水文地质与水资源数据治理与应用体系构建的思考

黎涛中国地质环境监测院2023年06月28日4应用体系构建思路1水文地质2020年1月，自然资源部出台的《自然资源调查监测体系构建总体方案》，从过去侧重开发利用和资源量变化，向提升对水资源生态价值的认识转变。2021年7月，中国地质调查局印发《地质调查支撑水资源管理总体设计》，提出“系统掌握全国及重点地区水资源的数量、质量、空间分布、开发利用、生态状况及动态变化，科学把握水资源对生态文明建设和经济会发展关键支撑与制约作用”的总体目标。《总体设计》提出利用5年时间，在已有国家地下水监测平台基础上，建成水文地质与水资源智慧服务系统，提供水资源区划服务、重点地区水平衡状况预警服务，全面掌握全国水资源数量、质量、空间分布、开发利用、生态状况及水资源区划智慧服务水资源评价1.全面提升水资源“调查水资源区划智慧服务水资源评价1.全面提升水资源“调查—监测—评价—区划”2.建立适应生态文明建设需要的水资源统一调查监测技术标准和指标体系，3.完善水资源年度调查监测与十年一轮周期调查5.科学把握水资源对生态文明建设和经济社会发展的关键支撑与制约作用，数据管理数据管理监测站网管理地下水资源水资源量及水资源实时动态服务重点地区水平衡状况状况预警服务统运维管理地表水资源水资源质量与功能水资源监测数据管理与质控水资源质量监测站网管理地下水资源水资源量及水资源实时动态服务重点地区水平衡状况状况预警服务统运维管理地表水资源水资源质量与功能水资源监测数据管理与质控水资源质量地下水脆弱性保护城市水资源地表水：河土地利用与下垫面变化状况等数据遥感监测数据管理水资源与水文地质模型水资源开发利用保护综合展示与辅助决策数据产品制作数据成果产地下水生态水资源生态效益评估业务分析工具重点区水平衡分析水资源模拟遥感监测数据管理水资源与水文地质模型水资源开发利用保护综合展示与辅助决策数据产品制作数据成果产地下水生态水资源生态效益评估业务分析工具重点区水平衡分析水资源模拟万水文地质调查，开发利用调查、水文地质参基于现有的水资源调查、监测、评价、区划等工作基础，利用大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术，对水文地质与水资源数据进行治理，构建智慧应用服务体系，实现水资源调查、监测、评价、区划数取、可控、可用”2全国首次水利普查统计数据库水资源公报数据库社会经济数据库地下水统测数据库水文监测数据水文地质钻孔数据库气象格网数据全国首次水利普查统计数据库水资源公报数据库社会经济数据库地下水统测数据库水文监测数据水文地质钻孔数据库气象格网数据省级水文地质空间数据库水资源专题图数据库遥感解译成果数据库（重点地区TM/ETM/高分数据等）遥感解译成果数据库（重点地区TM/ETM/高分数据等）基础地理数据库（全国、流域、省级数据资源缺少版本管理、质量管理，缺少数据数据存储按照业务管理逻辑存储和汇聚，未形成统一的…………3标准标准规范体系信息安全体系运维保障体系智慧服务水资源数据驾驶舱水资源数据产品制作与共享水资源国情数据系统水资源数据公众服务发布系统智慧服务水资源数据驾驶舱水资源数据产品制作与共享水资源国情数据系统水资源数据公众服务发布系统智慧应用业务应用层水资源数据管理水资源区划水资源动态分析水资源预测与预警水资源数据管理水资源区划水资源动态分析水资源预测与预警水资源遥感监测水平衡综合分析基础支撑平台支撑服务支撑系统综合查询服务知识图谱服务服务管理系统统计分析服务分布式计算服务算法模型管理系统空间分析服务地址匹配服务产品制作系统基础支撑平台支撑服务支撑系统综合查询服务知识图谱服务服务管理系统统计分析服务分布式计算服务算法模型管理系统空间分析服务地址匹配服务产品制作系统三维场景服务资源目录服务二次开发系统机器学习服务专业模型服务运维管理系统服务支撑层数据中台三维立体数据底座数据服务数据资源层数据资源层数据体系数据治理基础设施层网络传输基础软件基础设施层基础硬件二维地图服务三维场景服务专题数据服务数据查询服务数据统计服务数据血缘服务数据标签服务数据监控服务贴源数据层统一数仓标签数据层产品数据层水文监测数据水资源调查数据主题标签主题数据专题数据水文地质空间数据水资源监测数据属性标签大气水水文地质空间数据水文地质钻孔数据水资源评价数据时间标签地表水水文地质钻孔数据水资源专题图水资源区划数据关系标签地下水水资源专题图水资源公报数据水资源基础数据状态标签海洋水水资源公报数据社会经济数据基础地理数据归属标签冰川冻土社会经济数据数据标准数据汇聚数据清洗数据处理质量管理血缘管理数据管理数据挖掘“1+1+9+31”基础网络节点链路移动通信网络（5G/4G/北斗）政务网专网互联网操作系统中间件数据库软件虚拟化软件GIS软件应用服务器群航空GIS服务器群管理服务器群数据库服务器群虚拟化应用服务器群航空GIS服务器群管理服务器群数据库服务器群虚拟化存储群地面物联网航天感知设备物联网航天数据应用数据标准规范数据安全保障数据中台数据来源数据应用数据标准规范数据安全保障数据中台数据来源局本级用户流域用户省级用户社会公众国家地下水监测工程信息应用服务系统全国水文地质与水资源调查信息服务平台水资源动态分析水资源监测预警水资源评价水资源水平衡分析 