，做好相鄰地區(qū)普查對(duì)象拼接，形成本轄區(qū)完整的空間數(shù)據(jù)集。

2.3.2 對(duì)象歸并

地、省、國(guó)家級(jí)水利普查機(jī)構(gòu)，利用水利普查數(shù)據(jù)處理專用系統(tǒng)，對(duì)堤防、灌區(qū)及其渠道、引調(diào)水工程等跨區(qū)普查對(duì)象實(shí)施歸并，形成歸并對(duì)象名錄，在此基礎(chǔ)上，利用空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，依據(jù)歸并對(duì)象名錄，完成跨區(qū)普查對(duì)象的標(biāo)繪工作。

2.4 水利普查空間數(shù)據(jù)采集處理總體工作流程

水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理總體上劃分為前期準(zhǔn)備、采集處理、審核上報(bào)、成果發(fā)布等 4 個(gè)階段，總體工作流程如圖3 所示。

3 項(xiàng)目管理

3.1 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控

為確保第一次全國(guó)水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理工作能夠有效、順暢地開(kāi)展，保證采集與處理成果質(zhì)量可靠，項(xiàng)目進(jìn)度符合全國(guó)水利普查總體工作安排，水利部水利信息中心實(shí)施開(kāi)展了“第一次全國(guó)水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理成果數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控項(xiàng)目”（以下簡(jiǎn)稱“空間數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控”）工作，對(duì)縣、市、省 3 個(gè)層級(jí)的空間數(shù)據(jù)采集到入庫(kù)處理整個(gè)過(guò)程的質(zhì)量和進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控，提供相關(guān)的技術(shù)支持與服務(wù)，為后續(xù)水利普查成果的應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖3 水利普查空間數(shù)據(jù)采集處理總體工作流程圖

通過(guò)開(kāi)展水利普查空間數(shù)據(jù)采集處理空間數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控工作，統(tǒng)一各級(jí)普查機(jī)構(gòu)對(duì)《第一次全國(guó)水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)規(guī)定》和《第一次全國(guó)水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理實(shí)施方案》的認(rèn)識(shí)和理解，提升各級(jí)普查機(jī)構(gòu)的成果質(zhì)量意識(shí)，保證空間數(shù)據(jù)采集與處理各階段的質(zhì)量與進(jìn)度要求，為水利普查成果數(shù)據(jù)庫(kù)提供內(nèi)容詳實(shí)、質(zhì)量合格、規(guī)格統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)成果。

主要包括以下 3 項(xiàng)工作任務(wù)：

1）第一次全國(guó)水利普查空間數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢查第三方軟件的采購(gòu)與定制開(kāi)發(fā)。

a）采購(gòu)成熟的空間數(shù)據(jù)質(zhì)檢軟件工具。

b）針對(duì)空間數(shù)據(jù)采集與處理實(shí)際情況及需求對(duì)軟件進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)。

2）各階段、各級(jí)水利普查空間數(shù)據(jù)成果質(zhì)量的檢查和控制。

a）協(xié)助省級(jí)普查機(jī)構(gòu)對(duì)縣、地市、省及其技術(shù)支撐單位的空間數(shù)據(jù)采集與處理工作實(shí)施全過(guò)程的質(zhì)量檢查和控制。

b）對(duì)南方片和北方片空間數(shù)據(jù)采集版與處理版、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、安全控制等軟件在使用過(guò)程中存在的各種問(wèn)題提出改進(jìn)意見(jiàn)，并監(jiān)督相關(guān)供應(yīng)商實(shí)施整改。

c）對(duì)空間數(shù)據(jù)采集處理過(guò)程中出現(xiàn)的各種疑難問(wèn)題直接反饋業(yè)主單位，及時(shí)協(xié)調(diào)予以解決。

d）對(duì)各級(jí)普查機(jī)構(gòu)提交的空間數(shù)據(jù)采集或處理成果實(shí)施合格性檢查，并給出批次數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查報(bào)告，作為空間數(shù)據(jù)成果提交逐級(jí)驗(yàn)收的依據(jù)。

