李臣明，曾 焱，王慧斌，張麗麗

(1.河海大學(xué)，江蘇 南京 210098；2.水利部水利信息中心，北京 100053）

全國(guó)水利信息化“十三五”建設(shè)構(gòu)想與關(guān)鍵技術(shù)

李臣明1，曾 焱2，王慧斌1，張麗麗1

(1.河海大學(xué)，江蘇 南京 210098；
2.水利部水利信息中心，北京 100053）

“十三五”是推進(jìn)水利現(xiàn)代化進(jìn)程、提升水安全保障能力的重要時(shí)期，根據(jù)國(guó)家信息化戰(zhàn)略和治水方略的重大調(diào)整，以及水利深化改革對(duì)水利信息化提出的要求，有必要結(jié)合最新信息技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)，重新梳理和規(guī)劃信息化建設(shè)中的技術(shù)體系和策略。分析信息化發(fā)展過(guò)程與信息能力提升之間的關(guān)系，明確當(dāng)前水利信息化正處于以提升信息能力為核心的水利信息化建設(shè)內(nèi)涵，基于信息能力視角，論述以信息化資源管理與服務(wù)為中心內(nèi)容的“十三五”水利信息化建設(shè)體系和技術(shù)構(gòu)想，并對(duì)建設(shè)重點(diǎn)和實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述說(shuō)明。

水利信息化；十三五；建設(shè)構(gòu)想；關(guān)鍵技術(shù)；信息能力；云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)；主數(shù)據(jù)

0 引言

中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《2006—2020 年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》中描述：“信息化是充分利用信息技術(shù)，開(kāi)發(fā)利用信息資源，促進(jìn)信息交流和知識(shí)共享，提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展轉(zhuǎn)型的歷史進(jìn)程”[1]，與這一論述相類似，國(guó)外普遍將信息化看作是進(jìn)入信息社會(huì)的過(guò)程和結(jié)果。信息技術(shù)不僅確定信息化進(jìn)程所具有的特色，而且決定著信息化發(fā)展的內(nèi)容，并不斷推高信息化建設(shè)層次。近年來(lái)，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用[2]，正在深刻影響著社會(huì)各行業(yè)。廣泛應(yīng)用、高度滲透的信息技術(shù)不斷孕育著新的重大突破，正促使信息社會(huì)從“數(shù)字化”邁向“智能化”。

水利信息化是國(guó)家信息化的重要組成，也是水利現(xiàn)代化建設(shè)的內(nèi)在需求。從 2003 年的全國(guó)水利信息化規(guī)劃開(kāi)始，經(jīng)過(guò)“十一五”、“十二五”建設(shè)，水利信息化逐漸形成了由基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)應(yīng)用體系及與之相配套的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和保障體系構(gòu)成的水利信息化綜合體系。以國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)、國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)、國(guó)家水土保持基礎(chǔ)信息系統(tǒng)、全國(guó)農(nóng)村水利綜合管理信息系統(tǒng)、全國(guó)水利水電工程移民安置管理信息系統(tǒng)、水利電子政務(wù)系統(tǒng)、水利衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)、全國(guó)中小型水庫(kù)防汛報(bào)警通信系統(tǒng)、水利網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障系統(tǒng)等主要業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)為核心，水利信息系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)水利業(yè)務(wù)的全覆蓋，有力支撐了水利各項(xiàng)工作。但是，水利信息化發(fā)展仍存在信息化資源整體效益不夠明顯等問(wèn)題。

當(dāng)前，基于我國(guó)水利現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的新戰(zhàn)略需求，結(jié)合新興信息技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)，從“十三五”開(kāi)始，水利信息化建設(shè)需要結(jié)合國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略和已有工作基礎(chǔ)，著重加大在新信息技術(shù)的充分利用及信息資源的深度開(kāi)發(fā)利用等方面的力度，建立符合水利事業(yè)縱深發(fā)展需求的信息化建設(shè)體系，全面提升對(duì)水利要素的感知、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的知識(shí)化處理和綜合決策的支持等能力，推動(dòng)“數(shù)字水利”向“智慧水利”轉(zhuǎn)變。

