2023年智慧水利建设项目解决方案

智慧水利建设项目解决方案智慧水利建设项目解决方案摘要为深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神，积极践行“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水方针，水利部2019年1月14日组织召开了2019年水利部全国水利工作会议，会议指出：中国特色社会主义进入新时代，水利事业发展也进入了新时代。我国治水的主要矛盾已经发生深刻变化，从改变自然、征服自然为主转向调整人的行为、纠正人的错误行为为主。各级水利部门要准确把握当前水利改革发展所处的历史方位，清醒认识治水主要矛盾的深刻变化，加快转变治水思路和方式，将工作重心转到“水利工程补短板、水利行业强监管”上来。这是当前和今后一个时期水利改革发展的总基调。为准确把握全国水利信息化发展方向，贯彻党中央、国务院和水利部、省委省政府关于信息整合共享的相关要求，有效解决水利信息资源整合不足、共享困难、整体效益不明显的问题，进一步加快提升新时代水利信息化水平，从全省水利信息化全局出发，按照先急后缓、先易后难的原则，整合水利信息化资源，建设省、市、县三级信息集成和共享的大数据中心，部署水利应用服务支撑平台，实现数据与应用管理的信息共享、应用协同、基础支撑和安全保障。在此基础上建设和部署业务系统；建立和健全标准规范体系和安全体系，初步建成“一个平台，六大体系”为核心的“智慧水利”项目。目录文档版本管理 客户痛点及发展趋势水利发展存在的问题水利信息化基础设施建设尚待完善受项目投资来源不同、建管分散、建设期不同、技术差异等因素影响，水利信息化基础设施区域发展尚不平衡。在信息采集方面，分属各业务系统的信息采集点内容单一、相互独立，时间空间布局尚存在部分交叉和空白，移动采集能力不足，工情信息采集相对滞后，采集网络整合力度不够，尚未形成“采集多元、布局合理、手段互补、业务共享”的智能感知信息采集综合体系；在通信网络建设方面，网络覆盖和网络融合程度不够，移动互联能力不足，满足水利特殊需求的专用网络仍需完善，网络安全体系不够完善，尚未形成结构优化、灵活接入、安全可靠的先进水利通信网络体系；计算、存储资源共享程度不高，适应业务发展的能力仍不足，尚未形成功能互补、资源共享的基础设施平台，距离集约化管理的要求还有差距，不能有力支撑水利改革发展的要求。水利数据中心尚未达到一数一源，数据标准化不足通过系统建设现状我们看出，受项目投资来源不同、建管单位不同、建设期不同各业务都分别建设了自己的数据库，尚未真正形成水利数据中心。同时受采用技术差异、分属于各业务系统汇聚口径不一致、维护更新缺乏规范化流程管理等因素影响，数据尚未形成“一数一源”。水利大数据中心尚未建立，数据开放、开发利用程度不高目前省级水利信息化数据主要分散在省水利信息中心机房及厅直各单位机房等各个部门。为了实现具体的功能目标，各自开发建设业务数据库和空间数据库，由于任务和资金渠道不同，系统独立、数据重复建设，呈现条块分割的特征，且大多数数据库与具体应用软件紧密绑定，业务部门分别管理，形成以地域、专业、部门等为边界的信息孤岛，因此未形成统一的大数据中心，无法实现数据的横向贯通、纵向共享，及数大据碰撞分析。水利信息资源共享、交换困难，管控力度不够目前围绕防汛抗旱、水资源管理、电子政务、水文应用、水利管理、水利规划、水利建设、水政执法等工作需要，建成一批业务应用系统，水利业务应用系统的分散建设和局部应用，使得水利信息资源分散局未打破，缺乏统一的信息资源管控，信息孤岛依然存在、数字鸿沟持续扩大，严重影响了水利业务协同。不同业务系统积累的数据资源，在业务活动和要素覆盖程度上存在差异，部分要素缺失、数据冗余和不一致想象仍未根本扭转，数据来源多且不统一，数据权威性不够，事关全局的信息资源得不到及时的共享利用，全面信息资源规划力度不够，尚未形成服务全局的信息资源服务体系，缺少大数据处理能力，信息资源的开发利用程度不够，严重影响了综合决策能力的提升，无法满足政府“用数据说话、用数据管理、用数据决策”的要求。缺乏数据共享及水利大数据分析能力近年来，由重点工程带动，信息化应用基本覆盖了水利业务，水利业务应用取得显著成绩。同时，重业务轻管理局面尚未扭转，对加强水利管理的支撑力度不够，不同应用系统的业务支撑能力不一，与业务活动的深入结合程度不一，已建和部分在建的水利信息系统普遍侧重基本业务处理需求，在适应业务协同发展和信息资源深度开发利用等方面考虑不够，面向全局的数据分析、决策支持能力仍不足，不利于信息化建设整体优势和规模效益的充分发挥，不能有力支撑水治理和水管理能力的提升。发展的趋势开展融合平台建设，实现资源的共建共用统一设计各类资源，统筹整合各级水利系统、相关部门的现有网络资源、基础资源、数据资源、应用资源，依托“数字政府”或“电子政务”构建的统一融合大平台，着力打破信息孤岛，畅通资源整合渠道，实现跨地域、跨平台、跨系统的涉水相关信息资源共享交换与互联互通。最终做到“横向一盘棋，纵向一条线”的实施目标。建立全省范围内的水利物联网工程利用现有成果，补齐水文站网短板，利用物联网、遥感、智能视频等现代化手段加快水利现代化建设的步伐，感知手段要从传统的以传感器直接监测为主的方式转变为传感、定位、视频、遥感等综合技术的空天地一体化监测模式，大力提升水文测报自动化和智能化水平。建立全省范围的精细化水文预报预警工程通过联合气象、水利、自然资源、遥感院、、水利专业公司、知名院校，开展基于全省范围自然资源空间数据，利用气象部门提供的气象预报，地矿工程勘察院水文地质等资料，充分利用大数据技术集成网格化分布式水文预报模型，在重点江河湖库、中小河流、山洪易发区以及城市等重点区域建立精细化的影响预报和风险预警模型，建设省级水文预报预警业务系统；结合BIM技术和三维实景模型实现洪水模型构建与动态展示，从而达到大幅提高洪水模型构建精度、洪水淹没演进展示高度逼真效果。开展水利专业与大数据、“互联网+”融合工程以新一代技术为依托，搭建大平台、形成大数据、组建大系统、提供大服务，构建全厅一个“大数据平台”，实现水利数据省、市、县的“一库”共治共享，实现基于水利厅“一图”的共建共用，在此基础之上，重点开展大数据喂养相关模型，提高模型精度，积极开展泛在互联、服务整合和智慧应用，推进中小河流、水资源调度、水资源监控、地下水管理、水土保持等业务系统的整合，推进“互联网+水利”公众服务，实现预报、预警的同步发布。开展数据共享服务完善水利信息化数据共享交换管理制度，逐步实现水利行政部门内部及不同市直部门之间的数据共享。对内通过大数据中心的统进统出方式实现水文局各业务部门内部数据的共享交换；对外通过大数据资源中心与政务共享交换平台数据交换实现与气象、自然资源、生态环境、农村农业等部门的数据资源共享和交换。解决方案的价值主张针对客户痛点，推进水利信息化资源整合共享和开发利用，强化信息化技术与水利业务深度融合。建设省、市、县三级信息集成和共享的大数据中心，部署水利应用服务支撑平台，实现数据与应用管理的信息共享、应用协同、基础支撑和安全保障，在此基础上建设和部署业务系统；建立和健全标准规范体系和安全体系。通过“智慧水利”项目的建设，实现该项目以下价值：实现水利数据“一数一源的”健全水利数据资源体系，形成水利数据资源目录，解决庞大数据的存储、管理、更新等问题，实现数据资产的统一管理。通过水利数据模型对各种水利数据资源进行整合，赋予各类水利对象统一的“身份标识”，经数据与对象以及对象间多方关联，形成有机联系的水利数据体系。建设水利信息基础平台、逐步实现水利数据的“一数一源”。解决数据隔阂，实现水利大数据多维分析充分解决数据之间存在相互隔阂的问题，依托知识图谱技术形成水利数据链条及网状知识图谱，实现数据之间的碰撞，实现数据之间关联性的分析；开展水利数据挖掘分析平台建设，对水利数据进行深度钻取，为水利大数据分析打下基础。实现数据整合共享梳理整合水利厅及目前已有水利数据形成内容全面、标准统一的数据资源目录，开展数据共享的重要手段和途径，建立有序共享、适度开放、安全可靠的水利数据共享应用新机制，形成水利数据在系统内、政府部门间有序共享和向社会适度开放的新格局。