張 文 ，陳雅莉 ，徐小迪 ，孟令奎

（1. 武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430079；2. 長江水利委員會水文局，湖北 武漢 430010）

0 引言

近年來，隨著信息化技術(shù)的日新月異，水利應(yīng)用的深度和廣度都有了極大提升，水利“一張圖”、智慧水利等重大水利信息化項(xiàng)目建設(shè)的不斷推進(jìn)，以及更深層次的水利應(yīng)用，都彰顯出對水利數(shù)據(jù)應(yīng)用中數(shù)據(jù)資源整合、一體化應(yīng)用的迫切需求[1–2]。水利部于 2017 年正式印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)水利大數(shù)據(jù)的指導(dǎo)意見》，明確了“十三五”期間堅(jiān)持推進(jìn)創(chuàng)新、不斷拓展水利數(shù)據(jù)應(yīng)用的目標(biāo)和任務(wù)，有力地響應(yīng)了國家的大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，水利數(shù)據(jù)大有可為。

水利大數(shù)據(jù)是由水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以及水利相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域及社會公眾提供的數(shù)據(jù)構(gòu)成的，并且是用常規(guī)的數(shù)據(jù)分析方法難以在合理時(shí)間內(nèi)獲取、存儲、處理和分析的數(shù)據(jù)集，為此需要借助大數(shù)據(jù)相關(guān)的技術(shù)和方法對其進(jìn)行處理、分析、信息挖掘以實(shí)現(xiàn)水利管理決策[3–6]。水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是水利大數(shù)據(jù)的核心組成部分之一，對于水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的整合和管理水平，會極大地影響水利大數(shù)據(jù)的處理、分析與應(yīng)用。針對水文數(shù)據(jù)資源的管理、共享問題，水利部信息中心編制了《水利信息化資源整合共享頂層設(shè)計(jì)》，提出通過數(shù)據(jù)資源整合與共享，對水利業(yè)務(wù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫信息資源進(jìn)行梳理，形成信息資源目錄體系，并基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)各級水利部門之間、各應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換與共享[7–8]。就應(yīng)用層面而言，水利業(yè)務(wù)正在逐步深入和拓展，在河長制管理、水政執(zhí)法、涉水生態(tài)環(huán)境維護(hù)及大型水利工程監(jiān)測等業(yè)務(wù)應(yīng)用中都出現(xiàn)了對多種水利要素的綜合應(yīng)用需求，往往需要快速查詢、調(diào)度多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并在應(yīng)用中進(jìn)行整合，水利數(shù)據(jù)分而治之的現(xiàn)狀對業(yè)務(wù)應(yīng)用來說是一大痛點(diǎn)。就技術(shù)層面而言，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng) +”等先進(jìn)信息技術(shù)的快速發(fā)展為水利大數(shù)據(jù)的整合應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，這些技術(shù)在數(shù)據(jù)分析和挖掘方面的出色能力也催發(fā)了水利數(shù)據(jù)資源整合的技術(shù)研發(fā)和業(yè)務(wù)應(yīng)用需要。就水利數(shù)據(jù)的管理現(xiàn)狀而言，由于部門職能差異和水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的多樣性，分庫進(jìn)行數(shù)據(jù)管理是水利管理的基本需要，也支撐著大量現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。如何在保障現(xiàn)有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多類水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)資源的有效整合，為跨庫的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供有力的數(shù)據(jù)支撐，是當(dāng)前水利應(yīng)用快速發(fā)展中必須解決的一大難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。

為此，立足于水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫管理的現(xiàn)狀，考慮跨多庫的水利數(shù)據(jù)資源整合問題，兼顧水利數(shù)據(jù)管理中的業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化需要，結(jié)合工作流、統(tǒng)一數(shù)據(jù)資源索引模型、元數(shù)據(jù)管理和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫引擎等技術(shù)，在多種水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的上層構(gòu)建數(shù)據(jù)資源整合層，為跨庫的應(yīng)用提供透明和自動(dòng)化的數(shù)據(jù)查詢、申請、提取、更新等技術(shù)支持，也為更深層次的水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可視化、分析與挖掘提供一體化的數(shù)據(jù)保障。

