黄河流域水土保持信息化建设探讨

马红斌，王　娜，王　庆，王小燕

(黄河上中游管理局，陕西 西安 710021)



黄河流域水土保持信息化建设探讨

马红斌，王娜，王庆，王小燕

(黄河上中游管理局，陕西 西安 710021)

水土保持；信息化建设；黄河流域

全面总结分析了黄河流域水土保持信息化建设取得的成绩和存在的问题，根据《全国水土保持信息化规划(2012—2030年)》的新目标和新要求，结合黄河流域自身特点，提出了流域水土保持信息化建设的原则和“十三五”发展目标，系统梳理了信息基础设施、水土保持数据库、应用支撑体系、水土保持应用服务平台、标准规范体系和系统安全与维护体系等水土保持信息化建设任务，并对2020年前需要开展的重点工程提出了建议，对黄河流域水土保持信息化当前和长远的发展进行了探讨。

水土保持信息化是水利信息化的重要组成部分。近年来黄河流域水土保持信息化建设在现有的基础上，以黄河流域水土保持生态环境监测系统(一期)工程等重点项目为引领，初步建立了流域水土保持监测网络体系，开发了水土保持信息管理系统，有力地支撑了流域水土保持工作持续发展。根据全国水土保持事业发展和国家信息化发展需要，为加快推进水土保持信息化建设，结合黄河流域自身特点，须进一步明确“十三五”时期水土保持信息化建设目标、任务和重点实施工程，全力提升流域生态建设宏观决策和水土保持管理水平，保障水土保持事业健康持续发展。

1　建设现状

随着信息化技术在水土保持行业的深入应用，特别是受黄河流域“数字水土保持”等项目的带动，水土保持信息化工作取得了较快的发展。一是信息化基础设施建设稳步推进。依托黄河流域水土保持生态环境监测系统(一期)工程和全国水土流失动态监测与公告等项目，监测网络建设取得初步成效，初步形成了以信息技术为支撑的水土保持监测网络系统；初步建设了郑州监控中心、黄河流域水土保持生态环境监测中心和天水、西峰、榆林、临潼4个监测分中心；建成了涵盖自然环境、社会经济、水土流失、预防监督、水保监测和空间数据等内容，总量超过20 TB的水土保持数据库。二是业务应用系统开发不断深入。以水土保持监测和预防监督等业务发展为依托，初步建成了预防监督、监测管理、数据发布等水土保持应用系统平台，其中国家大型生产建设项目水土保持监督管理系统、黄河流域水土保持监测管理系统、生产建设项目水土保持监测管理系统等业务应用系统相继投入使用，有效地支撑了水土保持核心业务，提升了水土保持行业管理和科学决策水平。三是信息社会服务能力日益增强。水土保持网站建设成效显著，形成了以黄河网和黄河上中游管理局、黄河流域水土保持生态环境监测中心及榆林、天水、西峰、绥德4个治理监督单位的门户网站为支持的网站体系，为流域经济社会发展提供了大量可靠的水土保持信息。从2010年起，黄河流域连续5年发布了年度水土保持公报，为政府决策、经济社会发展和公众信息服务等发挥了积极作用。

当前，水土保持信息化工作中仍存在着一些亟待解决的问题。一是水土保持信息采集能力不足，主要表现在原型观测信息采集设施落后，自动化采集能力较低；水土保持遥感监测信息提取技术自动化程度低，监测成果时效性不强；调查手段传统，调查结果不能及时发挥效用。二是信息交换和服务能力不足。黄河水利委员会(简称“黄委”)还不能与相关省区实现监督、监测、综合治理等数据信息的即时交换，对水文气象、土地利用等信息的即时需求也未解决，凸显了黄委水土保持数据信息交换能力不足，影响了流域水土保持工作职能的有效发挥。三是应用系统不能适应新业务发展需要。随着近年来流域机构水土保持业务管理重点的变化，以及水土保持监督、监测和科研等领域管理内容的调整，最初的系统设计已经与现在的管理指标存在差异，业务应用系统已经不能满足目前水土保持工作及其发展的需要。四是信息化建设标准不统一，信息资源共享程度低。水土保持信息化建设因受不同时段建设影响，其信息采集、传输、存储、建设平台等技术标准不能完全统一，亟待进行整合。黄委水土保持信息资源共享还处于起步阶段，制约了工作的有效开展。五是信息化发展保障条件不足。目前还没有形成一套完整的管理制度体系，缺乏持续有保障的正常资金渠道，缺少专业的信息化技术管理人员。