服成成果务数据体系数据治理工具应用数据层(主题库、专题库) 标签数据层 统一数仓 贴源数据层数据服务算子编排整合工具果务数据体系数据治理工具应用数据层(主题库、专题库) 标签数据层 统一数仓 贴源数据层数据服务算子编排整合工具数据映射数据加载处理工具工具管理自动处理栅格分析数据导入数据配准投影转换拓扑处理栅格处理空间分析矢量分析矢量处理格式转换属性操作AI分析数据挖掘数据治理数据汇聚专题专题服务二维地图三维场景数据服务血缘血缘管理标签管理知识融合入库入库融合质控审核清洗数据抽取数据抽取数据转换数据库接口服务接口服务接口省级节点省级节点物联网采集信息填报服务接口共享交互国家已有系统国家已有系统流域节点流域节点调查监测调查监测行业共享行业共享监测类数据：主要包括地下水监测数据、气象监测数据。地下水监测数据主要以多时序监测过数据治理将数据规范化处理后写入数据库，再利用GIS工具制作成数据产品。气象监测数据主要来地下水监测数据 气象监测数据地下水监测数据本站气压开发多格式转换工具开发多格式转换工具数据分类提取数据导入/转换数据分类提取数据导入/转换数据检查与处理数据入库插值分析插值分析提取面数据提取面数据水文地质类数据：主要是分幅数据，以MapGIS格式、shp格式为主，数据治理的工作主要是对数据进行平移工具数据批量迁移数据检查数据融合数据入库符号检查与点线面移工具数据批量迁移数据检查数据融合数据入库符号检查与点线面数据制图数据制图四级体系三级体系二级体系四级体系三级体系二级体系一级体系服务应用层业务系统业务系统国家地下水监测工程信息应用服务系统全国水文地质与水资源调查信息服务平台水资源动态分析系统国家地下水监测工程信息应用服务系统全国水文地质与水资源调查信息服务平台水资源动态分析系统水资源评价系统水资源区划系统水平衡分析系统…业务成果按需获取按需获取数据产品层多源融合产品多源融合产品标准化产品标准化产品挖掘后产品挖掘后产品汇聚入库汇聚入库数据产品服务专题数据水资源量数据数据产品服务专题数据水资源量数据社会经济数据水文地质空间数据水资源监测数据基础地理数据主题数据地表水冰川冻土地下水大气水海洋水规则提取专题集成规则提取专题集成标签数据层统一数仓主题标签主题标签属性标签属性标签时间标签时间标签关系标签关系标签状态标签状态标签归属标签归属标签描述性标签描述性标签标签计算标签计算数据资源目录数据资源目录数据标准规范 水资源调查数据 水资源监测数据 水资源评价数据 水资源区划数据 水资源基础数据 社会经济数据 基础地理数据汇汇聚入库入库审核质控融合清洗贴源数据层数据源水文监测水质监测水文监测水质监测气象监测地下水监测增量数据 抽取已建系统已建系统工程服务系统全国水文地质与水资源调查平台 转换9个流域节点海河淮河 转换9个流域节点海河淮河其他部委自然资源部航天遥感数据航空遥感数据存量数据存量数据水文地质空间数据水文地质钻孔数据地下水统测数据水资源专题图水资源公报数据社会经济数据遥感解译数据土地覆被数据基础地理数据 抽取服务接口共享交换服务接口共享交换共享交换32个省级节点32个省级节点北京河北湖南入入库互联互通专线流域节点省级节点互联互通专线流域节点省级节点4围绕水资源调查、监测、评价、区划全业务流数据治理数据治理数据挖掘应用数据统一数仓数据加工空间范围站网密度站网分布图空间范围站网密度站网分布图图数据资源目录数据资源目录原始数据区间原始数据区间预测区间数据，识别为正常数据基于LSTM方法的地下水位动态趋势预测预测区间数据，识别为正常数据全国1:500万水文地质图水文地质图数字版水文地质图数字版全国1:500万水文地质图水文地质图数字版全国1:500万水文地质图流域分区地下水资源分区地下水监测站气象监测站地下水资源分区图流域分区图地下水资源分区图流域分区图监测站网分布图按照区域分区、流域分区、地下水资源分区、自定义方式统计监测站网分布图按照区域