3）對(duì)水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理工作的進(jìn)度實(shí)施監(jiān)督與管理。

協(xié)助省、流域和國(guó)家級(jí)普查機(jī)構(gòu)，對(duì)各層級(jí)普查執(zhí)行或參與單位空間數(shù)據(jù)的采集與處理工作進(jìn)度進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，提出優(yōu)化流程、提高工作效率和確保成果質(zhì)量的建議和措施，并予以監(jiān)督和管理。

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控工作從 2011 年 9 月啟動(dòng)至2012 年 11 月中旬結(jié)束，共歷時(shí) 1 a 多的時(shí)間，投入駐省監(jiān)控師 39 人，專職項(xiàng)目經(jīng)理 1 人，專職項(xiàng)目專員2 人，技術(shù)支持人員 4 人，完成了全國(guó) 32 個(gè)省、自治區(qū)、直轄市（未包括港、澳、臺(tái)）的水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理空間數(shù)據(jù)成果質(zhì)量監(jiān)控工作，協(xié)助各省順利提交了最終的空間數(shù)據(jù)成果。

3.2 項(xiàng)目質(zhì)量控制

為了規(guī)范項(xiàng)目管理，保證項(xiàng)目投資和質(zhì)量，水利部水利信息中心引入了項(xiàng)目管理第三方監(jiān)理機(jī)制。根據(jù)中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部《信息系統(tǒng)工程監(jiān)理暫行規(guī)定》，通過(guò)政府采購(gòu)協(xié)議供貨的方式選定了監(jiān)理單位，由監(jiān)理單位協(xié)助進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)管理工作，進(jìn)行項(xiàng)目質(zhì)量控制。

由于空間數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)要部署到縣、地市、省、流域和國(guó)家 5 級(jí)水利普查機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)的技術(shù)支持與服務(wù)將直接影響各地區(qū)普查工作的進(jìn)度和質(zhì)量，將關(guān)系到普查工作的成敗。為此，中心高度重視意見(jiàn)的整理、反饋和回訪工作。要求監(jiān)理單位嚴(yán)格落實(shí)質(zhì)量控制，除了常規(guī)的開(kāi)工報(bào)審、方案計(jì)劃報(bào)審、軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施到貨驗(yàn)收、抽查和功能測(cè)試等手段外，還要求承建單位務(wù)必做好用戶意見(jiàn)反饋工作。各承建單位參與的空間數(shù)據(jù)采集版和處理版軟件部署、加密單機(jī)安裝部署和 Key 分發(fā)、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等工作均得到了全國(guó)各省、各流域水利普查機(jī)構(gòu)的確認(rèn)，反饋信息中提出的意見(jiàn)都在周監(jiān)理例會(huì)上進(jìn)行討論，形成決議后告知各意見(jiàn)提出單位的同時(shí)要求承建單位按決議盡快解決，保證了數(shù)據(jù)采集處理工作順利開(kāi)展。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持

為有效支持各省水利普查空間數(shù)據(jù)采集處理工作，項(xiàng)目采用了駐省工程師現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持的方式，范圍包括全國(guó) 32 個(gè)省、自治區(qū)、直轄市（未包括港、澳、臺(tái)），其中每個(gè)省份保證派駐軟件系統(tǒng)技術(shù)支持工程師 2 名，空間數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)支持工程師 1 名。他們的進(jìn)駐有效地支持了地方，增強(qiáng)了各省空間數(shù)據(jù)采集處理的技術(shù)力量，保證了各省空間數(shù)據(jù)質(zhì)量，有效地縮短了各省空間數(shù)據(jù)采集、處理、匯總、修改、校核的時(shí)間，為水利普查按時(shí)、保質(zhì)、保量完成任務(wù)爭(zhēng)取了時(shí)間，做出了貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前第一次全國(guó)水利普查工作已經(jīng)進(jìn)入驗(yàn)收總結(jié)階段，水利普查空間數(shù)據(jù)采集處理成果初見(jiàn)成效，已完成水資源環(huán)境、水利工程和社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水等水利普查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的集成，建立了水利普查成果綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，最終形成了全國(guó)水利普查成果 1 張圖，實(shí)現(xiàn)了包括河流湖泊、水利工程、經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水、河湖開(kāi)發(fā)治理保護(hù)、水土保持和行業(yè)能力等水利普查對(duì)象的空間位置、形態(tài)特征和空間拓?fù)潢P(guān)系、屬性關(guān)聯(lián)關(guān)系等內(nèi)容的空間數(shù)據(jù)圖層，完成了項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)，提高了水利普查成果的技術(shù)水平，為初步建立國(guó)家基礎(chǔ)水信息平臺(tái)、推進(jìn)水利信息化和現(xiàn)代化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)此次項(xiàng)目，積累了全國(guó)性大型水利信息化項(xiàng)目建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)和鍛煉了大批的水利信息化專業(yè)人才。項(xiàng)目建設(shè)的特點(diǎn)和難點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