2　建设原则与目标

2.1建设原则

(1)统筹规划、分步实施。从流域水土保持事业的全局出发，统筹各级水土保持信息化发展需要，强化顶层设计，统一规划，明确重点，急用先建，分步多层次协同推进。

(2)统一标准、分级建设。遵循国家和行业信息化技术标准，结合水土保持信息化建设任务，统一制定标准规范，按需补缺，突出特点，分级开展水土保持信息化建设工作。

(3)项目带动、急用先行。围绕水土保持重点工程，加强水土保持信息化建设，以信息化推进水土保持现代化。应率先把管理、监控、数据采集方面的应用系统建设好。

(4)需求驱动、强化应用。以水土保持业务工作的新需求为导向，选择实用先进的信息技术，建立可配置和易扩展的应用系统，通过水土保持信息化提高工作效率和成果质量，全面促进水土保持核心业务的信息化应用体系建设。

(5)整合资源、促进共享。充分利用国家公共信息网络和水利行业的信息化基础资源，加快水土保持信息化标准建设，避免低水平的重复建设，通过统一的信息资源共享平台，促进资源共享，节约人力和资金成本，提高水土保持信息的利用效率。

2.2建设目标

全面推进水土保持信息化发展，搭建流域水土保持信息化发展框架体系，基本实现监督管理、监测评价、科学研究等核心业务的信息化应用[1]。建立覆盖黄委、黄河上中游管理局、监测站点的数据采集、传输、交换和发布体系，建立与水利部、各省(区)的网络连接和数据库访问连接，实现各省(区)监测数据的在线填报，开展黄河流域水土保持应用服务平台建设，完善基础信息管理系统、监督管理系统，开展监测评价系统建设，建立信息共享机制，健全相关标准规范和运行管理机制。建成黄河流域水土保持数据中心，实现西安、郑州的异地安全备份机制，确保数据安全。实现信息资源的充分共享和有效开发利用。全面提升黄河流域水土保持业务决策、管理和服务水平。

2.3总体布局

在黄委水土保持信息化的基础上，以实现流域水土保持信息资源共享和业务协同为导向，以信息化标准及信息网络安全建设为保障，以顶层设计的理念指导、规范黄委水土保持信息化“一盘棋”式建设；以水土保持数据采集传输体系建设为基础，拓展水土保持数据采集方式，提高水土保持数据采集的自动化、智能化水平；以黄委监督、监测业务为主线，以水土保持数据库建设为核心，开发、整合水土保持数据资源，通过黄河流域水土保持数据库提高数据资源共享能力；根据黄委水土保持业务的发展和区域特色，开发、完善业务系统，推动水土保持业务应用及公共服务信息化进程，提高黄委水土保持协同工作的效率和效能。黄河流域水土保持信息化主要由信息基础设施、水土保持数据库、应用支撑体系、水土保持应用服务平台、标准规范体系和系统安全与维护体系等6部分组成。

3　主要建设任务

黄河流域“十三五”水土保持信息化建设应以信息资源整合共享和支撑业务协同为核心，在现有水土保持信息化综合体系之上，从基础设施整合优化、资源共享与服务、资源深度开发与强化应用3个主要层面进行扩展和丰富[2]。以信息化资源管理与服务为核心的水土保持信息化建设体系，将包括基础设施与运行环境体系、信息化资源管理与服务体系、综合应用体系和与之配套的保障体系，形成具有异构设备互联化、联网终端多样化、管理决策智能化特征的新阶段信息化建设体系。

