劉曙光 ，邱 宣 ，金輝明

（1.江山市水文站，浙江 江山 324100；2.杭州知水科技有限公司，浙江 杭州 310009）

1 問題的提出

我國經(jīng)過多年水文信息化建設(shè)，在水文自動測報、水文信息自動化采集處理、水文分析計算及水文專業(yè)系統(tǒng)建設(shè)方面取得了長足發(fā)展[1]。隨著當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，公眾對各種信息的實時獲取需求日益迫切，為公眾提供直觀可靠的水文信息服務(wù)成為水文部門當(dāng)前亟需解決的問題。與此同時，當(dāng)前基層水文部門資金和人力投入不足，部門人員結(jié)構(gòu)單一，技術(shù)人員缺乏，依靠一個基層水文部門的技術(shù)力量和資金實力很難建立綜合性的公眾化水文信息服務(wù)平臺。本文將研究充分運用當(dāng)前主流的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云技術(shù)，搭建基于云服務(wù)的集總式水文信息公眾發(fā)布云平臺，為基層水文部門提供統(tǒng)一的水文信息發(fā)布管理平臺，降低基層水文部門信息化建設(shè)的技術(shù)門檻，提高水情信息公眾發(fā)布效率。

2 總體框架結(jié)構(gòu)

平臺架構(gòu)可分為數(shù)據(jù)采集層、云數(shù)據(jù)中心層、服務(wù)支撐層、應(yīng)用層和角色層（見圖1）。

圖 1 系統(tǒng)總體框架圖

分布式數(shù)據(jù)采集層:采用分式架構(gòu)從各種數(shù)據(jù)源，實時準(zhǔn)確地采集各類水文應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)，其中包括實時水雨情數(shù)據(jù)、氣象未來降雨數(shù)據(jù)、雷達數(shù)據(jù)、衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)、臺風(fēng)路徑數(shù)據(jù)等。

云數(shù)據(jù)中心層:對數(shù)據(jù)進行集中式存儲和管理，其功能包括對數(shù)據(jù)匯集、過濾、存儲和分發(fā)應(yīng)用，同時系統(tǒng)對整個數(shù)據(jù)流程進行有效管理，保證數(shù)據(jù)的實時、準(zhǔn)確和可靠。

服務(wù)支撐層:為應(yīng)用層提供基礎(chǔ)性的信息服務(wù)，其中包括圖形生成服務(wù)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計服務(wù)、降雨分布圖生成服務(wù)、專題圖生成服務(wù)以及后續(xù)為應(yīng)用提供的其它服務(wù)。

應(yīng)用層:平臺通過調(diào)取基礎(chǔ)服務(wù)，生成各種前端展示功能并可對前端展示頁面進行個性化配置。其展示頁面包括水雨情地圖展示、水雨情綜合展示、區(qū)域平均雨量展示、水雨情過程展示及降雨分布圖展示等。

角色層:平臺的前面角色主要分為3類，一是管理人員，可以對各種終端展示頁面進行配置和管理；二是PC終端，可以在PC終端上顯示各種展示頁面；三是移動終端，可以在移動終端上顯示各種展示頁面。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 分布式數(shù)據(jù)采集技術(shù)

本平臺涉及到各種水文相關(guān)數(shù)據(jù)，可能分布在各個地方，同時可能來自不同的源頭。如實時水雨情數(shù)據(jù)來自水文部門的水情業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫；氣象數(shù)據(jù)來自氣象部門的數(shù)據(jù)接口服務(wù)；雷達、云圖和臺風(fēng)路徑數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò)等，無法采用通用的數(shù)據(jù)采集器采集所有數(shù)據(jù)。本平臺將采用分布式數(shù)據(jù)采集技術(shù)，把采集器分布在不同的服務(wù)器上，并采用不同的采集方式進行數(shù)據(jù)采集，提高系統(tǒng)的可擴展性、通用性和兼容性。

3.2 云數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

為了實現(xiàn)對基層水文部門的水文信息化服務(wù)，需要完成對全省范圍內(nèi)各種水文相關(guān)信息的實時采集。通過長期運行，數(shù)據(jù)量已達PB級別，采用常規(guī)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲技術(shù)已無法滿足實際應(yīng)用需求。本次建設(shè)將采用云端數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，建立海量并發(fā)數(shù)據(jù)并行接收處理和同步技術(shù)，提高系統(tǒng)并發(fā)處理能力，保障系統(tǒng)的可靠性和可用性。

3.3 基于 SOA 的微服務(wù)技術(shù)