1 水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫管理現(xiàn)狀分析

各庫分而治之是目前甚至未來很長一段時(shí)期水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫管理的基本現(xiàn)狀，這與水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的差異性大，很難通過統(tǒng)一的表結(jié)構(gòu)滿足不同類型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫管理的需求有很大關(guān)系。目前水利部門常用的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫多達(dá)十幾種，如基礎(chǔ)水文、實(shí)時(shí)水雨情、水質(zhì)、水資源、水利工程等數(shù)據(jù)庫，在實(shí)際的項(xiàng)目應(yīng)用中，很難有一個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫能夠滿足應(yīng)用需求，跨庫的業(yè)務(wù)應(yīng)用是常態(tài)的。由于不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫在設(shè)計(jì)時(shí)，側(cè)重于考慮對所管理水利對象的有效表達(dá)，因此，在跨庫的業(yè)務(wù)應(yīng)用中，異構(gòu)水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問是一大難題。一方面，水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫分而治之是現(xiàn)狀，也是業(yè)務(wù)需要，設(shè)想一種可滿足所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理需要的水利數(shù)據(jù)庫，其結(jié)構(gòu)將會是異常龐雜的，數(shù)據(jù)庫的維護(hù)、管理和更新都將成為桎梏，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)尚需時(shí)日，也有待對水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及其相互關(guān)系進(jìn)行深入梳理和探索；另一方面，多庫聯(lián)合的水利應(yīng)用新需求是目前的主要發(fā)展趨勢，應(yīng)用市場迫切需要多庫數(shù)據(jù)的聯(lián)合應(yīng)用，既能夠尊重現(xiàn)有的管理模式，又能夠有效達(dá)成多類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的有效整合和協(xié)同應(yīng)用。

常見的水利業(yè)務(wù)需求包括洪澇、干旱、陸表水體、水土流失、水工程安全運(yùn)行和建設(shè)、水資源開發(fā)利用、城鄉(xiāng)供水和節(jié)水的日常監(jiān)測與管理等類型[1]，這些業(yè)務(wù)應(yīng)用具有顯著的共性需求，如數(shù)據(jù)的多樣性、處理的實(shí)時(shí)性和服務(wù)的智能性等需求，反映到對水利數(shù)據(jù)的管理上，要求數(shù)據(jù)管理應(yīng)當(dāng)具備數(shù)據(jù)一體化管理、自動(dòng)化處理和智能化服務(wù)等能力，這是水利數(shù)據(jù)整合的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)所在。

2 水利數(shù)據(jù)多庫智能整合機(jī)制

水利數(shù)據(jù)的多庫智能整合，應(yīng)立足于水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀，在充分理清現(xiàn)有水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫共性和差異的基礎(chǔ)上，求同存異，構(gòu)建水利數(shù)據(jù)整合模型，在物理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫與多樣的水利應(yīng)用之間鑄就水利數(shù)據(jù)整合層。一方面，水利數(shù)據(jù)整合層能夠確保現(xiàn)有各水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的獨(dú)立性和安全性；另一方面，整合層數(shù)據(jù)模型必將與水利數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用需求和模式深度契合，能夠?qū)?yīng)用中所需要的關(guān)鍵的共性信息進(jìn)行抽析并納入數(shù)據(jù)模型中，從而成為聯(lián)結(jié)多個(gè)水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的有力紐帶。