1 水利信息化建設(shè)新內(nèi)涵

1.1 信息化與信息能力

信息化與傳統(tǒng)領(lǐng)域的融合，主要是傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代技術(shù)改造、生產(chǎn)管理各要素的信息化和人的素質(zhì)提升，以提高裝備生產(chǎn)質(zhì)量和效率，集約化生產(chǎn)管理和提升生產(chǎn)管理效能。國(guó)內(nèi)外在行業(yè)領(lǐng)域的信息化發(fā)展是從獲取信息掌握狀態(tài)，到提煉知識(shí)理解本質(zhì)，再到形成策略驅(qū)動(dòng)行為不斷深化的過(guò)程，該過(guò)程是信息能力逐步提升的過(guò)程。

一般而言，信息能力是指理解、獲取、開(kāi)發(fā)、利用信息及信息技術(shù)的能力，具體由收集、判斷、表現(xiàn)、處理、創(chuàng)造、發(fā)布與傳遞信息等能力構(gòu)成，核心是提高信息技術(shù)及資源開(kāi)發(fā)與利用能力。信息技術(shù)制約著信息資源開(kāi)發(fā)與利用水平，而信息資源開(kāi)發(fā)與利用水平也反映著信息技術(shù)水平的高低[3]。這正是國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略所強(qiáng)調(diào)的。

信息資源的開(kāi)發(fā)與利用有賴于信息化資源的有效管理與服務(wù)，信息化資源管理與服務(wù)是按管理者在業(yè)務(wù)活動(dòng)、管理決策過(guò)程中利用信息資源需求，為其提供及時(shí)、全面、準(zhǔn)確、深入的信息提取和處理服務(wù)。通過(guò)敏捷有效、主動(dòng)精準(zhǔn)的信息化資源管理與服務(wù)，促使提升人和組織的信息能力。

1.2 信息能力視角的水利信息化建設(shè)

總體而言，目前的水利信息化建設(shè)主要按業(yè)務(wù)門(mén)類劃分，以通信網(wǎng)絡(luò)、信息采集、過(guò)程監(jiān)控、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)處理和業(yè)務(wù)管理為重心，建設(shè)水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在：基礎(chǔ)設(shè)施整合力度不夠，尚未形成智能感知的信息采集綜合體系；水利信息資源共享困難，開(kāi)發(fā)利用效益不高；數(shù)據(jù)資源不足、權(quán)威性不夠，尚未形成大數(shù)據(jù)治理能力；信息孤島依然存在，數(shù)字鴻溝持續(xù)擴(kuò)大；水利業(yè)務(wù)與信息技術(shù)融合程度不深，業(yè)務(wù)協(xié)同不夠，整體優(yōu)勢(shì)和規(guī)模效益難以充分發(fā)揮；應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)覆蓋，但深淺不一；綜合決策分析能力不足，跨部門(mén)、區(qū)域應(yīng)用之間的協(xié)同不足等。

這些問(wèn)題的解決主要取決于信息化資源管理與服務(wù)水平的提升，結(jié)合水利信息化現(xiàn)狀，主要從基礎(chǔ)設(shè)施共享、信息資源共享、信息資源深度開(kāi)發(fā)利用等方面進(jìn)行信息化資源管理與服務(wù)建設(shè)。以信息能力為視角的水利信息化建設(shè)新內(nèi)涵（如圖1 所示），是對(duì)現(xiàn)有水利信息化應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)成果的拓展和完善，以提升信息能力為核心需求，加大信息化資源高效管理服務(wù)與深度開(kāi)發(fā)利用的建設(shè)力度。進(jìn)而滿足信息采集多元化和精確化需求，使具有泛在感知能力；滿足信息資源共享和協(xié)同化需求，使具有資源集約管理和服務(wù)能力；滿足專業(yè)應(yīng)用和高效化需求，使具有即時(shí)響應(yīng)和精準(zhǔn)判斷能力；滿足綜合決策和知識(shí)化需求，使具有資源深度開(kāi)發(fā)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)能力。最終有力支撐“強(qiáng)化水利管理，進(jìn)一步提升水治理和水管理能力”的深化水利改革新需要。

圖1 水利信息化建設(shè)新內(nèi)涵

2 水利信息化建設(shè)總體框架

基于水利信息化建設(shè)的新內(nèi)涵，“十三五”水利信息化建設(shè)應(yīng)在現(xiàn)有水利信息化綜合體系之上，從基礎(chǔ)設(shè)施整合優(yōu)化、資源共享與服務(wù)、資源深度開(kāi)發(fā)與利用 3 個(gè)主要層面進(jìn)行擴(kuò)展和豐富。以信息化資源管理與服務(wù)為核心的水利信息化建設(shè)體系，將包括基礎(chǔ)設(shè)施與運(yùn)行環(huán)境體系、信息化資源管理與服務(wù)體系、綜合應(yīng)用體系和與之配套的保障體系，形成具有感知識(shí)別普適化、異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)化、聯(lián)網(wǎng)終端多樣化、管理決策智能化特征的新階段信息化建設(shè)體系，具體如圖2 所示（圖中虛線框表示未確定及枚舉不全部）。

