摘要：為了提升水文檔案管理水平和利用效率，研究現(xiàn)代信息技術(shù)在水文檔案管理中的應(yīng)用，探討了水文檔案管理現(xiàn)狀及存在的問題，分析了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在水文檔案管理中的作用，以長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局檔案管理為例，研討了基于現(xiàn)代信息技術(shù)的水文檔案管理方式及水文檔案管理面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。研究成果可為水文檔案管理創(chuàng)新提供參考。

關(guān)鍵詞：水文檔案； 現(xiàn)代信息技術(shù)； 高效管理

中圖法分類號(hào)：P33

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.S1.021

文章編號(hào)：1006-0081（2024）S1-0079-04

0 引 言

水文檔案是水利單位和個(gè)人在從事水文測(cè)驗(yàn)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、河道測(cè)繪、水文氣象預(yù)報(bào)、水文水資源分析與開發(fā)、水文自動(dòng)測(cè)報(bào)、網(wǎng)絡(luò)信息建設(shè)、水利科學(xué)研究、基本建設(shè)、行政管理、黨務(wù)管理、財(cái)務(wù)管理、工程管理、科技管理、學(xué)術(shù)交流、外事活動(dòng)等工作中形成的，具有保存價(jià)值和歷史查考憑證作用的紙質(zhì)文件、電子文件、聲像資料等不同形式的歷史記錄［1］。水文檔案是國(guó)家重要的基礎(chǔ)信息資源之一，被廣泛應(yīng)用于防汛抗旱、水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、水資源管理與開發(fā)利用、水環(huán)境保護(hù)、水科學(xué)研究及其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，為水利和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展提供科學(xué)決策依據(jù)［2］。隨著社會(huì)發(fā)展，人們對(duì)水文檔案信息的需求日益增長(zhǎng)，水文檔案管理必須實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、科學(xué)化、高效管理。

水文檔案具有3個(gè)顯著特點(diǎn)，分別是區(qū)域性、統(tǒng)一性和時(shí)間性［3］。區(qū)域性特點(diǎn)指水文檔案往往按照地區(qū)進(jìn)行劃分；統(tǒng)一性與區(qū)域性相對(duì)應(yīng)，指水文檔案能夠?qū)崿F(xiàn)全國(guó)共享且具有統(tǒng)一的管理形式；時(shí)間性指水文檔案需要準(zhǔn)確記錄水文信息的時(shí)間［3-4］。水文檔案種類、數(shù)量眾多，以長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局水文檔案為例，包括水文測(cè)驗(yàn)、測(cè)繪、水環(huán)境、水資源、水文氣象預(yù)報(bào)、科研、綜合等類別，平均每年超7 500卷［5］。水文檔案的重要性決定了檔案的高使用率。然而，由于水文檔案的特點(diǎn)以及管理技術(shù)的限制和資源約束，水文檔案管理存在數(shù)據(jù)更新慢、查詢效率低、資料易損毀、難以共享和使用效率低等問題。

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了數(shù)據(jù)處理、分析、檢索能力的提升，增強(qiáng)信息共享的便捷性以及決策支持的科學(xué)性，能夠加大推動(dòng)水文檔案管理向數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向轉(zhuǎn)型。因此，探究現(xiàn)代信息技術(shù)與水文檔案高效管理的結(jié)合，對(duì)于提升水文檔案管理水平和利用效率具有重要意義，可以幫助構(gòu)建更為精細(xì)、智能、高效的水文信息服務(wù)體系。

1 傳統(tǒng)管理方式存在的問題

1.1 管理效率低

為保證水文檔案的可靠性、準(zhǔn)確性、規(guī)范性，以水文測(cè)驗(yàn)類檔案為例，檔案信息從收集、制作、校審、整編、審查到歸檔全過(guò)程均有嚴(yán)格的規(guī)定。從格式的調(diào)整，封面、責(zé)任頁(yè)的制作，內(nèi)容的打印，頁(yè)碼的編寫到資料的移交，檔案的登記保存等需經(jīng)過(guò)系列規(guī)范的流程。由于測(cè)驗(yàn)資料線多面廣、時(shí)間序列長(zhǎng)、種類多，歸檔過(guò)程涉及不同部門、不同地區(qū)的眾多人員，要形成規(guī)范統(tǒng)一的檔案資料，需要經(jīng)過(guò)系列統(tǒng)一培訓(xùn)，反復(fù)修改審查，從制作到歸檔完成需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間，管理效率低且不能保證資料的時(shí)效性。