多庫整合是為了滿足水利應(yīng)用中不斷增長的多庫聯(lián)合檢索與分析應(yīng)用需求，整合機(jī)制的有效性不僅與水利數(shù)據(jù)整合數(shù)據(jù)模型密切相關(guān)，也與水利數(shù)據(jù)管理的自動(dòng)化、智能化水平密不可分。就水利數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用現(xiàn)狀而言，從各類站點(diǎn)實(shí)測數(shù)據(jù)的入庫、管理、查詢、申請、提取到應(yīng)用，當(dāng)中每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力成本，極易成為水利數(shù)據(jù)應(yīng)用的性能瓶頸。因此，在水利數(shù)據(jù)多庫整合中，需要針對數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用環(huán)節(jié)存在的問題，采用有效的技術(shù)手段，充分提升數(shù)據(jù)管理和服務(wù)的自動(dòng)化、智能化水平[9–11]。

因此，水利數(shù)據(jù)多庫智能整合機(jī)制包括 3 個(gè)層面的主要內(nèi)容，示意圖如圖 1 所示。首先，水利數(shù)據(jù)整合模型的設(shè)計(jì)是核心，由于整合模型建立在各個(gè)物理的水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫之上，是各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫之間的紐帶，有效表達(dá)各庫的共性信息是關(guān)鍵，在這個(gè)層面，主要借助統(tǒng)一的資源索引模型和水利資源編碼，結(jié)合元數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)；其次，在水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫整合過程中，需要建立整合數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)擴(kuò)展機(jī)制，保障水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫能夠靈活、便捷地接入整合層，使數(shù)據(jù)整合變得簡單，這主要借助異構(gòu)數(shù)據(jù)庫引擎的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；再者，水利數(shù)據(jù)多庫整合的目的是為了更有效地為跨庫應(yīng)用提供支持，對應(yīng)用層面的智能化服務(wù)能力是關(guān)鍵，智能化服務(wù)主要體現(xiàn)在整合數(shù)據(jù)資源的查詢檢索是否智能化及數(shù)據(jù)申請和獲取的過程是否智能化 2 個(gè)方面。統(tǒng)一的資源索引模型建立后，通過查詢算法的優(yōu)化，可支持智能化的整合數(shù)據(jù)資源查詢；而數(shù)據(jù)申請和獲取過程的智能化，則需要在了解當(dāng)前數(shù)據(jù)管理模式的基礎(chǔ)上，利用工作流技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的線上查詢、申請和獲取的一體化服務(wù)機(jī)制。通過 3 個(gè)層面的協(xié)同作用，水利數(shù)據(jù)多庫智能整合就能夠?yàn)榭缍鄠€(gè)水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用提供有力的數(shù)據(jù)和服務(wù)支持。

圖 1 水利數(shù)據(jù)多庫智能整合機(jī)制示意圖

2.1 水利數(shù)據(jù)資源整合模型

水利數(shù)據(jù)多庫智能整合的關(guān)鍵是建立水利數(shù)據(jù)資源整合模型，示意圖如圖 2 所示。水利數(shù)據(jù)資源整合的切入點(diǎn)是測站，因?yàn)闇y站是水利數(shù)據(jù)最主要的數(shù)據(jù)源。許多測站觀測數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度非常大，在長達(dá)數(shù)十年的觀測中，往往會經(jīng)歷測站的遷移、更名等變更問題，導(dǎo)致同一個(gè)數(shù)據(jù)庫內(nèi)部，也常常出現(xiàn)觀測時(shí)間序列斷裂和數(shù)據(jù)記錄不連續(xù)的問題。不解決數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的記錄序列斷裂問題，就很難有效支持長時(shí)間序列的水利分析與應(yīng)用。