保证数据的鲜活性，节约项目建设维护成本由于数据目前存储在各个数据库中，相同的数据在系统间分别存储在不同的表中，无法实现数据的集中更新，也无法实现数据的统一接口调用，通过建设数据目录可解决数据源不统一，实现数据的集中更新，通过数据目录体系的建设，同时也为未来系统建设提供基础资源，未来系统建设只需要要通过接口调用基础数据，不在单独进行数据库建设，大幅节约项目建设成本。提升水利管理水平水利作为传统的行业之一，技术与管理创新的任务是日趋繁重。加强水利信息化建设，将逐步改善水资源的监测、评价、管理等，提升管理效率，增加科技含量，促进技术和管理创新。面对当前推进农业供给侧结构性改革、提升水资源和江河湖库管理水平和科学决策能力的要求，解放人力资源，实现自动化监控、监控，必须加快推进水利信息化建设工作。统一数据汇聚，避免重复采集强化信息资源库的共建共享，建立信息采集、更新、维护、共享等制度规范，遵循“一数一源”的原则，明确信息收集、发布、维护的规范和程序，不得重复采集、多头采集，确保信息真实、可靠、完整、及时。加快数据分析，强化决策管理基于数据资源中心的信息资源，对典型民生领域相关数据进行分析，并将分析出的数据推送给相关部门并以可视化的方式呈现，为政府决策和社会管理提供有力支撑。统一物联网平台，优化运维管理建立全省统一的水利工程全覆盖、全时空、全天候、全数字化的“大数据”网络体系。通过统一建设，高速互联，逐步完善，达到平台能力及应用的可成长、可扩充、创建面向未来的现代化水利信息系统框架，最终实现水利工程管理和使用（包括安全监测、自动控制、统计分析等等）的全面感知和智能应用。创新驱动，推动水利科技发展以大数据技术、数据共享技术为支撑，建设“智慧水利”项目，充分运用“云物移大智”(云计算、物联网、移动互联网、大数据、人工智能)和卫星遥感、导航定位等先进信息技术构建全新的广东省水利信息化省级共享平台服务体系，逐步实现感知透彻、安全高效、决策智能、服务主动的“大水利”针对性的解决方案解决方案概述项目建设背景水利是经济社会发展的重要基础设施，根据《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》，以及国家关于“十三五”规划编制工作的总体要求，2015年以来，国家发展改革委、水利部、住房城乡建设部共同组织编制了《水利改革发展“十三五”规划》。《规划》是“十三五”水利改革发展的顶层设计，是指导今后五年水利改革发展的重要依据，经国务院同意，2016年12月20日，三部委联合印发了《规划》，规划指出，“十三五”期间，要全面贯彻落实党中央、国务院决策部署，深入学习贯彻习近平总书记系列重要讲话精神，坚持“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”，以全面提升水安全保障能力为主线，突出目标和问题导向，以落实最严格水资源管理制度、实施水资源消耗总量和强度双控行动为抓手，全面推进节水型社会建设；以全方位推动水利体制机制创新为突破口，深化水利改革、强化依法治水、加强科技兴水；以推进重大水利工程建设、增强防汛抗旱减灾和水资源配置能力为重点，加快完善水利基础设施网络；以江河流域系统整治和水生态保护修复为着力点，把山水林田湖作为一个生命共同体，大力推进水生态文明建设，为经济社会持续健康发展、如期实现全面建成小康社会目标提供更加坚实的水利支撑和保障。党的十八届五中全会明确提出实施国家大数据战略，《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》将实施国家大数据战略作为“十三五”时期坚持创新驱动发展、培育发展新动力、拓展发展新空间的重要抓手。水利在国民经济和社会发展中发挥着重要作用，是大数据产生和应用重要领域之一，历年来，水利结合重大信息化建设项目、资源调查与普查专项工作以及日常工作等产生和积累了海量水利数据，对认识水利规律、强化水利管理、谋划水利未来均具有重要价值。为贯彻落实《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》（国发〔2015〕50号〉精神，推动数据资源共享开放，促进水利大数据发展与创新应用，水利部网络安全与信息化领导小组办公室组织编制了《关于推进水利大数据发展的指导意见》，于2017年5月正式颁布，建设主要目标：一是健全水利数据资源体系。梳理整合水文水资源、防汛抗旱、水利工程、水土保持、农村水利、水库移民与扶贫、水行政执法、水利安全监管与水利规划等各类数据，形成内容全面、标准统一的数据资源目录，健全水利数据资源体系，全面提升水利数据支撑能力。二是实现水利数据有序共享开放。构建水利数据共享应用平台，建立有序共享、适度开放、安全可靠的水利数据共享应用新机制，形成水利数据在系统内、政府部门间有序共享和向社会适度开放的新格局。三是深化水利数据开发应用。在做好水利数据采集与管理的基础上，重点做好水利大数据的深度挖掘、分析研究及产品加工，支撑水资源、水环境、水生态和水灾害等水利应用。不断创新发展模式，探索运用市场机制，拓宽投融资渠道，积极引导社会力量参与，逐步形成水利大数据开发服务。为深入贯彻习近平总书记网络强国战略思想和中央关于网信事业发展重大部署，认真落实《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》《国家信息化发展战略纲要》等文件要求，积极践行五大发展理念和新时期水利工作方针，进一步加强水利行业信息化建设与管理，保障水利网信事业协调健康发展，水利部在2016年12月26日印发了《关于进一步加强水利信息化建设与管理的指导意见》意见工作目标指出：围绕水利中心工作，整合资源、优化配置，强化融合、深化共享，在全国范围内建成协同智能的水利业务应用体系、有序共享的水利信息资源体系、集约完善的水利信息化基础设施体系、安全可控的水利网络安全体系及优化健全的水利信息化保障体系，实现互联互通、信息共享、应用协同和安全保障，全面提升水利信息化水平，推动“数字水利”向“智慧水利”转变，推进水治理体系和水治理能力现代化。为准确把握全省水利信息化发展方向，贯彻党中央、国务院和水利部、省委省政府关于“互联网+政务”、信息系统整合共享的相关要求，有效解决水利信息资源整合不足、共享困难、整体效益不明显的问题，进一步加快提升新时代水利信息化水平，从全省水利信息化全局出发，按照先急后缓、先易后难的原则，拟先开展数据治理项目建设，实现水利信息资源整合共享，带动业务系统建设应用跨越发展，全面支撑全厅核心业务应用，实现全厅水利信息化建设“一盘棋”。项目建设目标根据中央建设网络强国、数字中国、智慧社会的战略部署，深入贯彻落实习近平总书记提出的“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时代水利工作方针。对照鄂竟平部长提出的“补短板、强监管”的水利改革发展新要求和《XX省十三五水利发展规划》要求，以“前端一体化、数据资产化、服务价值化、管控可视化、展示现代化”为建设抓手，加强云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能等新技术的应用；搭建大平台、形成大数据、组建大系统、提供大服务；积极开展泛在互联、服务整合和智慧应用，开展惠民服务，通过建设“一个平台，六大体系”全面推进省水利的现代化进程，使省水利信息化建设走在全国最前列。项目建设任务依托省政务云平台；建立水利专业数据的汇集、共享、交换和水利数据库、数据仓库、数据资源目录与大数据服务等；建立水利大数据分析技术和决策支持模型平台框架；建立微服务架构的水利业务服务资源库，统一水利信息服务访问接口；通过一张图进行接入与集成整合各种数据资源、模型资源、服务资源和应用资源；对基础资源、数据资源、模型资源、服务资源进行统一的开发、注册、发布与管理。最终实现省“智慧水利”“前端一体化、数据资产化、服务价值化、管控可视化、展示现代化”。