根据《全国水土保持信息化发展纲要》，结合全国水土保持生态建设实际，黄河流域水土保持信息化建设的总体框架基本构成主要包括应用系统、应用支撑体系、数据库、信息基础设施等四项重点建设任务，标准规范体系和系统安全与维护体系两大基础保障建设内容。黄河流域水土保持信息化总体结构见图1。

3.1信息基础设施建设

依托国家及水利行业信息网络资源，建立和完善数据采集体系、数据处理与存储体系、数据传输体系等。构建全方位智能化数据采集节点，准确、快速的数据处理环境，建立流域水土保持数据中心基础环境，搭建四级(水利部、黄委、省区和监测站点)水土保持互联互通传输网络系统。

3.2水土保持数据库建设

在黄河流域水土保持数据库的基础上，结合水土保持工作的新需求，按流域水土保持数据库“一盘棋”的建设思路，建立和完善水土保持基础数据库、业务数据库和元数据库，不断完善水土保持数据库管理系统，使数据库具有良好的伸缩性、安全性，便于数据库的更新和移植；优化数据资源配置，强化运行管理，保证水土保持各应用系统的正常运行，促进数据共享，为面向行业和社会公众的信息服务奠定数据基础。

图1　黄河流域水土保持信息化总体结构

3.3应用支撑体系建设

水土保持信息化应用支撑体系建设，包括从流域水土保持业务流程中提炼出公用的、基础的业务处理和分析评价的各类基础组件，为水土保持业务应用系统建设、运行、协同提供统一的基础支撑服务，提高应用系统建设效率，解决业务应用之间的互通、互操作、数据共享与集成等问题。主要包括基础业务模型、专业分析处理和信息共享应用等内容。

3.4应用服务平台建设

水土保持应用服务平台分为业务应用系统和应用服务系统两大部分。业务应用系统是为各类水土保持业务工作开发的系统，是按照监督管理、监测评价及科学研究等核心业务的具体流程，采用面向过程、组件和面向服务等架构开发的应用系统。根据水土保持核心业务的发展新需求，按照统一标准和统一技术架构，对黄河流域生产建设水土保持监督管理应用系统进行升级，完善黄河流域水土保持监督管理交流服务平台，开发水土保持监测评价系统和黄土高原病险淤地坝除险加固信息管理系统等。应用服务系统包括办事类、信息类和辅助决策等服务系统。

3.5标准规范体系建设

紧密围绕水土保持信息化建设内容，研究梳理水土保持信息化的标准需求，在优先采用国家、水利部已建信息化标准的基础上，结合流域特点，按照急用先行、加强应用的原则，有序推进水土保持信息化标准建设，形成较为科学、合理的水土保持信息化标准体系，规范和指导水土保持信息化建设工作[3]。大力推进黄委所属各单位管理的由国家、水利部或黄委安排工作经费建设形成的数据资源共享，尽快在黄委内部实现有条件无偿使用。标准规范主要包括总体标准、基础设施标准、信息资源标准、应用标准和管理标准等。

3.6安全与维护体系建设

根据国家信息系统安全等级保护相关要求及《水利网络与信息安全体系建设基本技术要求》，结合现有网络与信息安全设施，完善各级水土保持信息系统安全体系，主要包括网络安全、数据安全、系统安全、应用安全、制度建设等[4]。为保证水土保持信息系统的长效服务，应建立健全的系统运行维护体系，建立信息系统运行维护管理机制，积极争取足额落实运行维护经费，建立信息系统运行管理和运行维护等标准、规范体系，完善运行维护技术手段，保证系统的维护、管理和更新。

4　重点建设工程

以黄河流域水土保持核心业务和重点工作为指导，建议在2020年前开展以下6项水土保持信息化重点建设工程。

4.1水土保持信息基础平台建设

在全国水土保持监测网络和信息系统的基础上，通过稳步推进黄委所属各类监测点的升级改造和加密，依托流域内全国水土保持重点监测点，初步建成流域水土保持监测站点体系；积极推动水土保持信息采集设备的更新，主推智能化观测设备，提高水土保持信息采集的自动化水平和效率；进一步完善黄河流域水土保持数据库；充分利用国家水利骨干网、公共网络通信资源等，实现水利部、黄委、省区及监测站点的水土保持网络互联互通；优先建设监测站点的传输网络，提高监测站点数据自动化传输水平[5]。