圖 2 水利數(shù)據(jù)資源整合模型

因此，對水利數(shù)據(jù)資源的整合，不應(yīng)當(dāng)僅僅是多庫之間淺層次的聯(lián)合，還應(yīng)考慮數(shù)據(jù)本身的邏輯聯(lián)系。以資源整合為目標(biāo)，立足于觀測測站這一重要的共性數(shù)據(jù)特征，理清測站的沿革，恢復(fù)完整的長時(shí)間數(shù)據(jù)序列，保證數(shù)據(jù)庫內(nèi)容數(shù)據(jù)的連續(xù)性和可用性是整合的基礎(chǔ)。由于歷史原因，水文站、降水站、墑情站等不同類型測站的編碼方法不同，直接導(dǎo)致了不同水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫之間彼此分隔，難以相互連通，無法通過統(tǒng)一的方法調(diào)用。以測站編碼為突破點(diǎn)，面向多類觀測測站設(shè)計(jì)統(tǒng)一的編碼方法，建立不同類型的觀測測站和數(shù)據(jù)之間的有機(jī)關(guān)聯(lián)，是構(gòu)建水利數(shù)據(jù)資源整合模型的關(guān)鍵點(diǎn)。

測站統(tǒng)一編碼結(jié)合規(guī)范的數(shù)據(jù)類型編碼，構(gòu)成水利資源編碼，既可有效地標(biāo)定數(shù)據(jù)內(nèi)容，建立與原數(shù)據(jù)庫之間的邏輯聯(lián)系，又面向應(yīng)用提供統(tǒng)一的映射標(biāo)識。在此基礎(chǔ)上，選取用戶所關(guān)心的數(shù)據(jù)共性字段，如管理機(jī)構(gòu)、流域水系、測站位置、觀測時(shí)序和要素等，建立資源索引模型，可形成整合后的水利數(shù)據(jù)資源索引。這些信息來源于各個(gè)獨(dú)立的水利數(shù)據(jù)庫，是對真實(shí)信息的反映，在物理獨(dú)立的多個(gè)數(shù)據(jù)庫與追求“多、快、全”的用戶之間建立數(shù)據(jù)資源整合信息庫，讓用戶通過統(tǒng)一的資源索引接口完成“多、快、全”的智能化數(shù)據(jù)檢索，快速把握數(shù)據(jù)的基本情況。當(dāng)然，用戶對于水利數(shù)據(jù)資源索引可能是陌生的，對其中的部分索引字段甚至不太理解，一個(gè)大而全的整合資源面向的是來自于不同領(lǐng)域的用戶，各自具備不同的知識背景，為了幫助用戶更好地理解整合信息的意義，建立索引信息的元數(shù)據(jù)則是必不可少的。

綜上所述，水利數(shù)據(jù)資源整合模型結(jié)合了統(tǒng)一的水利資源編碼、索引模型和元數(shù)據(jù)。整合模型向下連接著多個(gè)異構(gòu)的水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，是多個(gè)物理數(shù)據(jù)庫的安全防護(hù)；向上支持復(fù)雜的水利計(jì)算與分析應(yīng)用，為多庫一體化智能檢索提供有力的支持。

2.2 水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)擴(kuò)展機(jī)制

水利數(shù)據(jù)多個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的整合不可能是一蹴而就的，必然是分階段、步驟逐步實(shí)施的，因此，在整合中，不能只顧眼前的工作，必須考慮到不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫逐步融入的過程，反映到整合機(jī)制的設(shè)計(jì)上，則是對水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)擴(kuò)展能力的支持。

這種動(dòng)態(tài)擴(kuò)展能力，一方面體現(xiàn)在水利數(shù)據(jù)資源整合模型本身的兼容能力上，特別是水利數(shù)據(jù)資源編碼對不同的流域水系、管理機(jī)構(gòu)、測站和類型數(shù)據(jù)的覆蓋能力。因此，水利數(shù)據(jù)資源編碼應(yīng)當(dāng)映射對應(yīng)的流域水系、管理機(jī)構(gòu)、測站和類型數(shù)據(jù)，映射編碼還應(yīng)當(dāng)具有足夠的存儲空間，保障未來的進(jìn)一步擴(kuò)展。另一方面，在資源整合機(jī)制中，新數(shù)據(jù)庫的接入和水利數(shù)據(jù)整合資源索引的抽取應(yīng)當(dāng)是智能的、可擴(kuò)展的，可根據(jù)整合的需要?jiǎng)討B(tài)地接入新的水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，靈敏地實(shí)現(xiàn)水利整合索引字段的映射，并自動(dòng)化完成索引的抽取，因此，需設(shè)計(jì)面向異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫引擎，支持異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的注冊、訪問，支持水利整合索引字段的交互式映射，并結(jié)合并行化處理技術(shù)高效地抽取相應(yīng)的水利資源索引信息，具體如圖 3 所示。