促进省水利信息的深度改革与发展。图1项目建设内容项目建设范围（1）项目建设范围：本实施方案适用于本省水利信息化资源整合与共享工作，涉及在省水利厅机关、省防办、水利厅直属单位及市（州）水务局等在水利工作中积累起来以信息为核心的各类信息活动要素集合，涵盖了数据资源、业务应用、基础设施、安全体系和技术保障条件等范畴。（2）数据整合共享范围：从行政审批、行政监管、行政执法、应急管理等职能出发，围绕防汛抗旱、水资源管理、工程建设管理等省水利厅核心业务需要，重点摸清、梳理数据需求和数据成果，整合的数据类型包括但不限于水利工程、河流湖泊、水文、饮水安全、取用水、入河排污口、水行政执法等。包括本项目建设期间新增的各类数据资源。（3）应用系统整合范围：集中全厅各单位已建核心业务应用系统，包括本项目建设期间新建的各业务应用系统。项目建设依据与遵循标准项目建设依据水利部《水利信息化发展“十三五”规划》（水规计〔2016〕205号）、根据《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《中共委关于集中力量打赢扶贫开发攻坚战确保同步全面建成小康社会的决定》（川委发〔2015〕10号）、《中共委办公厅、人民政府办公厅关于创新机制推进水利支持幸福美丽新村建设的意见》（川委办〔2016〕18号）等规划。项目建设遵循国家相关标准的基础上，遵循水利部《水利信息化资源整合共享顶层设计》（水信息〔2015〕169号）、《水利网络安全顶层设计》（2017年）、《水利对象分类与编码总则》、《水利数据目录服务规范》、《水利工程代码编制规范》（SL213-2012）、《水利数据中心建设指导意见和基本技术要求》（水文〔2009〕192号）等行业标准，执行水利部《水利信息网身份认证系统和数字身份证书管理办法》等制度。项目建设原则依据水利部、水利厅信息化建设所颁发的政策、标准和指南等文件，根据水利厅业务特点，在开展“水利厅数据治理”项目建设中，应坚持以下基本原则：依据特点，服务未来；加强领导，统筹规划；统一标准，各负其责；融合创新，整合共享；一数一源、一源多用；安全优先，稳定可靠；急用先建，有序推进；健全机制，明确责任。一、依据特点，服务未来：以大数据技术、数据共享技术为支撑，建设水利厅数据治理项目，充分运用“云物移大智”(云计算、物联网、移动互联网、大数据、人工智能)和卫星遥感、导航定位等先进信息技术构建全新的水利信息化省级共享平台服务体系，逐步实现感知透彻、安全高效、决策智能、服务主动的“大水利”。二、加强领导，统一规划：从顶层设计入手，对项目进行统一规划，制定科学的实施方案、技术标准和数据规范，实现“统一技术架构、强化资源整合、促进信息共享、保障良性运行”目标的实现，解决项目建设过程中出现项目各自为政、低水平重复建设、信息资源分散、开发利用效率低、信息资源整合共享不足等全局性问题。三、统一标准，各负其责：坚持标准先行的建设理念，遵循“一国标，二部标，三省标，四自建”的四部曲原则，标准的制定既要考虑到目前的信息技术水平，也要对未来信息技术的发展有所预见，建立联系紧密、相互协调、层次分明、构成合理、相互支持、满足需求的标准体系，并严格贯彻实现，使标准体系成为项目建设过程中统一指导唯一原则。四、融合创新，整合共享：数据治理项目需要将不同的资源按照系统集成来实现，实现的关键在于解决系统之间的互连和互操作性问题，需要协调多厂商、多协议和面向各种应用困难问题。这需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统、组织管理和人员配备相关的一切面向集成的问题。最终做到“横向一盘棋，纵向一条线”的实施目标。五、一数一源，一数多用：按照“一数一源、一源多用”的原则，制订水利厅数据整合共享标准，建立水利信息资源目录，建立具有智能性、开放性、可扩展性的市级水利数据融合架构。按照统一的数据标准、统一的接入服务，整合全省范围内的水利业务数据。从而建成以各类水利业务数据为基础的水利数据交换数据库，提供纵向贯通、横向互联的网络化数据交换共享体系和水利数据交换系统，明确数据管理的职权，建立数据全生命周期的采集、存储、交换、更新、共享以及安全等管理办法。六、急用先建，有序推进：水利厅数据治理项目是一项复杂的工程，涉及大数据服务、数据整合、标准制定、GIS地图建设等各个层面，涉及面多、广，在顶层设计、标准先行的指导下可以进行分布实施，做到重点系统优先建，急用系统优先建，采用分步实施的策略，分期、分批完成建设任务。七、健全机制，明确责任：水利厅数据治理项目建设要求迫切、任务繁重、技术要求高、推进难度大，需要水利厅统一规划，各部门及市县水利局协力推进，加强组织领导，项目开始后，应当与承建单位共同成立专门的领导小组，健全项目管理组织机构，指定项目专人，落实相关任务，明确相关责任。建设遵循的规范和标准一、【重要法律法规】1、《中华人民共和国水法》；2、《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》。二、【重要政策文件】1、《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》（国发〔2015〕40号）（2015年7月）；2、《促进大数据发展行动纲要》（国发〔2015〕50号文）（2015年8月）；3、《国家信息化发展战略纲要》（中办发〔2016〕48号）（2016年7月）；4、《水利信息化资源整合共享顶层设计》（水信息〔2015〕169号）；5、《关于进一步加强水利信息化建设与管理的指导意见》（水信息[2016]459号）（2016年4月）；6、《全国水利信息化发展“十三五”规划》（水规计〔2016〕205号）；7、《关于推进水利大数据发展的指导意见》（水信息〔2017〕178号）；8、《水利数据中心建设指导意见和基本技术要求》（水文〔2009〕192号）；9、《“十三五”水利发展规划》（水利厅）；10、《政务信息资源共享管理暂行办法》（国发﹝2016﹞51号）；11、信息分类编码的基本原则和方法GB/T7027-2002；12、政务信息资源目录体系第1部分：总体框架GB/T21063.1-2007；13、政务信息资源目录体系第3部分：核心元数据GB/T21063.3-2007。三、【标准规范】1、信息分类和编码的基本原则与方法GB/T7027-20022、文献保密等级代码与标识GB/T7156-20033、数据元和交换格式信息交换日期和时间表示法GB/T74084、分类与编码通用术语GB/T10113-20035、信息技术信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充GB18030-20006、电子政务主题词表编制规则GB/T19486-2004 7、《水利数据目录服务规范》8、《水利对象分类与编码总则》9、《水利工程代码编制规范》（SL213-2012）10、《水文情报预报规范》SL250-2000；11、《水文自动测报系统技术规范》SL61-2003；12、《水文站网规划技术导则》SL34-92；13、《水利水电工程水情自动测报系统设计规范》SL276-2002；14、《降水量观测规范》SL21-2006；15、《水情信息编码标准》SL330-2005；16、《实时水情数据库表结构及标识符标准》SL323-2011；17、《水文测站编码》SL330-2003。18、《水利网络安全顶层设计》（2016年）19、《水利信息公用数据元标准》（SL475-2010），水利部；20、《实时雨水情数据库表结构与标识符》（SL323-2011），水利部；21、《基础水文数据库表结构与标识符标准》（SL324-2005），水利部;21、《水质数据库表结构和标识符标准》（SL325-2005），水利部;22、《水利科技信息数据库表结构及标识符》（SL458—2009），水利部。