1.2 使用效率低

水文檔案的利用通常需要長(zhǎng)序列多要素多站點(diǎn)的信息，以分析河床演變?yōu)槔?，需查詢多個(gè)斷面的水位過(guò)程、流量過(guò)程、輸沙過(guò)程、含沙量過(guò)程、斷面數(shù)據(jù)、懸移質(zhì)顆粒級(jí)配成果、河床質(zhì)顆粒級(jí)配成果等信息，可能需要翻閱上百本紙質(zhì)檔案，通過(guò)資料的查找、翻閱、抄錄轉(zhuǎn)化為需要的系列水文數(shù)據(jù)，然后根據(jù)使用需求計(jì)算才能得到最終需要的數(shù)據(jù)。過(guò)程中還會(huì)存在數(shù)據(jù)抄錄錯(cuò)誤、需求資料被借走等情況，導(dǎo)致無(wú)法一次性完成資料的收集。為解決水文檔案高利用率需求與低查詢效率之間的矛盾，必須提高水文檔案管理水平。

1.3 檢索查詢不方便

紙質(zhì)水文檔案根據(jù)歸檔時(shí)形成的電腦目錄進(jìn)行檢索，以長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局為例，平均每年超過(guò)7 500卷資料，以10 a的資料計(jì)算，從7.5萬(wàn)卷資料中檢索出100冊(cè)資料，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，且中間還存在檔案管理人員更換、交接，新的管理員對(duì)歷史檔案不夠熟悉等人為因素。

2 現(xiàn)代信息技術(shù)在水文檔案管理中的應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)作為信息存儲(chǔ)與管理的核心工具，在20世紀(jì)60年代首次出現(xiàn)，至今已有數(shù)十年的歷史。近幾年，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)科技蓬勃演進(jìn)，數(shù)據(jù)庫(kù)在理論架構(gòu)和實(shí)際應(yīng)用發(fā)展上都有很大進(jìn)展［6］。在水文檔案管理過(guò)程中，存在無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)處理大量信息數(shù)據(jù)的問題，在引進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)后，可對(duì)海量資料進(jìn)行快速整合和分析，為管理者提供有效的決策支持［7］。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)集中化、高容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中樞，能夠有效地收納海量數(shù)據(jù)及相關(guān)元信息，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，高效便捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、更新和維護(hù)。此外，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)憑借先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理機(jī)制，不僅能夠保證數(shù)據(jù)的安全備份和即時(shí)恢復(fù)，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性，而且能嚴(yán)格把控安全防護(hù)措施，降低數(shù)據(jù)丟失或被非法篡改的風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)庫(kù)作為水文檔案信息化管理的基石，有力支撐了水文檔案信息的快速檢索、自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)、多維度分析以及深層挖掘等能力，從而全面提升水文檔案管理水平。

2.2 地理信息系統(tǒng)技術(shù)

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種強(qiáng)大的信息技術(shù)手段，用于捕捉、存儲(chǔ)、分析和視覺呈現(xiàn)所有類型的地理數(shù)據(jù)。GIS技術(shù)提供了空間數(shù)據(jù)處理和分析的能力，被廣泛應(yīng)用于流域地形特征解析、洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、水資源分布的映射等方面。在水文檔案管理中，GIS技術(shù)能夠很好地與水文檔案區(qū)域性特點(diǎn)相結(jié)合，幫助資料管理者和使用者直觀、立體地查看水文檔案在地理空間上的分布，從而優(yōu)化水文檔案管理流程，提升數(shù)據(jù)檢索效率。

2.3 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)提供了一種靈活、可擴(kuò)展的資源和服務(wù)交付模式，它允許用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問共享的計(jì)算資源池（如計(jì)算能力、存儲(chǔ)、應(yīng)用程序和服務(wù)）。傳統(tǒng)的檔案電子化存儲(chǔ)常常面臨空間受限、數(shù)據(jù)安全隱患等諸多問題，而云計(jì)算憑借其規(guī)模、彈性的存儲(chǔ)能力，可以依據(jù)業(yè)務(wù)需求實(shí)時(shí)靈活地調(diào)整存儲(chǔ)容量，確保檔案長(zhǎng)期安全保存。同時(shí)，云計(jì)算技術(shù)提供高級(jí)的數(shù)據(jù)加密技術(shù)和安全防護(hù)措施，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程安全存儲(chǔ)、冗余備份及災(zāi)備恢復(fù)機(jī)制，以保障數(shù)據(jù)的安全性，有效抵御硬件故障、數(shù)據(jù)遺失等風(fēng)險(xiǎn)，維持檔案數(shù)據(jù)的完整性與可用性。此外，云計(jì)算技術(shù)的并行處理能力和大數(shù)據(jù)分析功能對(duì)于處理龐雜的水文檔案信息集合具有顯著價(jià)值，可以支撐復(fù)雜的模擬運(yùn)算、大規(guī)模數(shù)據(jù)分析任務(wù)，有力推動(dòng)水文檔案信息深度挖掘和高效利用進(jìn)程。