圖 3 異構(gòu)數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)擴(kuò)展方法

2.3 水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)自動(dòng)化服務(wù)

水文數(shù)據(jù)資源整合是為了更好地服務(wù)于復(fù)雜的水文計(jì)算和分析應(yīng)用，如果仍然沿用傳統(tǒng)的水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)模式，資源整合的效用很難體現(xiàn)出來。因?yàn)殡m然水利數(shù)據(jù)資源的查詢和數(shù)據(jù)提取是一體化的，但是水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的申請、審核等流程按照傳統(tǒng)的人工工作模式，需要占據(jù)大量的時(shí)間和人力成本，容易受到外在因素，如工作時(shí)間、人員變動(dòng)等的影響，顯然會嚴(yán)重限制數(shù)據(jù)資源的可用性。

在充分研究水利數(shù)據(jù)申請和使用業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)自動(dòng)化服務(wù)工作流是非常必要的，采用在線模式進(jìn)行數(shù)據(jù)的申請、審核和提交，不受時(shí)間、地點(diǎn)、人員的限制，可以極大降低數(shù)據(jù)資源獲取的時(shí)間和人力成本。根據(jù)水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理要求，水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的申請和使用包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)申請、不同級別管理機(jī)構(gòu)審批、數(shù)據(jù)管理部門提交數(shù)據(jù)四大關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工作核心是用戶申請的數(shù)據(jù)對象，因此，數(shù)據(jù)服務(wù)工作流構(gòu)建的核心是用戶申請的數(shù)據(jù)集，外在表現(xiàn)形式可以是用戶的數(shù)據(jù)申請電子表單，面向用戶申請數(shù)據(jù)集的服務(wù)工作流如圖 4 所示。用戶查詢水利數(shù)據(jù)資源索引，獲得并選取所需的數(shù)據(jù)集索引，可以生成數(shù)據(jù)申請表單并提交，數(shù)據(jù)申請表單經(jīng)過行政管理部門用戶審核通過，數(shù)據(jù)管理員將獲取審核結(jié)果，并完成數(shù)據(jù)的提取和交付。在服務(wù)工作流中，涉及到應(yīng)用用戶、行政管理用戶、數(shù)據(jù)管理員等具有不同權(quán)限和角色的用戶，各自承擔(dān)不同的職責(zé)，執(zhí)行不同的操作，因此在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，用戶和日志的管理是服務(wù)工作流實(shí)現(xiàn)的重要輔助模塊。

圖 4 水利資源數(shù)據(jù)服務(wù)工作流

3 水利數(shù)據(jù)多庫智能整合與數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用

基于提出的水利數(shù)據(jù)多庫智能整合思路，先后將其應(yīng)用于長江水文數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務(wù)和資源整合中，分別構(gòu)建水文數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)和資源整合與索引2 個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)長江流域水文數(shù)據(jù)資源的規(guī)范管理與高效使用。其中水文數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)側(cè)重于智能化的水文數(shù)據(jù)服務(wù)，基于工作流技術(shù)實(shí)現(xiàn)水利數(shù)據(jù)資源查詢、申請、審核和提取的一體化及自動(dòng)化服務(wù)。水文數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全流程的自動(dòng)化操作，根據(jù)水利數(shù)據(jù)資源索引的查詢結(jié)果自動(dòng)生成申請表單，審核人員在線進(jìn)行審核，可支持任意時(shí)間、地點(diǎn)的靈活工作模式，數(shù)據(jù)管理員可一鍵式完成數(shù)據(jù)集的提取。一方面，水利數(shù)據(jù)資源索引能讓用戶快速掌握數(shù)據(jù)情況，快速查詢目標(biāo)數(shù)據(jù)集，不再是在對數(shù)據(jù)了解為零的情況下盲目提交申請，而是精準(zhǔn)到具體的觀測要素和時(shí)間范圍。另一方面，與傳統(tǒng)的工作模式比較，數(shù)據(jù)審核和提取的時(shí)間縮短了數(shù)十倍，從傳統(tǒng) 2～4 h 的時(shí)間消耗縮短到現(xiàn)在分鐘級別的操作，極大提升了工作效能。