23、《信息分类及编码规定》（SZY102-2013）24、《监测数据库表结构及标识符》（SZY302-2013）25、《空间数据库表结构及标识符》（SZY304-2013）26、《基础数据库表结构及标识符》（SZY301-2013）30、《多媒体数据库结构及标识符》（SZY305-2013）31、《用户权限管理规定》（SZY501-2014）32、《信息流程》（SZY503-2014）33、《信息交换内容及方式》（SZY502-2014）解决方案架构设计项目总体设计原则遵循水利部《水利信息化顶层设计》和《关于推进水利大数据发展的指导意见》、《水利部关于印发加快推进新时代水利现代化的指导意见的通知》及《XX省“十三五”水利发展规划》，省水利厅智慧水利设计方案采用松耦合的分层架构，每层功能相对集中和独立，能够为上一层提供很好的支撑服务，层与层之间具有明确的边界划分，易于未来软硬件及应用服务的调整与扩展。通过不同应用在同类层次上共用基础功能模块，实现不同应用之间更好的信息共享和协同，达到整合已有的信息化成果，可持续发展的长期建设目标。同时加强云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能等新技术的应用；搭建“大平台、形成大数据、组建大系统、提供大服务”；积极开展泛在互联、服务整合和智慧应用。项目总体设计思路构建“智慧水利”技术支撑体系，打造一体化高效运行的“整体水利”。打破各部门内部业务壁垒，以全局、整体的思路整合资源、优化流程，提高跨部门协同能力；以一体化、便捷化、智能化的管理和服务，进一步提升企业和群众获得感。以“智慧水利”改革的“整体思维”，借鉴“用户思维、流量思维、平台思维、跨界思维”等互联网思维，形成“水利服务互联网思维”。一是坚持“以人民为中心”，从用户体验角度优化政务服务流程和应用设计；二是以群众“来不来用、爱不爱用”的结果检验政务服务成效；三是通过“大平台、小前端、富生态”集约建设新模式，改变系统分散、烟囱林立的局面；四是改变传统建设运营管理模式，在“智慧水利”建设中引入互联网文化，吸收“快速迭代”、“小步快跑”等互联网发展理念，提高“智慧水利”建设效率；五是整体考量，从技术革新到业务创新、从管理创新到体制机制改革，成体系推进“智慧水利”改革建设。推进“智慧水利”改革建设要注重处理好“五个关系”：一是上与下的关系。服务机构改革要求，按照国家相关标准规范，与国家相关平台、系统对接，打通从上至下的信息通道。二是左与右的关系。把握全省机构改革的窗口期，着力解决机构改革后的系统整合、数据共享标准等问题，大力开展业务协同，提升整体政府的效率效能。三是前与后的关系。对各部门现有信息基础设施和应用系统进行整合、优化、提升，实现对已有资产的充分利旧和应用，最大化发挥财政投资的价值。四是内与外的关系。建立政府内部运作和对外服务一体化的运行模式，以对外服务能力提升倒逼内部运作效率提高，实现对外服务水平上台阶。五是统与分的关系。科学合理划分省与市、业务部门与技术部门等的责任主体关系，明确建设运营中的“统”“分”关系，确保全省“智慧水利”建设上下协同、步调一致。项目总体架构设计根据智慧水利建设的总体目标，面向各层级水利业务智能化，以天地一体化的智慧监测体系为基础，以水利基础共享平台和水利大数据中心为核心、以智能应用为标志、以安全体系、标准规范和运行维护体系为保障，形成水利信息化顶层设计架构，顶层架构设计示意图如下所示。图2顶层架构设计示意图第一层：基础数据层：主要包括智慧监测体系、水利高速互联信息网。终端感知层，天地一体化智慧监测体系既是未来感知信息的采集端，也是智能应用的终端。为适应信息化和全面感知、智能应用要求，必然倒逼、引领应用终端设备的科技创新和技术革命，以此为动力，足以催生水利产业的新发展。重点河段、重点工程、重点应用统一规划、统一设计、统一建设、统一投资。大量面上终端设备，在规范化、标准化、产品化的基础上，列入今后水利工程新建、扩建、除险加固、维修项目解决。网络层，水利高速互联信息网水利信息网是连接“智慧水利”中各种主客体，为“智慧水利”各类数据在主客体中提供传输服务。根据不同环境条件，采用依托政务网络、租赁的公共网络、自建专用网络等多种方式构建，联通流域机构、省、地市、区县等各级水行政主管部门、各类水利企事业单位及相关单位。水利信息网包括水文业务网和工控网，水利业务网覆盖各级水利部门，承载各类水文信息系统，水利工控网覆盖水利工程及其各级管理单位，承载各类水利工程控制系统，两个网络相对独立，仅根据需要在同级节点强受控连接。第二层：云支撑能力层与大数据中心“智慧水利”建设是深化“改革开放”和进一步“解放思想”的重要实现途径。系统建设必须充分考虑与省“政务云”融合与共享。实现与水利部、流域、省、市、县五级“纵向一条线”实现与省“政务云”横向一盘棋。通过提升数据资源获取能力、整合集成各类水利数据、建立水利数据资源目录、完善数据更新机制，形成标准统一、持续更新的水利数据体系，后期，通过系统感知、迁移、录入、共享获得，或系统融合生产的所有信息，都必须按新的规则存储。真正实现大数据充分共享。第三层：智能应用体系水利智能应用包括水资源、水灾害、水生态/水环境、水工程、水行政、水公共服务七大类，在云支撑平台和大数据中心的支撑下本次“智慧水利”规划建设水文水资源智能应用、网格化监测预警、“互联网+监管服务”、水工程防灾联合调度、公共服务智能应用等智能应用体系。第四层：智能展示主要建设数字水利展示中心、移动应用中心和现代水利运管中心，以水为媒，探寻历史轨迹、彰显现代文明远古智慧与当今科技相统一，展示厚重历史与现代文明相融合。通过省“水利一张图”展示省水文信息的全貌、特性、参数、功能、效益等。项目数据架构设计据架构描述数据全生命周期管理的流程、参与流程的功能组件及数据间相互关系。数据架构从数据汇聚、数据整理、数据存储到数据服务、数据应用围绕大数据和水文业务应用进行逐级流转。通过数据调度、数据监控、元数据管理、数据质量、数据标准，完善数据更新机制，形成标准统一、持续更新的水文数据体系，面向数据资源应用与服务，让数据真正活起来。水利水利业务应用数据和大数据通过数据资源池的全域数据采集、标准规范数据架构，深度萃取数据价值，统一数据资源管理和主题式服务，支持水利业务应用和管理决策，为省水利厅信息化建设向大数据、智能化方向发展提供强有力的支撑。数据架构图如下所示。图3数据架构示意图数据汇聚数据汇聚是“智慧水利”数据流程的起点，也是主体化汇聚核心能力的体现。真实物理世界中涉水对象和环境信息被观测、感知和记录，产生大量数据，水利行业数据从业务方面可以划分为江河水系数据、水利工程数据、地下水数据、水质监测数据等，通过传感、定位、遥感、视频、人工填报等方式对其进行观测、感知和记录。传统应用数据是支持传统水利业务应用的主体数据源。行业外数据是由政府其他部门、各企事业单位等有效运行的业务系统长期积累的数据，服务于水利业务需要并融合贯通的综合新型数据，这些位置、导航数据、互联网数据可以通过交换、购买、爬取等方式引进来，是智慧应用“大数据”的重要组成部分。在数据汇聚过程中，对已在数据库中的数据可按照业务需求对需要汇聚的数据项进行梳理，以不出库联合建模的方式形成数据共享。数据整理数据整理旨在对汇聚后的多源异构数据进行统一规范的整理，主要是完成数据间逻辑关系的梳理，从而提升数据的规范性和可用性，避免数据冗余和重复，打破数据烟囱和不一致的现象。面向水利行业数据，主要是基于一定的数据处理规则，实时批量地完成空间坐标、数据格式、数据编码等方面的统一、规范转换，同时建立对象实体关系，按照时空一致性原则将不同数据进行关联，实现对象空间信息和对象关系信息的挂接。面向复杂、多变、创新新强的大数据，通过数据抽取、清洗、规范、除重、加载等流程，连接不同领域数据，完成数据整理，保障数据的活力。数据存储数据存储承担着时空一体化水利全域数据的存储和管理任务。数据存储从逻辑上构建基础库、业务库、主题库、共享库、决策库等五大库，面向水资源、水环境、水工程、水公共服务等主题，支持更新、检索、统计分析等操作。大数据存储分别按照结构化、非结构化、半结构化等进行数据存储，将水利水文行业、气象、自然资源等其他行业、位置、导航、视频等各种混杂的数据，按照时空特性重构数据关系，为数据共享、信息服务和决策支持提供支撑。