1）系統(tǒng)復(fù)雜程度高?？h級(jí)水利普查機(jī)構(gòu)是空間數(shù)據(jù)采集處理的基層單位，水利普查空間數(shù)據(jù)的清查、數(shù)據(jù)錄入、內(nèi)業(yè)標(biāo)繪、關(guān)系建立、外業(yè)采集和數(shù)據(jù)自檢等工作需要縣級(jí)水利普查機(jī)構(gòu)完成。這項(xiàng)工作錄入任務(wù)重、強(qiáng)度高、檢查難度大、技術(shù)復(fù)雜、相對(duì)于縣級(jí)水利普查機(jī)構(gòu)人員來(lái)說(shuō)要求很高。

2）建設(shè)范圍廣，協(xié)調(diào)難度大。項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容覆蓋全國(guó)省、市、縣級(jí)水利普查機(jī)構(gòu)及 7 大流域水利普查機(jī)構(gòu)，項(xiàng)目干系部門(mén)眾多，包括行政管理部門(mén)、業(yè)務(wù)部門(mén)、最終用戶、參建部門(mén)及監(jiān)管部門(mén)，許多參建部門(mén)為臨時(shí)機(jī)構(gòu)，各自獨(dú)立管理，協(xié)調(diào)難度大。

3）項(xiàng)目監(jiān)管難度高。項(xiàng)目涉及承建單位眾多，包括各軟件開(kāi)發(fā)單位、設(shè)備供應(yīng)商、數(shù)據(jù)加工生產(chǎn)單位、項(xiàng)目質(zhì)量保證服務(wù)提供單位、設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位等相關(guān)干系單位。各方管理模式、工作方式、項(xiàng)目關(guān)注點(diǎn)不同，尤其是在空間數(shù)據(jù)采集與處理軟件開(kāi)發(fā)和部署方面，引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，委托了 2家承建單位對(duì)全國(guó)各省數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，因此監(jiān)管難度非常高。

4）檔案管理要求嚴(yán)格。嚴(yán)格按照國(guó)家電子政務(wù)工程建設(shè)項(xiàng)目檔案管理暫行辦法（ 檔發(fā)［2008］3號(hào)）和《第一次全國(guó)水利普查檔案管理辦法》的要求完成整理和歸檔工作。

5）信息安全要求高。第一次全國(guó)水利普查是我國(guó)一項(xiàng)重大的國(guó)情國(guó)力調(diào)查工作，空間數(shù)據(jù)采集與處理作為水利普查工作中的重要組成部分，對(duì)信息安全方面提出了更高的要求，如何保障涉密數(shù)據(jù)使用安全，防止涉密信息泄露也是建設(shè)的重點(diǎn)之一。

[1]國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)水利普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室. 第一次全國(guó)水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理實(shí)施方案[R]. 北京，2010:2-9.

[2]水利部水利信息中心. 第一次全國(guó)水利普查數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)[R]. 北京，2010: 129-136.

[3]國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)水利普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室. 水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理[R]. 北京：中國(guó)水利水電出版社，2010: 1-10.