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施與運(yùn)行環(huán)境體系

水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施與運(yùn)行環(huán)境，指各類業(yè)務(wù)的監(jiān)測(cè)及通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、機(jī)房，以及部署應(yīng)用的各類服務(wù)器及運(yùn)行支撐環(huán)境等。為形成泛在感知能力，基礎(chǔ)設(shè)施與運(yùn)行環(huán)境體系建設(shè)，側(cè)重從采集體系、網(wǎng)絡(luò)體系和運(yùn)行環(huán)境 3 個(gè)方面入手，對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施體系進(jìn)行整合、擴(kuò)充和完善。采集方面，統(tǒng)籌分屬不同業(yè)務(wù)應(yīng)用的監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)空分布，整合已有資源，逐步形成采集多元、布局合理、手段互補(bǔ)、業(yè)務(wù)共享的智能感知信息采集綜合體系；水利通信網(wǎng)絡(luò)方面，進(jìn)一步完善網(wǎng)絡(luò)布局，加強(qiáng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，逐步形成結(jié)構(gòu)優(yōu)化、靈活接入、安全可靠、互聯(lián)互通的水利通信網(wǎng)絡(luò)體系；運(yùn)行環(huán)境方面，升級(jí)改造應(yīng)用支撐環(huán)境，形成能夠支撐綜合應(yīng)用的具有伸縮性、可配置的支撐平臺(tái)；在終端應(yīng)用環(huán)境方面，拓展移動(dòng)方式的應(yīng)用環(huán)境，提高終端環(huán)境的個(gè)性化。

圖2 水利信息化建設(shè)體系

2.2 資源管理與服務(wù)體系

資源管理主要是對(duì)監(jiān)測(cè)、傳輸、交換、存儲(chǔ)、計(jì)算等網(wǎng)絡(luò)資源和應(yīng)用支撐平臺(tái)與水利數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理。通過(guò)運(yùn)用虛擬化等技術(shù)手段，構(gòu)建資源虛擬化共享平臺(tái)，進(jìn)而實(shí)施信息化資源的可控制、調(diào)配和共享。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息化資源的統(tǒng)一部署、調(diào)度、優(yōu)化、發(fā)布、維護(hù)、更新等管理。對(duì)于數(shù)據(jù)資源，采用面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一水利數(shù)據(jù)模型，對(duì)基礎(chǔ)、業(yè)務(wù)和政務(wù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，構(gòu)建面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、面向事件和過(guò)程的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、面向管理決策的主題數(shù)據(jù)庫(kù)等，利用元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)施數(shù)據(jù)的更新維護(hù)和管理服務(wù)。

資源服務(wù)是在資源有效共享和統(tǒng)一管理基礎(chǔ)上，運(yùn)用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA），將信息化資源抽象為一系列可注冊(cè)、組合、調(diào)配、訪問(wèn)、發(fā)現(xiàn)的透明化呈現(xiàn)的服務(wù)，使用 Web Services、服務(wù)總線、資源目錄服務(wù)等技術(shù)，提供資源的服務(wù)化封裝、發(fā)布和管理，支撐對(duì)信息化資源的共享和開(kāi)發(fā)利用，支撐動(dòng)態(tài)的綜合應(yīng)用建設(shè)的一整套標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程和功能單元。資源服務(wù)，包括存儲(chǔ)計(jì)算等基礎(chǔ)設(shè)施資源服務(wù)和支撐應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的通用平臺(tái)服務(wù)；信息資源服務(wù)體系，包括基礎(chǔ)、主題、空間等數(shù)據(jù)構(gòu)成的綜合信息服務(wù)，各類業(yè)務(wù)過(guò)程、應(yīng)急處理整理、業(yè)務(wù)整編及水利普查等專項(xiàng)活動(dòng)匯集的數(shù)據(jù)構(gòu)成的專題信息服務(wù)，支撐信息服務(wù)的資源目錄、國(guó)家水信息基礎(chǔ)平臺(tái)等；分析計(jì)算和知識(shí)提取功能服務(wù)，包括常規(guī)匯總統(tǒng)計(jì)和聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP），水利一張圖和通用空間分析，水文預(yù)報(bào)、洪水預(yù)報(bào)、水資源優(yōu)化、水土流失分析等專業(yè)模型計(jì)算。