数据服务数据服务是从存储层抽取出来的标准化、可共享的服务。“智慧水利”需要以服务的方式把自己的核心业务资产贯通整理并开放给应用层，或由第三方应用整合，以便发掘业务模式、提高服务水平、拓展合作空间。统一服务能实现水利行业多业务应用之间实现跨系统、跨协议服务能力互通。对于水文数据模型，可以按照数据组件和业务需求重构，以统一服务方式提供专业模型分析能力，更好地支撑数据应用。数据应用数据应用层是“智慧水利”面向水利水文业务领域所有应用的最终体现，核心涵盖水利业务构建业务应用系统、公共服务系统、智能决策系统等。通过智能应用的建设支撑政府监管、工程运行、便民服务等，提升公众感水知水能力、提升社会节水护水人文素养、提升政府管水治水服务水平。项目平台架构设计综合服务管理平台遵循“平台是基础、数据是核心、应用是目的”的原则，以“平台+数据+应用”的模式进行设计，平台主要包括门户、管理中心和应用中心三部分。平台架构示意图如下。图4平台架构示意图应用支撑平台门户面向最终的业务管理人员，是所有信息化成果的集中展示，是数据、服务和应用的一站式入口。应用支撑平台门户主要包括工作区和信息区，工作区是日常业务办理的主要区域，设计应用的访问入口、我的日常待办、我的备忘、文件协同和个人收藏等功能；信息区主要是获取机构内外的通知公告、新闻动态等内容。应用中心面向资源和服务的使用者，为系统开发人员提供按需申请的服务，通过对应用从注册、资源申请、开发、上线的全生命周期管理，实现业务与资源隔离，达到应用上云、资源共享、信息互通和业务协同的目的。管理中心面向资源和服务的管理者，为应用提供管理和运行的支撑，为管理者提供资源和服务的全局视图，实现资源的管控、服务的审核与授权、应用的监控。管理中心实现对应用整个建设生命周期的无死角管理，使应用的开发、测试、部署、上线及升级透明化，将信息化系统开发的主动权交给业主。项目安全架构设计项目安全架构设计针对项目环境所面临的安全风险，提出如图所示的安全架构。该安全架构以平台安全服务为核心，包含五个层次的安全设计：图5项目安全架构（1）基础层实施安全从物理安全（设备冗余、容灾备份、RAS、HA）、存储安全（数据加密、密钥管理、备份恢复）、网络安全（下一代防火墙、IDS/IPS、DDoS、攻击检测）、安全芯片（TPM/TCM）等为上层提供坚实可靠的硬件基础设施；系统安全：对操作系统进行安全加固，采用增强的身份鉴别，提供可信软件、安全审计功能本部分由水利厅原有安全设备与现有设备进行集成。（2）数据层安全基于数据全生命周期，从数据安全和隐私保护、密钥分配及管理、灾难备份与恢复等方面，采用数据隔离、数据防护、数据备份等技术，根据平台业务数据的重要性，进行分级加密保护和硬件透明加密，保护平台业务数据的可用性、保密性和完整性。（3）软件安全从身份和访问管理(支持双因子身份鉴别、单点登录)、应用安全、内容安全、客户端接入安全、配置安全、多租户隔离以及云应用监控等方面，保障软件的安全性。（4）平台安全从安全开发环境、中间件安全、编程接口安全、分布式安全等着手，基于轻量级的进程隔离技术，为应用开发提供安全环境，并通过应用上线体检(静态代码审核和动态模拟运行)提高平台安全性。（5）终端接入从终端自身安全防护、终端行为监控以及终端安全接入等方面，保证终端的安全及接入。安全保障体系组织本项目信息安全保障体系切实落实“同步设计、同步建设、同步运行”的信息安全建设原则，为保障本项目的信息安全，将建设统一的总体信息安全保障体系。本项目安全组织架构设计如下：图6项目安全架构信息安全保障体系建设包括：安全管理组织、安全管理体系和安全技术体系三部分的内容。1、安全管理组织根据国家信息安全等级保护制度相关要求，水利厅需设立统一的信息安全领导小组，监督管理本项目的信息安全工作，决策信息安全总体策略。信息安全领导小组下设信息安全工作组，负责组织、协调和落实各项信息安全工作，负责落实总体的信息安全策略和各项信息安全工作。安全管理组织机构应由信息安全领导小组、信息安全工作组、信息安全责任部门共同组成。2、安全管理体系本项目安全管理体系将按照国家信息安全等级保护第三级的相关要求进行设计，包括安全管理制度、安全管理机构、人员安全管理、系统建设安全管理和系统运维安全管理五个方面。3、安全技术体系安全技术是信息安全控制的重要手段，信息系统的安全性保障必须依靠技术手段来实现。安全技术体系的建设主要包括：基础设施安全、平台及应用安全、安全服务交付三个方面。技术路线遵循国家法律、法规及信息技术、安全标准系统设计遵循国家相关法律、法规，参照国家信息化建设标准，尤其是计算机信息系统安全的有关标准、要求，并遵循前期已制定的水利信息化相关标准和规范。基于J2EE技术架构及三层结构开发应用系统J2EE技术是目前业界使用最为广泛的技术之一，它为按照基于组件的应用模型设计分布式应用提供了一个简单而统一的标准。J2EE体系架构拥用Java语言所带来的一切优秀特性，包括平台无关性、安全特性以及组件化开发模式的特性，都为基于J2EE开发的企业级应用高效、健壮的运行提供了有力的保证。合理集成以J2EE为标准的软件产品构建应用系统，可以得到较好的稳定性、高可靠性和扩展性。基于J2EE技术架构，保证系统具有跨平台性，支持UNIX、LINUX和Windows操作系统。基于SOA理念，采用面向服务和基于总线的架构面向服务的体系结构（service-orientedarchitecture，SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口联系起来。接口是独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言的。这种具有中立的接口定义（没有强制绑定到特定的实现上）的特征称为服务之间的松耦合。对松耦合的系统的需要来源于业务应用程序需要根据业务的需要变得更加灵活，以适应不断变化的环境，比如经常改变的政策、业务级别、业务重点、合作伙伴关系、行业地位以及其他与业务有关的因素，这些因素甚至会影响业务的性质。面向服务的体系结构是面向对象的模型的替代模型，面向对象的模型是紧耦合的。虽然基于SOA的系统并不排除使用面向对象的设计来构建单个服务，但是其整体设计却是面向服务的。由于它考虑到了系统内的对象，所以虽然SOA是基于对象的，但是作为一个整体，它却不是面向对象的。支持分布式计算，支持集群管理与任务调度，实现本项目的平滑扩展本项目利用云计算、大数据和虚拟化技术进行建设，系统支持分布式部署，提供对集群系统的管理服务，实现本项目各子系统的平滑扩展。 智能全文检索挖掘技术随着技术的进步，用户已不再满足于分析数值型的数据了，那些埋藏在门户网站各类服务中的文本信息，如果能够自动由计算机识别出来，对于管理、决策者的支持作用无疑要胜过前者。由此可见，对海量信息的有效处理和深层次综合利用离不开文本挖掘技术。文本挖掘是以半结构（如Web网页）或者无结构（如纯文本）的自然语言文本为对象的数据挖掘。它是从海量仓库数据集中发现隐藏的、重要的、新颖的、潜在有用的规律的过程。文本挖掘是采用计算语言学的原理对文本信息进行抽取的研究和实践。文本挖掘的关键领域包括：自动分类、检索行为感知、相似性检索、自动校对、自动过滤、自动转换、自动摘要、相似推送等，通过合理使用，可大大提高信息检索的效果。可视化检索可视化数据检索过程可看做是假设产生的过程：可视化的数据是用户能深入了解数据，并得到新的假设。通过可视化数据挖掘、自动数据统计或机器学习完成验证假设的工作。除用户可直接参与检索过程外，可视化数据检索在特定场景下甚至优于基于统计的自动数据挖掘技术或机器学习技术。主要体现在：可视化数据检索可以轻松地处理高度不均匀的、含噪声的数据；可视化检索过程直观，用户无需掌握复杂的数学或统计学算法和参数。因此，可视化数据检索需求不断上升，同时也使得可视化数据检索技术与自动检索技术密不可分。大数据存储Hadoop家族中的Hbase最适合存储的数据是非常稀疏的数据(非结构化或者半结构化的数据)。