水文資源整合與索引系統(tǒng)面向日常水利工作中最常用的基礎(chǔ)水文、實(shí)時(shí)水雨情和水質(zhì)等數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建了水利數(shù)據(jù)資源整合模型，建立了面向異構(gòu)水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的水利數(shù)據(jù)資源索引和元數(shù)據(jù)庫。除了支持已經(jīng)整合的三大數(shù)據(jù)庫，還可拓展到其他水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的注冊、接入和資源索引抽取，具有靈活的擴(kuò)展能力。對水文資源整合與索引系統(tǒng)管理的 495 個(gè)測站數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對所有在測項(xiàng)目進(jìn)行檢索對比，發(fā)現(xiàn)基于整合索引的檢索比傳統(tǒng)方式縮短了超過 90% 的耗時(shí)，耗時(shí)對比圖如圖 5 所示。利用整合索引進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，相對于傳統(tǒng)的分庫檢索機(jī)制，檢索效率有極大的提高。

水利數(shù)據(jù)資源索引支持基于水文站、管理機(jī)構(gòu)和流域水系 3 種不同的索引模式，還可根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行資源索引的個(gè)性化定制，從而滿足不同類型用戶的檢索需求，定制頁面如圖 6 所示。

圖 5 整合索引與傳統(tǒng)方法數(shù)據(jù)檢索耗時(shí)對比圖

水文數(shù)據(jù)資源整合系統(tǒng)在長江水文局上線運(yùn)行以來，已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行了 2 a 多的時(shí)間，為各科研機(jī)構(gòu)和業(yè)務(wù)單位提供數(shù)據(jù)服務(wù)千余次，數(shù)據(jù)記錄超過百萬條，支持了多個(gè)跨庫的水利分析和應(yīng)用項(xiàng)目，并為長江水利委員會的水利“一張圖”提供了重要的數(shù)據(jù)支持。未來，隨著水利數(shù)據(jù)整合對象的不斷拓展，該系統(tǒng)必將發(fā)揮更大的作用。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來，智慧水利的建設(shè)也日益深入，支持水利智慧，必須要有智慧、可靠的數(shù)據(jù)作為支撐，水利數(shù)據(jù)多庫智能整合機(jī)制利用水利數(shù)據(jù)資源索引模型建立異構(gòu)的水利數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫之間的邏輯關(guān)聯(lián)，可讓多庫聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用變得簡單可行。基于該機(jī)制所建立的水文數(shù)據(jù)整合及服務(wù)系統(tǒng)在長江水文局實(shí)際的業(yè)務(wù)運(yùn)行當(dāng)中發(fā)揮了顯著的性能優(yōu)勢，使得多個(gè)異構(gòu)水文數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的聯(lián)合檢索效率得到了數(shù)十倍的提升，同時(shí)，水文數(shù)據(jù)對外服務(wù)的耗時(shí)也大大縮減，極大提升了跨庫的水利數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)能力和水平。當(dāng)前的應(yīng)用表明，水利數(shù)據(jù)多庫智能整合機(jī)制為當(dāng)前條件下水利數(shù)據(jù)資源的整合與跨庫應(yīng)用提供了可靠的思路，這些應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可推廣到其他流域機(jī)構(gòu)、省級水利部門，為智慧水利和水利大數(shù)據(jù)的建設(shè)提供最堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖 6 索引定制頁面