2.3 綜合應(yīng)用體系

在現(xiàn)有水利綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用體系基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展應(yīng)用層面的高度和范圍，形成綜合應(yīng)用體系。具體包括：圍繞個(gè)體信息獲取和分析判斷能力的智能搜索、定位和移動(dòng)應(yīng)用等個(gè)性化應(yīng)用系統(tǒng)，圍繞應(yīng)對(duì)突發(fā)事件處置能力的問(wèn)題域信息即時(shí)搜集、判斷等應(yīng)急指揮綜合信息服務(wù)平臺(tái)，圍繞各業(yè)務(wù)過(guò)程管控處置能力的防汛抗旱、水資源管理、水土保持等各類業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，圍繞信息化辦公和行政管理的電子政務(wù)系統(tǒng)，圍繞科學(xué)決策能力的匯總統(tǒng)計(jì)、空間計(jì)算、專業(yè)計(jì)算、主題分析、數(shù)據(jù)挖掘等構(gòu)成的綜合決策支持系統(tǒng)，以及面向公眾信息發(fā)布和跨部門(mén)信息交換與服務(wù)的社會(huì)服務(wù)系統(tǒng)。綜合應(yīng)用體系能夠支撐管理者根據(jù)業(yè)務(wù)活動(dòng)、管理決策需求，隨時(shí)隨地搜索定位問(wèn)題引導(dǎo)的區(qū)域內(nèi)水利對(duì)象的細(xì)節(jié)信息、在線處理和深入分析，促使形成泛在感知、即時(shí)響應(yīng)、精準(zhǔn)判斷和知識(shí)發(fā)現(xiàn)、大數(shù)據(jù)治理等能力。

2.4 保障體系

保障體系是信息系統(tǒng)有序建設(shè)和持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，是信息系統(tǒng)發(fā)揮效益的根本要求，也是信息安全的根本保障。保障體系包括水利信息化建設(shè)各層面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，信息化資源共享管理的制度辦法，網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障辦法和措施，信息化工程建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)的管理辦法，以及資金投入與信息化人才等。

3 水利信息化建設(shè)重點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用

基于水利信息化建設(shè)體系構(gòu)想，圍繞多元信息采集、資源整合共享、業(yè)務(wù)協(xié)同和創(chuàng)新應(yīng)用等主要建設(shè)內(nèi)容，分析物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、主數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)策略。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與多元信息采集

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的構(gòu)想源于物流業(yè)的發(fā)展需求，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的識(shí)別、管理和跟蹤等功能，1998 年美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的 Auto-ID 實(shí)驗(yàn)室提出了以 RFID（Radio Frequency Identification）等識(shí)別技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的物流網(wǎng)絡(luò)[4]。經(jīng)過(guò)多年逐步發(fā)展，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在 2005 年提出物聯(lián)網(wǎng)概念[5]，并給出“人與物，物與物信息交互和無(wú)縫連接”，“無(wú)所不在”，“泛在網(wǎng)絡(luò)”等特征描述。盡管構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系龐大，但本質(zhì)上，在信息和通信（ICT）技術(shù)推動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理為目的。物聯(lián)網(wǎng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層構(gòu)成技術(shù)體系，利用協(xié)同采集、網(wǎng)絡(luò)融合、知識(shí)化處理等技術(shù)特征，共同促成智能化功能的實(shí)現(xiàn)。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了關(guān)注和發(fā)展，并推動(dòng)以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)框架的“智慧”建設(shè)內(nèi)容。

水利信息資源采集的完整性、靈活性、動(dòng)態(tài)性和準(zhǔn)確性直接影響和制約著水利工作效能，因此，需充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最新發(fā)展成果，構(gòu)建以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)框架的多元信息采集體系。重點(diǎn)是將分散的不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中相對(duì)獨(dú)立和內(nèi)容單一的采集點(diǎn)，依據(jù)內(nèi)容和業(yè)務(wù)相關(guān)，進(jìn)行優(yōu)化、補(bǔ)充和整合。具體包含：增設(shè)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，擴(kuò)展信息采集覆蓋面和機(jī)動(dòng)靈活性；優(yōu)化整合已有信息采集資源，完善監(jiān)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)多元采集與共享；分層匯聚多源數(shù)據(jù)，增加數(shù)據(jù)維數(shù)和粒度；同化分析多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提高監(jiān)測(cè)精度等。