Hbase之所以擅长存储这类数据，是因为Hbase是列模式的存储机制，而我们熟知的关系数据库RDBMS都是row-oriented行模式的存储机制。在列导向的存储机制下对于Null值得存储是不占用任何空间的。比如，如果某个表中有10列，但在存储时只有一列有数据，那么其他空值的9列是不占用存储空间的。另外使用Hbase进行存储，还可以利用Hadoop中的Hive进行数据的分析处理，使用分布式计算技术，提高数据处理的能力。框计算框计算是以语义分析、行为分析、智能人机交互和海量计算为基础高度智能的互联网需求交互模式。框计算是一种“最简单可依赖”的信息交互实现机制与过程，用户只需在搜索“框”中输入需求，然后由“框”进行计算，通过需求识别与挖掘用户查询的蕴含含义，搜索特定类优质资源，并将该需求分配给最优的内容资源或应用提供商处理，最终精准高效地返回给用户相匹配的结果。高速服务框架高速服务框架对于应用组件化、分布式部署和动态扩展提供了良好的支持，是一种良好的云计算环境下的高性能、高可用性服务框架。采用高速服务框架后，前后端部署单元、各个业务组件之间都可灵活的、高性能的实现集成或者分布式部署，帮助应用系统实现服务化、高效化。推荐引擎推荐引擎可以向用户推荐用户可能感兴趣的或是对用户具有潜在使用价值的资源和服务。推荐引擎是利用用户浏览网站时产生的操作行为，结合用户基本信息等多种数据进行分析，主动挖掘用户偏好，发现用户当前或潜在需求，进而主动向用户推送信息的技术。高效、智能的推荐引擎可以增加用户对系统的粘性，增强系统的智能化与友好度。中间件技术中间件是先进技术和技术标准的载体，采用中间件使得平台的先进性、可靠性得到保证。中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件软件管理着客户端程序和数据库或者早期应用软件之间的通讯。中间件在分布式的客户和服务之间扮演着承上启下的角色，如事务管理、负载均衡以及基于Web的计算等。中间件具有以下的一些特点：满足大量应用的需要；运行于多种硬件和OS平台；支持分布式计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互功能；支持标准的协议；支持标准的接口。程序员通过调用中间件提供的大量API，实现异构环境的通讯，从而屏蔽异构系统中复杂的操作系统和网络协议。针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。由于标准接口对于可移植性和标准协议对于互操作性的重要性，中间件已成为许多标准化工作的主要部分。对于应用软件开发，中间件远比操作系统和网络服务更为重要，中间件提供的程序接口定义了一个相对稳定的高层应用环境，不管底层的计算机硬件和系统软件怎样更新换代，只要将中间件升级更新，并保持中间件对外的接口定义不变，应用软件几乎不需任何修改，从而保护了中国科学技术信息研究所在应用软件开发和维护中的重大投资。消息中间件技术消息中间件是系统之间、服务之间数据信息安全、高效、可靠交换传输的最佳平台和通道。消息中间件为数据交换各方建立了一个安全、稳定的传递通道。通过消息中间件，应用程序可以工作于多平台或OS环境，实现跨平台、跨系统、跨语言的通讯和数据传输。在SOA架构的系统中，服务之间可以采用消息中间件技术和消息机制进行可靠数据传输和通讯保障。数据集成技术数据集成技术是实现资源共享交换的核心技术。交换集成技术必须首先具有完全的开放性和兼容性。考虑到需要接入各种不同的系统和数据接口，本项目需要满足多种国际工业标准，能够与现有的常见数据载体进行对接，支持XML标准数据交换并提供数据访问的定制能力。通过数据集成技术，我们可以通过累加软件模块的方式，完成数据集成和交换流程的定义，并可以根据业务的需要进行逐步更改。详细解决方案建设充分共享的水利基础根平台“智慧水利”是省水利厅现代水利建设的基础，是也省水利厅深化“改革开放”和进一步“解放思想”的重要实现途径。系统建设必须充分考虑与省与“数字政府”或省“电子政务云”融合与共享，与水利部“智慧水利”建设的融合与共享。实现与水利部、流域、省、市、县五级“纵向一条线”实现与省“数字政府”或省“电子政务云”横向一盘棋。大数据中心建设建设思想水利数据资源是水利大数据发展基础，通过提升数据资源获取能力、整合集成各类水利数据、建立水利数据资源目录、完善数据更新机制，形成标准统一、持续更新的水利数据体系，面向数据资源应用与服务，通过建设水利信息数据资源标准化与管理，实现数据资源横向集成、纵向贯通、全局共享的运转模式。为水利厅信息化建设向大数据、智能化方向发展提供强有力的支撑。数据资源构建遵照水利部《水利信息化资源整合共享顶层设计》总体架构和方法、对水利厅核心业务需要的水利信息资源进行梳理分析，建立统一的水利数据模型、数据目录、数据库，收集现有数据，纸质信息资源数字化，整合入库，实现数据资源的统一集中存取，按责权分工管理和有序共享。数据模型设计采用面向对象的统一水利数据模型对基础、业务和政务等数据进行整合，实现水利数据空间、属性、关系和元数据的一体化管理，统一对象编码，统一数据字典，为各类业务应用提供规范、权威和高效的数据支撑。对象分类水利对象分类体系应遵循《水利对象分类与编码总则》，共划分四个层级，其中2个大类、4个中类和8个小类，并形成完全闭合体，基础类留有扩展余地，基础类可根据需要按照一定规则无限制地进行扩充，但扩充的新类应维持水利对象分类的完全分类（所有基础类对象集合的并集为全集，任何两个基础类对象集合的交为空集）特征不变。表1水利对象分类规则大类中类小类基础类级别自然地表集储水单元流域一级流域、二级流域、三级流域、四级流域、五级流域、六级流域、七级流域湖泊—……输水通道河流（段）未确定、干流、第1级支流、第2级支流、第3级支流、第4级支流、第5级支流、第6级支流、第7级支流、第8级支流侵蚀沟道—……地下集储水单元水文地质单元—……输水通道暗河—……非自然设施独立工程观测站—水库大坝大（1）型、大（2）型、中型、小（1）型、小（2）型水闸大（1）型、大（2）型、中型、小（1）型、小（2）型橡胶坝—水电站大（1）型、大（2）型、中型、小（1）型、小（2）型泵站大（1）型、大（2）型、中型、小（1）型、小（2）型渠道—堤防（段）1级、2级、3级、4级、5级淤地坝—水井—塘坝—窖池—倒虹吸—渡槽—涵洞—……组合工程水库—灌区—引调水=1\*ROMANI等、=2\*ROMANII等、=3\*ROMANIII等、=4\*ROMANIV等农村供水—……非设施行为主体水利行业单位—……行为客体流域片区—水资源分区一级水资源分区、二级水资源分区、三级水资源分区、……水功能区划一级水功能区划、二级水功能区划地表水水源地—地下水水源地—取水口—排污口—取用水户—退排水户—主体功能区—取水许可证—……采用线分类法，将水利对象划分为大类、中类、小类和基类四级分类。大类为一级分类，按水利对象是否经人力干预形成划分为自然和非自然2类。中类为二级分类，是在大类基础上的进一步细分，自然大类按照水利对象是否处于地表以上，划分为地表和地下2个中类；非自然大类按照是否为工程建筑，划分为设施和非设施2个中类。小类为三级分类，是在中类基础上的进一步细分，地表和地下2个中类均按照水利对象的集输水特征，划分为集储水单元和输水通道2个小类；设施中类按工程是否独立，划分为独立工程和组合工程2个小类；非设施中类按管理行为的施受关系，划分为行为主体和行为客体2个小类。基类是在小类的基础上划分的具体可实例化的四级对象类。大类、中类、小类为固定分类，基类为可扩展分类。采用层次码编码方法对水利对象分类进行编码，代码由5位阿拉伯数字组成。大类、中类、小类的代码分别为1位阿拉伯数字，基类代码由2位阿拉伯数字组成。水利对象分类代码结构如图所示：图7水利对象分类代码结构图水利对象编码规则（1） 总体编码规则水利对象代码由18位阿拉伯数字或英文大写字母构成。除自然人对象代码按GB11643的规定执行、水利行业单位对象按GB32100-2015中第4章的规定执行以外，其余水利对象的代码由水利对象分类代码、水利对象短代码和校验码3个代码段组成，代码结构如图所示：图8水利对象编码规则结构图其中：TTTTT—5位阿拉伯数字，表示水利对象分类代码，代码值详见水利对象分类代码表。