面向所有基層水文部門的水情公眾信息發(fā)布，實現(xiàn)對公共資源的有效利用，并實現(xiàn)基礎(chǔ)平臺的服務(wù)功能。采用SOA的微服務(wù)架構(gòu)，開發(fā)各種通用服務(wù)，包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計、圖形生成、降雨分布圖生成、專題圖生成等，為平臺提供各個服務(wù)調(diào)用，實現(xiàn)平臺的通用性和可擴展性。

3.4 采用 VUE 的數(shù)據(jù)驅(qū)動編程技術(shù)

該平臺會涉及各個配置模塊，管理人員通過配置就可生成個性化的展示頁面。為了降低系統(tǒng)的開發(fā)難度，本次建設(shè)將采用當(dāng)前主流的VUE開發(fā)框架，通過框架的數(shù)據(jù)驅(qū)動機制，完成數(shù)據(jù)與展示內(nèi)容的有效對接，提高系統(tǒng)的開發(fā)效率。

4 平臺的應(yīng)用

江山市水文部門通過平臺后臺配置功能完成了展示頁面的個性化定制，實現(xiàn)水情信息的前臺展示，其展示內(nèi)容包括地圖化水雨情信息、各站綜合信息、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均雨量、各區(qū)域平均雨量、較大雨量站點雨量圖形及水利宣傳標(biāo)語等。以圖表為主，文字為輔，直觀生動。

4.1 地圖化水雨情信息

提供地圖化實時水雨情信息展示功能。在地圖上顯示重要站點水雨情信息，包括站點的最新水位、昨日雨量和今日雨量，并可根據(jù)水位情況，以不同等級進行顯示，超警戒站點以黃色顯示，超保證站點以紅色顯示。并提供重要站點的過程顯示功能，動態(tài)顯示站點水雨情過程信息。并把站點分成3部分內(nèi)容進行展示，分別為江山港河道站及3大水庫、國家重點雨量站及?。?）型水庫。

4.2 水雨情站點綜合顯示

提供各水雨情站點的綜合顯示功能，并對水雨情站點進行分類顯示。內(nèi)容包括站點的昨日雨量、今日雨量、近一小時雨量、前一小時雨量、最新水位、最新庫容、水位上報時間及特征水位。同時系統(tǒng)可根據(jù)當(dāng)前水位情況，顯示出漲落情況及超警戒情況。用戶根據(jù)應(yīng)用對站點進行分類，分類基本與地圖化水雨情信息展示一致，分別為河道站及大中型水庫、國家雨量站以及?。?）型水庫。

4.3 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均雨量

根據(jù)行政化管理需求，頁面提供對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均雨量信息的展示功能。根據(jù)配置好的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)根據(jù)站信息，生成各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均雨量信息，其展示內(nèi)容包括今日雨量和昨日雨量，同時可根據(jù)不同的雨量等級以不同的圖標(biāo)進行展示。

4.4 較大雨量站點雨量圖形

根據(jù)水文的應(yīng)用慣例，頁面提供對區(qū)域平均雨量統(tǒng)計分析功能，可對江山市的北部、中部和南部進行統(tǒng)計，生成各區(qū)域的昨日和今日平均雨量值并進行顯示，同時對全市所有站點的雨量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，提取雨量較大的站點，以柱狀圖顯示。

4.5 水利宣傳標(biāo)語

可根據(jù)用戶需求，制作水利宣傳標(biāo)語，并在展板上進行動態(tài)顯示。

5 結(jié) 語

本文從基層水文部門的實際出發(fā)，提出基于云服務(wù)建設(shè)集總式水情公眾發(fā)布平臺，在本研究中主要取得以下研究成果:

（1）針對基層水文的資金和人力現(xiàn)狀，利用技術(shù)換人思路，充分運用現(xiàn)代化云技術(shù)，有效突破基層信息化建設(shè)中的技術(shù)和人力瓶頸，為基層水文信息化建設(shè)提供新的解決方案。

（2）通過集成化平臺建設(shè)，提高水文信息展示效果，提高水文數(shù)據(jù)的質(zhì)量和管理效率。

（3）通過在江山市水文部門的實際應(yīng)用，利用云存儲技術(shù)和扁平化數(shù)據(jù)管理方式，切實減輕基層技術(shù)人員的日常運維壓力，充分發(fā)揮水文數(shù)據(jù)的共享能力和應(yīng)用效益。

（4）在后期的平臺運維中，充分發(fā)揮基層水文部門的實踐優(yōu)勢，在采納基層人員意見的基礎(chǔ)上，對平臺進行不斷地完善和升級，發(fā)揮平臺的公眾發(fā)布優(yōu)勢。