3.2 云計(jì)算技術(shù)與資源整合共享

信息化正面效應(yīng)顯著，同時(shí)也帶來(lái)高昂的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)代價(jià)。鑒于此，Google 等公司于 2006 年提出云計(jì)算（Cloud computing）思路，通過(guò)為信息系統(tǒng)需求者提供即時(shí)、有效、低廉的信息化資源服務(wù)，降低建管費(fèi)用。目前這種商業(yè)模式已成功推廣應(yīng)用，引起巨大影響。從技術(shù)層面看，云計(jì)算是分布式、并行、網(wǎng)格、效用等計(jì)算及虛擬化技術(shù)等一系列技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）認(rèn)為云計(jì)算是基于網(wǎng)絡(luò)按需使用共享資源的計(jì)算模式[6]。國(guó)內(nèi)有學(xué)者認(rèn)為云計(jì)算是將網(wǎng)絡(luò)上分散的信息集中在強(qiáng)大的服務(wù)器端協(xié)同工作[7]。因此，云計(jì)算的核心特征是按需配置共享資源的計(jì)算模式，將網(wǎng)絡(luò)資源，包括存儲(chǔ)、計(jì)算、數(shù)據(jù)及軟件資源描述為可配置共享的服務(wù)，典型模式如基礎(chǔ)資源即服務(wù)（IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）。

水利信息化資源整合困難，一直是影響整體效能充分發(fā)揮的主要制約因素。應(yīng)充分利用虛擬化、云存儲(chǔ)等技術(shù)的最新發(fā)展成果，實(shí)現(xiàn)水利信息化資源管理與服務(wù)能力的提升，具體可基于水利業(yè)務(wù)網(wǎng)，從國(guó)家、流域、省三級(jí)深入開(kāi)展資源整合，以建設(shè)水利基礎(chǔ)設(shè)施云為主，以公共資源云為補(bǔ)充，逐步構(gòu)建三級(jí)多點(diǎn)分布聯(lián)動(dòng)的云計(jì)算環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)分散獨(dú)立的存儲(chǔ)、備份、計(jì)算等資源的統(tǒng)一調(diào)度，管理和服務(wù)，促進(jìn)集約化利用資源?；炯軜?gòu)如圖3所示。

圖3 云化資源環(huán)境示意圖

3.3 主數(shù)據(jù)管理技術(shù)與業(yè)務(wù)協(xié)同

面對(duì)組織內(nèi)部各業(yè)務(wù)系統(tǒng)分散，數(shù)據(jù)異構(gòu)且質(zhì)量不一，造成資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的困難，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)集成技術(shù)基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了主數(shù)據(jù)管理（MDM）方法和技術(shù)[8]。通過(guò)將域內(nèi)各業(yè)務(wù)共同涉及的穩(wěn)定數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，形成貫穿各業(yè)務(wù)的權(quán)威、準(zhǔn)確、一致的實(shí)體關(guān)系視圖，從而實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享與協(xié)同。主數(shù)據(jù)管理需要統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)管理作保障，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上，依據(jù)元數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理和維護(hù)主數(shù)據(jù)。

復(fù)雜水問(wèn)題往往涉及多業(yè)務(wù)部門(mén)，需要跨部門(mén)業(yè)務(wù)協(xié)同。從信息流層面看，水利業(yè)務(wù)協(xié)同的核心是能夠按照水問(wèn)題域，提取、重組和處理分散于各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)信息，以滿足綜合決策需要。影響水利業(yè)務(wù)協(xié)同的主要原因是跨部門(mén)信息共享困難，而共享難的關(guān)鍵是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)間的異構(gòu)、冗余、重疊和不一致等問(wèn)題。依據(jù)主數(shù)據(jù)管理思路，需要從全局出發(fā)梳理橫跨不同業(yè)務(wù)部門(mén)的信息資源，可從重點(diǎn)業(yè)務(wù)領(lǐng)域信息資源規(guī)劃入手，建立橫跨各業(yè)務(wù)的統(tǒng)一水利對(duì)象模型，形成一致的業(yè)務(wù)實(shí)體與關(guān)系視圖。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利業(yè)務(wù)主數(shù)據(jù)的一致收集、更新、維護(hù)，以及統(tǒng)一交換、分發(fā)。以“一數(shù)一源、一源多用”的數(shù)據(jù)管理模式，支撐水利業(yè)務(wù)協(xié)同。