CCCCCCCCCCCC—12位阿拉伯数字或英文大写字母，表示水利对象的短代码，即在同一水利对象基类下可唯一标识某个具体水利对象实例的代码。根据水利对象的隶属特征不同，水利对象短代码按照流域水系隶属型、行政区划隶属型、特有层级型管理区划3种编码规则编制。X—1位阿拉伯数字或英文大写字母，表示校验码，用以检验代码的正确性，其值根据TTTTT和CCCCCCCCCCCC计算得出。（2） 流域水系隶属型水利对象的编码规则1）适用范围适用于流域、湖泊、河流、侵蚀沟道、地下湖、地下河等6类水利对象。2）编码规则采用组合码编码方法进行编码。短代码由2个代码段构成，包括6位所属流域（水系）分区代码和6位顺序码。代码结构如图所示：图9流域水系隶属型水利对象短代码结构图其中：CbCbCbCbCbCb—6位英文大写字母（I、O、Z舍弃），表示水利对象所属的流域（水系）分区代码，第1、2位分别表示一级流域（水系）代码和二级流域（水系）代码，取值按附录A的规定执行。第3、4、5、6位依次表示三、四、五、六级流域在相应上一级流域（水系）内的顺序编号，按从上游至下游、从北向南依次编码，取值范围为A～Y（I、O、Z舍弃）。跨流域（水系）分区的采用上一级流域（水系）分区代码。跨一级流域（水系）分区的，约定使用“XXXXXX”。CbsCbsCbsCbsCbsCbs—6位阿拉伯数字，表示水利对象在所属流域（水系）分区下的顺序码。取值范围为000001～999999间的顺序码，该顺序码按注册登记的先后次序递增。对“流域”对象自身编码时，约定使用“000000”。（3） 行政区划隶属型水利对象的编码规则1）适用范围适用于测站、水库大坝、水闸、橡胶坝、水电站、泵站、堤防、渠（沟）道、淤地坝、地下水取水井、塘坝、窖池、圩垸、倒虹吸、渡槽、涵洞、治河工程、水库、灌区、引调水、农村供水、蓄滞洪区、地表水水源地、地下水水源地、采砂分区、取水口、退水排污口、取用水户、退排水户、污水处理厂、自来水厂、河道断面、河段、堤段、险工险段、重点水事矛盾敏感区、项目、事件等38类水利对象。2）编码规则采用组合码编码方法进行编码。短代码由2个代码段构成，包括6位所属行政区划代码和6位顺序码。代码结构如图所示：图10行政区划隶属型水利对象短代码结构图其中：CdCdCdCdCdCd—6位阿拉伯数字，表示水利对象空间位置所在的县级行政区划代码，跨行政区划的采用上一级行政区划代码，按GB/T2260中第3章的规定执行。跨省级行政区划的约定使用“000000”。CdsCdsCdsCdsCdsCds—6位阿拉伯数字，表示水利对象在所属行政区划下的顺序码。取值范围为000001～999999间的顺序码，该顺序码按注册登记的先后次序递增。（4） 特有层级型管理区划水利对象的编码规则1）适用范围适用于水资源分区、地表水功能区、地下水功能区、水土保持区划等4类水利对象。2）编码规则采用组合码编码方法进行编码。短代码由6个代码段构成，包括2位一级码、2位二级码、2位三级码、2位四级码、2位五级码、2位六级码。代码结构如图所示：图11特有层级型管理区划水利对象短代码结构图其中：BB—2位阿拉伯数字，表示第一层级管理区划的代码，取值范围为01～99间的顺序码。CC—2位阿拉伯数字，表示某个第一层级管理区划下划分的第二层级管理区划的代码，取值范围为01～99间的顺序码。DD—2位阿拉伯数字，表示某个第二层级管理区划下划分的第三层级管理区划的代码，取值范围为01～99间的顺序码。EE—2位阿拉伯数字，表示某个第三层级管理区划下划分的第四层级管理区划的代码，取值范围为01～99间的顺序码。FF—2位阿拉伯数字，表示某个第四层级管理区划下划分的第五层级管理区划的代码，取值范围为01～99间的顺序码。GG—2位阿拉伯数字，表示某个第五层级管理区划下划分的第六层级管理区划的代码，取值范围为01～99间的顺序码。无下级层级时均用“00”补齐。水利对象数据模型为减少数据冗余、提高结构灵活性和数据间的易关联能力，将对象划分为标识和属性，标识仅表达对象的存在性和唯一性，属性则是对象的特征信息，如基本属性、业务属性、空间属性和时相特征等。水利对象数据包括基础数据、业务数据和政务数据，以及描述这些数据的元数据。梳理对象间的关系，如依赖关系、相关关系、空间关系。本项目对以下基础类水利对象间建立全集关系，针对相关关系建立对象类级的关系映射规则表，通过技术手段实现动态关联，空间关系通过空间分析算法计算而得，不单独建立表存储。考虑水利厅的数据资源情况及实际需求，本项目拟选取以下基础类进行数据建模，包括但不限于：流域、湖泊、河流、测站、水库大坝、水闸、橡胶坝、水电站、泵站、堤防、渠（沟）道、淤地坝、地下水取水井、塘坝、圩垸、倒虹吸、渡槽、涵洞、治河工程、水库、灌区、引调水、农村供水、蓄滞洪区、水利行业单位、水资源分区、地表水功能区、水土保持区划、采砂分区、地表水水源地、地下水水源地、取水口、水排污口、取用水户、退排水户、河道断面、河段、堤段、险工险段。 对象关系梳理（1） 对象确定及描述本项目拟选取以下基础类进行数据建模，包括但不限于：流域、湖泊、河流、测站、水库大坝、水闸、橡胶坝、水电站、泵站、堤防、渠（沟）道、淤地坝、地下水取水井、塘坝、圩垸、倒虹吸、渡槽、涵洞、治河工程、水库、灌区、引调水、农村供水、蓄滞洪区、水利行业单位、水资源分区、地表水功能区、水土保持区划、采砂分区、地表水水源地、地下水水源地、取水口、水排污口、取用水户、退排水户、河道断面、河段、堤段、险工险段。（2） 对象标准化梳理对象标准梳理提供基于水利对象可视化数据建模，主要包括定义对象类型管理、对象标识管理、对象属性管理、关系类型管理等功能。1）对象类型定义主要是对一个对象详细信息的定义，如对象名称、对象URI、对象属性、子对象的定义等。2）对象数据管理属性类型主要是对象的基本属性定义，包括定义属性类型标题、URI、数据格式、数值类型、同义词、检索方式等。数据格式主要包括列表、集合和简单数据格式。3）关系类型管理：关系类型用于定义关系分类、关系类型、关系的属性信息等。关系信息中可以定义多个关系分类，每个关系分类中可以有多个关系类型。每个关系类型都包括源对象类型和目标对象类型，以及多个属性。完善对象之间关系在不同数据集中找出同一个对象记录，主要目的是对不同数据源的实体信息进行整合，形成更加全面的实体信息。主要内容包括异构系统数据映射及数据抽取整合两大部分。从而进一步完善异构系统之间的对象关系。对象实体关系图将对象所包含的关联关系进行组织。分析不同数据库中存在相关性的信息，然后将实体包含的对象进行构建，创建相关关系，进而构建对象所包含的事件，然后将实体与对象关系、对象所包含的事件，形成相应的模型关系，存入关系库。主要包括：实体识别、概念抽取、关系抽取、事件抽取。（1） 模型视图创建模型视图直观展示动态本体模型中配置的所有对象类型、关系类型。节点代表对象类型，实线连接代表对象类型之间的关系类型。也可以选择具体的领域查看该领域内的对象关系模型。系统通过界面操作实现图12模型视图（2） 取用水户关系构建示例对每个取水户所包含的数据元素进行关联，关联的信息包括：取用水户基本信息管理、取用水户水资源论证报告管理、取用水户取水许可证管理、取用水户取水量（年度、月度、每日、实时）、取用水户取水口、取用水户测站、取用水户测点、入河排污口排入水功能区、排污量、考核结果、奖惩记录、取水口所在超采限采区、节水技术与节水产品、节水情况等功能。图13取用水户模型（3） 地表水功能区关系构建示例对每个水功能区所包含的数据元素进行关联关联的信息包括：水功能区基本信息、水功能区断面、水功能区测站、水功能区水质、水功能区达标情况、水功能区入河排污口建设、水功能区与水源地关系管理、水功能区应急预案管理等功能。图14水功能区（4） 地表水水源地关系示例对每个水源地所包含的数据元素进行关联所关联的信息包括：饮用水源地基本信息、饮用水源地断面、饮用水源地测站、饮用水源地水质监测数据、饮用水源地达标率、水源地与水库的关系、水源地与引调水工程的关系、水源地应急预案、水源地应急调度等功能。