4.2黄河流域水土保持数据中心

根据《全国水土保持信息化规划》提出的“建立水利部、流域管理机构、省三级水土保持信息汇集节点，建设完备、快速的数据处理与存储体系”的要求，为实现水土保持信息的互联互通提供平台，建设黄河流域水土保持数据中心，进一步完善数据库结构，建设数据保密环境，建立数据备份和容灾系统，提升数据管理水平，促进流域水土保持数据共享和应用。

4.3生产建设项目水土保持预防监督管理系统

进一步梳理生产建设项目水土保持方案审批、监理监测、监督检查、设施验收等业务，加强各项业务间的衔接和统一，实施一体化管理思路，实现水土保持监督管理业务的网络化和信息化，进一步提高生产建设项目水土保持行政管理效率和社会服务水平。升级黄河流域生产建设项目水土保持预防监督管理系统，将原有的C/S模式升级为B/S模式，完善黄河流域水土保持监督管理交流平台，扩充容量，增强功能，实现生产建设项目水土保持工作全面报告和重点抽查相结合，增强监督实效，进一步提升水土保持监督执法效率和能力。

4.4国家重点治理工程项目管理系统

在国家重点工程项目管理系统的基础上，结合流域业务工作特点，以小流域为单元，按流域和行政两种空间逻辑进行一体化协同管理，以项目、项目区、小流域三级空间分布，将小流域现状和治理措施落实到地块，实现小流域治理精细化管理，满足不同层次水土保持部门对项目规划设计、实施管理、检查验收、效益评价等信息进行上报、管理与分析的需要，规范水土保持生态工程建设管理行为，提高管理效率和水平。

4.5水土保持监测评价系统

为全面掌握黄河流域、重点区域、重点支流和行政区划内的水土流失情况，以及流域内水土保持重点工程和生产建设项目的实施效果，为流域水土保持规划、设计和水土流失治理，以及政府考核等提供数据和技术支撑，应开发水土保持监测评价系统。系统利用水土保持措施、植被覆盖、土地利用和坡度等信息，结合降水、径流、泥沙等数据，通过信息化技术和相关模型，科学、快速、准确地评价流域内水土流失防治、改善地表径流、减少入黄泥沙、改善生态环境等状况，有效服务于黄河流域社会经济发展和生态文明建设。

4.6黄土高原病险淤地坝除险加固信息管理系统

为保障黄土高原地区中型以上病险淤地坝工程的防洪安全，确保拦沙和拦洪减灾效益持续发挥，加强黄土高原地区淤地坝信息化建设工作，应开发黄土高原病险淤地坝除险加固信息管理系统。建立中型以上病险淤地坝数据库，按照一坝一单，建立本底，对病险淤地坝的认定、核实、初步设计、施工及资金等进行动态管理，以确保黄土高原地区中型以上病险淤地坝加固工作顺利开展，切实消除黄土高原地区病险淤地坝的安全隐患，进一步发挥淤地坝的拦洪和淤地效益，确保当地群众的生命财产安全。

[1] 中华人民共和国水利部.全国水土保持信息化规划(2013—2020年)[Z].北京：水利部，2013.

[2] 中华人民共和国水利部.全国水土保持信息化实施方案[Z].北京：水利部，2014.

[3] 水利部水土保持司.水土保持信息化建设现状及基本思路[J].中国水利,2004(4):49-51.

[4] 李智广,罗志东,赵院,等.我国数字水土保持建设基本思路[J].中国水土保持科学,2009,3(3):1-5.

[5] 赵继东,韩凤翔.长江流域水土保持信息化初探[J].人民长江,2004,35(10):17-18.

(责任编辑徐素霞)

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1000-0941(2016)09-0089-04

马红斌(1979—)，男，陕西渭南市人，高级工程师，硕士，主要从事水土保持监测、信息化建设工作。

2016-07-21