3.4 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)與創(chuàng)新利用

網(wǎng)絡(luò)普及和信息化應(yīng)用面持續(xù)擴(kuò)大，行業(yè)應(yīng)用陳述的數(shù)據(jù)呈爆炸性增長(zhǎng)，迎來(lái)了大數(shù)據(jù)時(shí)代。研究機(jī)構(gòu) Gartner 認(rèn)為大數(shù)據(jù)是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力、流程優(yōu)化力的海量及高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)[9]。對(duì)于大數(shù)據(jù)的挖掘和運(yùn)用，預(yù)示著新一波生產(chǎn)力增長(zhǎng)和消費(fèi)盈余浪潮的到來(lái)[10]。例如，F(xiàn)acebook 通過(guò)結(jié)合大量用戶信息，定制出高度個(gè)性化的用戶體驗(yàn)，并創(chuàng)造出一種新的廣告模式；沃爾瑪通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘重塑并優(yōu)化供應(yīng)鏈等。

經(jīng)過(guò)多階段實(shí)施水利信息化建設(shè)，如，國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)、全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和管理信息系統(tǒng)、水利電子政務(wù)等重大項(xiàng)目和水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、水利普查等專項(xiàng)工作，以及各項(xiàng)日常業(yè)務(wù)工作等，均積累了豐富的數(shù)據(jù)資源，從總量上看已是幾百 TB 的量級(jí)。因此，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，提升業(yè)務(wù)創(chuàng)新能力，是擺在水利信息化工作面前的新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇?？梢越Y(jié)合國(guó)家水信息基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)等專項(xiàng)工作，試點(diǎn)開(kāi)展基于水利大數(shù)據(jù)的水治理途徑；在水利信息化資源共享建設(shè)基礎(chǔ)上，基于資源云化環(huán)境，探索運(yùn)用大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、整理、提煉和相關(guān)分析等技術(shù)；結(jié)合長(zhǎng)期積淀的領(lǐng)域計(jì)算模型和知識(shí)，面向綜合決策、分析預(yù)警、應(yīng)急處置等場(chǎng)景，深入開(kāi)展水利大數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用，促進(jìn)“用數(shù)據(jù)說(shuō)話、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決策”的水利大數(shù)據(jù)治理能力。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)家信息化戰(zhàn)略和治水方略的重大調(diào)整，以及水利深化改革的具體舉措，對(duì)水利信息化提出更高要求。水利信息化工作需要進(jìn)一步調(diào)整思路，合理布局，正確定位，明確方向，著手解決與水利發(fā)展要求不適應(yīng)的緊迫問(wèn)題。以信息能力為視角的水利信息化建設(shè)體系，將工作重心放在信息化資源的管理與服務(wù)方面，符合信息化發(fā)展的新內(nèi)涵。依托現(xiàn)有水利信息化成果，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，瞄準(zhǔn)信息資源共享利用這一核心，深入開(kāi)發(fā)利用信息資源，全面提升信息能力，必將有力推動(dòng)“數(shù)字水利”向“智慧水利”轉(zhuǎn)變，促進(jìn)水利信息化跨越式發(fā)展，有力支撐水治理和水管理能力現(xiàn)代化進(jìn)程。

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Construction Conceptions and Key Technologies about Water Resources Informatization during 13th Five-Year

LI Chenming1,ZENG Yan2,WANG Huibin1,ZHANG Lili1

(1.Hohai University,Nanjing 210098,China;
2.Water Information Center,the Ministry of Water Resources,Beijing 100053,China)

13th Five-Year is one important stage to push forward water resources modernization process and promote water safety guarantee capability.Based on major changes of informatization strategy and water control policy of China,and requirement about water resources informatization which is put forward by water deepening reform,it is necessary to anew comb and plan technology system and strategy of informatization construction combining with developmental feature of latest information technology.This paper analyzes the relationship between information developing process and capability of information ability raise,and obtains the meaning of water resources informatization construction in the current emergency of the improvement of the information capability.It also states 13th Five-Year water resources informatization construction and technical ideas whose central content is informatization resource management and service,and gives some suggestions on how to construct and implement about the important parts in detail.

water resources informatization;13th Five-Year;construction conceive;key technology;information capability;cloud computing;internet of thing;master data

TV21

A

1674-9405(2015)01-0009-05

2015-01-05

李臣明（1969－），男，蒙古族，內(nèi)蒙古通遼人，博士，副教授，主要從事工作：復(fù)雜系統(tǒng)建模仿真，水信息學(xué)。