图15水源地 数据ER模型设计数据库设计可分为以下步骤需求分析-概念设计-逻辑结构设计-物理结构设计-数据库的建立和测试-数据库的运行和维护。其中核心部分为概念设计、逻辑结构设计、物理结构设计。本次项目建设需要对38个基础类进行数据建模。对象及属性的关系模型如下图所示：图16对象关系模型（1） 测站ER模型设计示例图17测站模型设计（2） 取用水户数据ER模型设计示例图18取用水户（3） 水库数据ER模型设计示例图19水利ER模型对象编码编制本项目拟在整合范围内的所有对象采用唯一代码做主键标识，另外建立具有一定语义的对象编码作为候选键（业务主键）。对于候选键，现行对象编码比较完整、可满足要求的可继续使用，对目前没有统一编码规则的对象则结合分类体系码、流域分区码和行政政区码，在一定区域范围编排顺序码，形成对象编码。考虑到编码的统一性及数据交换共享需求，对于水利部已编码的对象，沿用其定义编码，对于未包含的对象，则按照编码规则进行编码，并作出标记，便于未来的追溯和更新。数据字典编制标准代码字典数据是云平台数据标准的核心要素之一，其内容建设主要纳入国家相关标准、水利部部颁标准、其他行业相关标准等标准文件规定的代码字典信息项。根据数据资源整合需要，本项目将充分利用已有标准，同时参考在用系统数据字典，编制本项目数据库数据字典。图20字典分类水信息基础平台构建水信息基础平台，按照水利部《水利对象基础数据库表结构与标识符》（征求意见稿）要求，全面梳理省水利厅存在于各数据库中的基础信息（水库、河流、测站等），经过规整后，存入水信息基础平台，未来新开发的服务，原则上不再单独建设数据库，只准以服务的方式调用水信息基础平台数据，同时目前开发的系统经过全新大整合后也只准调用水信息基础平台数据，真正实现数据运用的“一数一源”。基础对象名录建设遵循水利部《水利对象基础数据库表结构与标识符》建设基只含数据属性不含业务属性的础对象名录。本次建设全面梳理基础对象包括但不限于以下：表2水利基础对象序号中文表名1流域2湖泊3河流4侵蚀沟道5地下湖6地下河7测站8水库大坝9水闸10橡胶坝11水电站12泵站13堤防14渠（沟）道15淤地坝16地下水取水井17塘坝18窖池19圩垸20倒虹吸21渡槽22涵洞23治河工程24水库25灌区26引调水27农村供水28蓄滞洪区29水利行业单位30自然人31水资源分区32地表水功能区33地下水功能区34水土保持区划35采砂分区36地表水水源地37地下水水源地38取水口39退水排污口40取用水户41退排水户42污水处理厂43自来水厂44河道断面45河段46堤段47险工险段48重点水事矛盾敏感区49项目50事件51行政区划52桥梁53管线54涉水组织机构对象基础信息挂接遵循水利部《水利对象基础数据库表结构与标识符》建设业务数据与基础对象的挂接。对象空间信息挂接遵循水利部《水利对象基础数据库表结构与标识符》建设空间数据与基础对象的挂接。对象关系信息挂接遵循水利部《水利对象基础数据库表结构与标识符》建设对象关系与基础对象的挂接。数据资源整合数据资源整合是大数据平台建设的基础。基于水利部制定的信息资源标准、代码字典标准、其他行业相关标准对数据资源所使用的代码和信息资源进行统一的规范、完善和管理。从数据整合、数据预处理、资源入库、资源监控、资源利用等数据处理流程环节入手，建立完善的数据生命周期管理与数据质量管控机制，是对数据从获取、清洗、转换、关联、存储、使用等生命周期的每个阶段里可能引发的各类数据质量问题，进行识别、度量、监控、预警等一系列质量管理的活动。数据整合标准服务数据标准是数据资源标准化处理建设的基础。在项目建设时，数据资源标准化处理在使用过程中以2001年5月水利部正式发布《水利技术标准体系表》及标准体系建设中建设的标准为依据，主要包括基础设施标准、数据资源标准、应用支撑标准、业务应用标准等标准，其中数据资源标准是核心，我们会严格遵循国家、水利部发布的数据标准对数据中心进行建设，同时本项目建设依据水利标准规范进行数据整合。本项目数据库建设及数据整合标准参见附表一、水利信息化标准规范。本项目需要遵循的技术标准如下图所示：图21技术标准国家、水利部标准：（1）信息资源规划标准数据和交换格式信息交换日期和时间表示法 电子政务数据元第1部分：设计和管理规范（2）元数据标准 地理信息数据 水利地理空间信息元数据标准 水利信息核心元数据（3）信息分类与编码标准 信息分类和编码的基本原则与方法 水利政务信息编码规则与代码 水情信息编码 水文数据GIS分类编码标准 实时雨水情数据库表结构及标识符标准 水利信息分类（4）数据库标准 实时雨水情数据库表结构及标识符标准 基础水文数据库表结构及标识符标准 水利信息数据库表结构及标识符编制规范 水利工程建设与管理数据库表结构及标识符 历史大洪水数据库表结构及标识符 水利政务信息数据库表结构及标识符（5）地理信息标准 基础地理信息要素分类与代码 国家基本比例尺地形图分幅和编号 基础地理信息标准数据基本规定数据整合分析及实施方法论经过分析目前水利厅建设了大量的前端采集设备并分散在不同的系统中，数据库主要是oracle、sqlserver、mysql等数据库，数据存放的标准不同，年份不同，需要制定详细的数据整合方案，对数据进行整合。（1） 数据梳理分析通过调研，梳理纳入到数据中心存储管理的各类数据的来源、类型、格式、存储管理方式、数据应用需求、数据更新方式等基本情况，以及数据存在的问题。（2） 技术设计根据数据梳理分析结果，结合数据整合建库技术要求，设计形成数据整合技术路线、工作流程，明确各类数据整理加工内容、方法、流程、步骤、技术要求、服务方式，指导数据整合建库。（3） 数据整合依据数据库设计成果，对基础空间数据进行整合加工的数据，形成满足技术要求的数据成果。将数据整合成果装载入库，并对数据库成果运行检查，同时建立数据备份与恢复机制。数据整合技术路线图22数据整合路线（1）已建库数据准备（2）已建库数据分析分析原始提交数据质量，查看已处理的数据情况，分析数据如何进行利用，提出原始数据和已处理的数据存在的问题。（3）数据问题反馈数据生产单位将原始数据存在的问题反馈数据汇交单位，由其进行修改。（4）数据生产单位修改问题数据数据汇交单位根据各类数据库标准修改数据，在数据修改过程中，技术承担单位可指导或辅助数据汇交单位修改数据。（5）问题修改后数据重新汇交数据生产单位提交修改后的数据，技术承担单位进行质量检查，不合格数据返回数据生产单位继续修改，直至数据质量合格。数据整合流程图图23数据整合流程本次项目采用二级数据整合方式，一级数据流程图是从全局的高度，综合、整体地观察每一个职能域数据流的进出概况；通过一级数据流将一些职能域联结起来，使分析人员形成对全局数据流的整体认识。二级数据流程图是某一职能域内部业务过程和数据流的进一步调查的记录，关键是业务过程的识别与定义，以及存储类用户视图的定义与规范化。本系统数据流程的实现将以水利为基础，通过数据整合处理平台整合水利各类业务数据及监测数据，同时依托知识库建设实现数据资源的关联、分析，在外部数据整合方面实现与气象、国土、公安、民政等数据的整合，形成水利数据整合应用分析中心，通过水利数据资源目录实现与电子政务云及部、市、县三级数据的共享，同时为水利应用提供数据支撑。数据整合范围本次数据整合范围主要包括内部数据整合、外部数据整合。数据整合范围见附表三、数据整合范围附表。表3内外部整合整合对象整合范围整合方式省水利厅水利厅各业务处室接口获取、数据抽取各地市水利局水利局各业务处室接口获取、数据抽取各业务处室接口获取、数据抽取气象数据气象云图、雷达图、降雨预报成果等共享国土数据山洪灾害数据、空间地理数据等共享民政数据社会经济数据、人口数据、受灾面积数据等共享数据整合调查整编对照水利厅权责清单和厅机关处室、厅直单位职能，对全厅进行信息资源调查和收集整编，摸清全厅核心业务及其实际需要的数据资源、现有信息资源、已建信息系统数据资源应用情况。调查采用填报调查表、现场访谈等多种形式，根据需要采用多轮