曹 帥 高祥濤 胡金龍 陳 寧

（江蘇省水文水資源勘測局，江蘇 南京 210029）

1 概述

第一次全國水利普查是一項(xiàng)重大國情國力調(diào)查。普查數(shù)據(jù)處理工作是通過格式規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理專用軟件，對水利普查調(diào)查成果進(jìn)行一系列嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理工作，獲得以報(bào)告、圖件、表格數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、信息系統(tǒng)等方式展現(xiàn)的水利普查成果。對于省級(jí)節(jié)點(diǎn)，建設(shè)基礎(chǔ)水信息數(shù)據(jù)庫，部署基礎(chǔ)水信息應(yīng)用系統(tǒng)，是必須完成的一項(xiàng)重要任務(wù)。普查數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作為普查基礎(chǔ)工作平臺(tái)，采用了網(wǎng)絡(luò)直報(bào)、海量數(shù)據(jù)處理、GIS等多種技術(shù)手段，為普查工作的順利完成提供了有力支撐，提高了普查的工作效率和成果質(zhì)量，其軟硬件組成和架構(gòu)不僅為普查成果的匯集、管理、應(yīng)用、發(fā)布做好了環(huán)境準(zhǔn)備，也為今后面向全省的基礎(chǔ)水信息平臺(tái)建設(shè)管理積累了經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了水利信息化發(fā)展。

2 系統(tǒng)組成和功能

省級(jí)水利普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)軟件部分由國務(wù)院水利普查辦統(tǒng)一部署，主要包括：①基層登記臺(tái)賬管理系統(tǒng)，主要服務(wù)于縣級(jí)，在清查登記階段，完成清查對象、普查對象、臺(tái)賬表指標(biāo)數(shù)據(jù)的錄入、編輯、審核、匯總工作，可采用單機(jī)版部署和省級(jí)集中部署兩種方式；②普查數(shù)據(jù)處理上報(bào)系統(tǒng)；③普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，分別服務(wù)于地、省兩級(jí)，在填表上報(bào)階段，開展表格數(shù)據(jù)的審核分析、匯總平衡工作；④空間數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，服務(wù)于省級(jí)，主要完成普查對象空間位置及形態(tài)標(biāo)繪和對象關(guān)系建立，以及成果管理。機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、軟件、硬件等支撐環(huán)境建設(shè)由省級(jí)根據(jù)現(xiàn)有信息化資源合理建設(shè)。

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 總體架構(gòu)

表格處理系統(tǒng)采用B/S方式部署于水利信息網(wǎng)，軟件符合J2EE技術(shù)規(guī)范、基于中間件的三層應(yīng)用架構(gòu)。第一層表示層，提供交互界面與數(shù)據(jù)的展示。第二層應(yīng)用層，利用中間件中JavaBean等組件處理業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)計(jì)算，并于數(shù)據(jù)庫交互。第三層數(shù)據(jù)層，通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的管理和存取?？臻g數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，部署于政務(wù)內(nèi)網(wǎng)。硬件配置Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及圖形工作站等。存儲(chǔ)備份采用SAN架構(gòu)，利用光纖交換機(jī)與高速磁盤陣列，滿足數(shù)據(jù)訪問高性能和存儲(chǔ)安全需求。因本次業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)算處理主要集中于數(shù)據(jù)層，表示層和應(yīng)用層瓶頸在于并發(fā)訪問量大，故將前兩層物理合并，在兩臺(tái)服務(wù)器上同時(shí)部署業(yè)務(wù)軟件實(shí)現(xiàn)共享訪問，數(shù)據(jù)庫層采用集群配置。

3.2 服務(wù)器配置

Web服務(wù)器用于前端接入，處理HTTP請求，對并發(fā)連接數(shù)、內(nèi)存要求較高；應(yīng)用服務(wù)器部署中間件及業(yè)務(wù)處理程序，對CPU運(yùn)算能力、內(nèi)存要求較高；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對穩(wěn)定性、事務(wù)處理能力、內(nèi)存以及緩存要求高。應(yīng)參照偏重網(wǎng)絡(luò)訪問和JAVA應(yīng)用性能的SPEC標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理和查詢性能的TPC標(biāo)準(zhǔn)，合理配置。

3.3 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

江蘇省水利信息網(wǎng)采用租用電信SDH光纖鏈路方式建設(shè)，其中，骨干網(wǎng)4 M聯(lián)結(jié)省地級(jí)，地區(qū)網(wǎng)2 M聯(lián)結(jié)地縣級(jí)，少部分縣（市、區(qū)）因地址搬遷、費(fèi)用停交、地級(jí)訪問控制等原因未聯(lián)入。廳網(wǎng)絡(luò)中心已配備防火墻、入侵檢測、安全審計(jì)、病毒防護(hù)等軟硬件，以滿足安全防護(hù)要求。政務(wù)內(nèi)網(wǎng)部署于涉密區(qū)，與專網(wǎng)、外網(wǎng)物理隔離。方案要求各地建立和恢復(fù)專網(wǎng)連接，廳已建VPN設(shè)備（200用戶），提供少量通道供特殊情況應(yīng)急使用。

3.4 可靠性和性能保障

數(shù)據(jù)可靠性采用熱插拔雙控制器冗余磁盤陣列，分別采用raid1鏡像和raid5奇偶校驗(yàn)方式存儲(chǔ)日志和數(shù)據(jù)，冗余控制和并行讀寫提高存儲(chǔ)安全性、容量和訪問速率，配置虛擬磁帶庫，與將要建設(shè)的異地災(zāi)備中心結(jié)合保障數(shù)據(jù)安全。服務(wù)可靠性由雙服務(wù)器集群實(shí)現(xiàn)，中間件軟件配置實(shí)現(xiàn)應(yīng)用共享訪問，實(shí)時(shí)應(yīng)用集群RAC技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫雙主機(jī)（Active-Active）熱備，消除單點(diǎn)故障同時(shí)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，提升可靠性和性能。