2.4 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)專精于從規(guī)模龐大且多元異構(gòu)的數(shù)據(jù)集中提取價(jià)值信息。大數(shù)據(jù)分析還可以助力辨識(shí)數(shù)據(jù)中的異常值，從而提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，分析水文檔案使用需求規(guī)律，探析水文周期模式，預(yù)測(cè)極端天氣事件發(fā)生概率與影響，以及評(píng)估氣候變化對(duì)水資源的影響，更好地理解和揭示水資源長(zhǎng)期演變趨勢(shì)，并據(jù)此制定科學(xué)的管理策略。此外，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析將在水文檔案管理中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策等能力，發(fā)揮更大的作用。

3 水文檔案高效管理的實(shí)現(xiàn)

以長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局為例，對(duì)水文檔案高效管理的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探討。長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局近年來(lái)在水文檔案高效、智能管理上做了系列探索，以整體智治、數(shù)字賦能為目的，按照集中搭建、共享應(yīng)用的模式建設(shè)了長(zhǎng)江水文數(shù)智檔案管理平臺(tái)，通過(guò)統(tǒng)一業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一技術(shù)接口、統(tǒng)一匯總平臺(tái)推進(jìn)檔案全流程智能管理，形成“一總庫(kù)、兩中心、三平臺(tái)”的總體架構(gòu)，總體架構(gòu)見圖1，平臺(tái)結(jié)構(gòu)見圖2。

“一個(gè)總庫(kù)”指檔案數(shù)字資源庫(kù)，是推動(dòng)檔案資源數(shù)字化、實(shí)現(xiàn)數(shù)智管理的基礎(chǔ)?！皟蓚€(gè)中心”指數(shù)據(jù)中心和業(yè)務(wù)中心，是構(gòu)筑數(shù)智檔案管理的雙驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)?！叭齻€(gè)平臺(tái)”即歸檔交換平臺(tái)、資源管理平臺(tái)和資源利用平臺(tái)，平臺(tái)運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，加快深入挖掘檔案資源和檔案管理數(shù)智化轉(zhuǎn)型［8］。

3.1 水文檔案數(shù)字化

檔案數(shù)字資源庫(kù)下設(shè)檔案接收庫(kù)、檔案管理庫(kù)、檔案利用庫(kù)、檔案長(zhǎng)期保存庫(kù)等子庫(kù)，這些子庫(kù)構(gòu)成了提升水文檔案信息管理與使用效能的基礎(chǔ)。以水文測(cè)驗(yàn)類檔案信息化為例，長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局自使用南方片整編軟件后，水文資料整編成果可直接存儲(chǔ)在基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫(kù)中［9］，且已完成了歷史水文資料的數(shù)字化存儲(chǔ)工作，實(shí)現(xiàn)了水文數(shù)據(jù)的“測(cè)算報(bào)整匯”平臺(tái)的一體化管理新模式。在此基礎(chǔ)上，可直接通過(guò)業(yè)務(wù)平臺(tái)對(duì)水文數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔入庫(kù)，提高水文數(shù)據(jù)歸檔時(shí)效性，為水文檔案高效管理、精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)、深度數(shù)據(jù)挖掘等提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2 歸檔資料規(guī)范化

長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局目前采用紙質(zhì)檔案和電子文件“雙套制”收集與管理模式，以提高紙質(zhì)檔案的歸檔效率?；跀?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，開發(fā)歸檔成果自動(dòng)編制應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)生成規(guī)范、統(tǒng)一的紙質(zhì)歸檔資料。系統(tǒng)可根據(jù)需求對(duì)封面、責(zé)任表及成果表項(xiàng)進(jìn)行定制配置，完成配置后自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)的PDF版歸檔資料，可下載后進(jìn)行打印（圖3）。該方式既能夠確保水文檔案規(guī)范性、數(shù)據(jù)統(tǒng)一性，又能夠大幅提高紙質(zhì)資料和電子資料的歸檔效率，實(shí)現(xiàn)歸檔作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和高效化運(yùn)作。

3.3 檔案應(yīng)用高效化

長(zhǎng)江水文數(shù)智檔案管理平臺(tái)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)、GIS、人工智能等新技術(shù)，推進(jìn)水文檔案信息的高度自動(dòng)化、精細(xì)化管理和深度智能分析，快速實(shí)現(xiàn)水文檔案信息多維度分類、高速檢索、精確統(tǒng)計(jì)以及智能化分析（圖4）。水文檔案信息能夠按水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的空間分布情況以直觀地圖可視化形式呈現(xiàn)，借助畫圖選取的方式快速選取特定區(qū)域的站點(diǎn)資料。以水文監(jiān)測(cè)信息為例，針對(duì)每個(gè)水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)均能夠迅速選取站點(diǎn)資料年份、表項(xiàng)并能完成多年平均值、年特征值、旬月年值的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)及輸出，基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)還可進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用效率，深度挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。

4 挑戰(zhàn)與展望

4.1 水文檔案管理面臨的挑戰(zhàn)

盡管現(xiàn)代信息技術(shù)為水文檔案管理帶來(lái)了諸多便利，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍然面臨著一系列挑戰(zhàn)：① 水文檔案的急劇增加對(duì)存儲(chǔ)和處理能力的要求高；② 檔案的安全性和隱私保護(hù)問題日益突出，尤其是在云計(jì)算和大數(shù)據(jù)環(huán)境下，需重點(diǎn)思考怎樣更好地保證水文數(shù)據(jù)的安全性；③ 網(wǎng)絡(luò)與信息化技術(shù)快速迭代，給現(xiàn)有系統(tǒng)的運(yùn)維和升級(jí)帶來(lái)挑戰(zhàn)；④ 跨機(jī)構(gòu)和跨地區(qū)的數(shù)據(jù)共享與協(xié)作機(jī)制尚不完善，影響了水文檔案的高效利用；⑤ 專業(yè)人才的缺乏也是制約水文檔案管理現(xiàn)代化的一個(gè)重要因素。

4.2 現(xiàn)代信息技術(shù)帶來(lái)的新機(jī)遇

現(xiàn)代信息技術(shù)亦為水文檔案管理帶來(lái)了新的機(jī)遇。例如，云存儲(chǔ)和高性能計(jì)算技術(shù)的發(fā)展有望解決大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的壓力問題；區(qū)塊鏈技術(shù)可能為數(shù)據(jù)安全提供新的解決方案；人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用可以提升數(shù)據(jù)的自動(dòng)化分析和智能化解讀水平。此外，開放數(shù)據(jù)政策的推廣有助于促進(jìn)數(shù)據(jù)的共享和再利用，充分釋放數(shù)據(jù)價(jià)值。這些技術(shù)的發(fā)展不僅能夠提升水文檔案管理的工作效率和實(shí)施效果，還能推動(dòng)相關(guān)科學(xué)研究和決策支持的進(jìn)步。

4.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

水文檔案管理將朝著更加智能化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，預(yù)計(jì)將在各個(gè)水文監(jiān)測(cè)點(diǎn)廣泛布設(shè)更多的智能傳感器，實(shí)時(shí)收集高質(zhì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)，依托云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的分析平臺(tái)將成為常態(tài)配置，為決策者提供更加精準(zhǔn)的趨勢(shì)預(yù)測(cè)與決策依據(jù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，水文監(jiān)測(cè)設(shè)備將更加智能化，能夠自我監(jiān)控、診斷和維護(hù)。在數(shù)據(jù)共享方面，預(yù)計(jì)將形成更加開放和協(xié)同的環(huán)境，促進(jìn)跨學(xué)科和跨領(lǐng)域的合作。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié) 論

本文探討了現(xiàn)代信息技術(shù)在水文檔案高效管理中的應(yīng)用及其效果。研究表明，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、GIS、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用顯著提高了水文檔案管理的效率。這些技術(shù)不僅優(yōu)化了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和分析過(guò)程，而且增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)和決策支持能力。然而，信息技術(shù)的快速發(fā)展也帶來(lái)了新挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)安全保障、系統(tǒng)集成的兼容、協(xié)同與運(yùn)維和人才培養(yǎng)問題等。

5.2 建 議

（1） 加強(qiáng)水文檔案管理規(guī)范的制定和執(zhí)行，確保數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和一致性。

（2） 推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)在水文檔案管理中的廣泛應(yīng)用，尤其是數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)。

（3） 建立健全數(shù)據(jù)安全機(jī)制，采用加密、備份等措施保障數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

（4） 促進(jìn)跨部門、跨地區(qū)的數(shù)據(jù)共享與合作，打破信息孤島，提高數(shù)據(jù)的利用效率。

（5） 加強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng)和引進(jìn)，提升水文檔案管理人員的技術(shù)能力和專業(yè)水平。

（6） 鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，探索人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)在水文檔案管理中的應(yīng)用潛力。

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