3.5 與信息化系統(tǒng)整合

廳已建水文遙測信息系統(tǒng)、水利地理信息系統(tǒng)，以及將要建設(shè)的中小河流、水庫管理信息系統(tǒng)均與普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)架構(gòu)一致，面向全省進(jìn)行信息采集和提供服務(wù)。為更好利用現(xiàn)有資源，整合信息化投資，屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫雙機(jī)和存儲(chǔ)備份可與上述系統(tǒng)共用，空間數(shù)據(jù)、軟件、硬件與政務(wù)內(nèi)網(wǎng)內(nèi)系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)建普查信息服務(wù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)經(jīng)解密后可在水利信息網(wǎng)和政務(wù)內(nèi)網(wǎng)同時(shí)向全省和廳直屬單位提供數(shù)據(jù)共享和信息服務(wù)。江蘇省水利普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)部署架構(gòu)見圖1。

4 我省水利普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)特點(diǎn)

4.1 集中部署，分散錄入

我省地處東部沿海，不含國際河流相關(guān)水資源和水利工程規(guī)劃數(shù)據(jù)，可采用網(wǎng)絡(luò)直報(bào)方式進(jìn)行普查信息錄入編輯。采用省級(jí)集中部署、市縣分散錄入方式，有利于減輕地、縣級(jí)分散部署與維護(hù)系統(tǒng)的壓力；有利于省、市級(jí)水利普查機(jī)構(gòu)及時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集和處理的進(jìn)度與質(zhì)量；有利于基層單位分散錄入與處理數(shù)據(jù)，提高普查工作效率。

4.2 訪問集中，在線錄入與分析服務(wù)并重

普查數(shù)據(jù)處理工作具有時(shí)點(diǎn)性、階段性特點(diǎn)，市縣人員在線登錄時(shí)間較為集中，高峰訪問人數(shù)較多。采用“逐級(jí)上報(bào)、超級(jí)匯總”方式，省、市、縣均直接采用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析。錄入檢索產(chǎn)生較多數(shù)據(jù)庫操作，尤其是匯總分析往往采用聯(lián)表查詢方式，對網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)庫并發(fā)處理性能提出較高要求。

圖1 江蘇省水利普查數(shù)據(jù)處理信息系統(tǒng)部署架構(gòu)圖

4.3 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通性、安全、保密要求高

運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求為：優(yōu)先選擇水利專網(wǎng)，未覆蓋到的單位，利用因特網(wǎng)通過VPN系統(tǒng)建立網(wǎng)絡(luò)連接。省級(jí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需增加負(fù)載均衡設(shè)備，以滿足大量市縣級(jí)用戶同時(shí)訪問、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)的需要。對外服務(wù)帶寬要求2 M以上，支持500個(gè)以上用戶的并發(fā)訪問。系統(tǒng)應(yīng)按信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)第三級(jí)信息系統(tǒng)的要求進(jìn)行防護(hù)。水利普查空間數(shù)據(jù)屬于涉密數(shù)據(jù)，需在涉密網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存儲(chǔ)。

4.4 數(shù)據(jù)、服務(wù)可靠性和質(zhì)量要求高

水利普查以電子化形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)成果包括：數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)庫、GIS數(shù)據(jù)、原始檔案、報(bào)告、照片和掃描圖件等，其中，我省普查空間數(shù)據(jù)包含國家下發(fā)1∶50000和我省現(xiàn)有1∶10000矢量及0.5 m高分辨率影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量較大。系統(tǒng)不僅滿足全省普查工作需求，也為成果發(fā)布、部署基礎(chǔ)水信息應(yīng)用服務(wù)。安全存儲(chǔ)、冗余備份、服務(wù)可靠性和服務(wù)質(zhì)量要求較高。

4.5 與信息化建設(shè)結(jié)合較為緊密

水利普查工作具有階段性，水利普查數(shù)據(jù)成果的應(yīng)用以及建立健全基礎(chǔ)水信息登記和臺(tái)賬管理系統(tǒng)，建立水信息數(shù)據(jù)庫，建立水信息資源整合和共享機(jī)制的任務(wù)要求與水利信息化建設(shè)緊密相關(guān)，系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)與信息化建設(shè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，在合理節(jié)約基礎(chǔ)上統(tǒng)一規(guī)劃實(shí)施。

5 實(shí)施效果

系統(tǒng)建設(shè)完成后，進(jìn)行定期巡檢，監(jiān)測運(yùn)行狀態(tài)，并針對性能瓶頸對軟硬件參數(shù)調(diào)優(yōu)，保障運(yùn)行狀況良好，有效支撐了全省13個(gè)市級(jí)、105個(gè)縣級(jí)普查機(jī)構(gòu)、31萬普查對象、620萬表格數(shù)據(jù)項(xiàng)、13萬水利空間對象的數(shù)據(jù)上報(bào)和信息處理工作，并為普查數(shù)據(jù)發(fā)布和應(yīng)用做好了環(huán)境準(zhǔn)備。建設(shè)省級(jí)普查水信息數(shù)據(jù)庫，與水利信息化建設(shè)相結(jié)合，可為部署水信息應(yīng)用，形成水信息匯集共享機(jī)制，發(fā)揮重要作用。