密云区智慧水务空间数据采集与应用系统建设与思考

刘凯迪 王健 蔡硕

摘要：随着城市化进程的加速和工业化的发展，水资源的需求日益增加，水资源的保护和管理也面临着越来越大的挑战。为了更好地管理和利用水资源，密云区启动了智慧水务空间数据采集与应用系统建设。本文将探讨该系统的建设背景和系统建设的必要性、系统应用现状、系统需求分析及建设方案、建设风险分析及管理等，为相关研究、服务和管理机构的工作人员提供参考。

关键词：智慧水务；空间数据采集与应用；水资源保护

密云区作为北京市的重要水源地，承担着为北京市提供生活和工业用水的重任。然而，传统水资源管理方式已经无法满足现代社会对水资源的需求和保护要求。为了解决这一问题，密云区决定引入智慧水务空间数据采集与应用系统，以提高水资源管理效率，实现水资源可持续利用。

1 建设背景和必要性

1.1 建设背景

密云作为首都重要生态涵养区，是首都最重要的地表饮用水源地，担负着确保首都水源安全的重要功能[1]，拥有北京市很多重要供排水设施、水利工程等。根据《北京市密云区“十四五”时期水务发展规划》要求，采用GIS的手段将这些工程设施进行落图，以这些设施的管理单位获取的数据为基础，将各乡镇、村庄的水务数据进行汇聚、整合，构建密云区智慧水务空间数据采集与应用系统。

系统包括数据采集工具（移动端）、水务空间数据移动应用、与“数智密云”对接接口等的研发以及水务业务空间管理数据的汇聚治理等。

1.2 必要性

密云区智慧水务空间数据采集与应用系统是北京市智慧城市、智慧水务的重要组成部分，是统一汇聚、存储、管理密云区水务基础数据的管理与应用支撑平台；该平台将有效弥补密云区水务基础数据特别是空间数据的服务空白，是在“一张图”上全面展示水务基础信息的综合服务平台，也是面向密云区水务局水务业务提供基础信息与技术支撑的应用平台，有力推动密云区水务信息化集约化建设。

2 信息化现状

密云区水务局现有水务信息化系统市河长制管理信息系统、市水务局基础水信息平台、工程建设质监数据库和移动应用app等。水务空间相关业务数据多以业务、项目、工程分散管理。通过长期业务工作积累，空间数据分散，无整理、入库标准，缺乏统一数据管理、查询及数据共享系统。实地考察、外业工作时缺少工具查看周边水务要素或关联基础要素。日常外业工作中，缺少随身设备可以实时查看检查/核查对象位置信息、业务数据，周边占压情况等。

3 需求分析

系统总体建设需要满足用户操作的习惯性、便捷性、友好性原则；同时，该系统的实现需要符合密云区智慧水务管理业务要求，将智慧水务管理对象信息化、数据标准化及统一管理。

目前，密云区水务局经过长期业务工作积累，业务空间数据没有进行标准化整理、入库，缺乏统一管理、统筹规划的综合数据库，缺乏进行数据查询浏览、展示的综合管理平台。

数据是系统的核心，为保证支撑核心业务应用的24 h不间断运行，需要对数据库服务器、数据库文件进行备份。

建设密云区智慧水务空间数据采集与应用系统，实现水务业务数据综合管理、查询展示、双随机抽查等，并支撑外业人员通过移动端进行供水设施等数据的采集、水务业务数据查询浏览等，为密云区水务局各业务科室提供数据层面的应用支撑，为局其他业务系统提供空间数据底图服务。根据北京市密云区数据汇集与资源共享要求，需建设数智密云综合信息平台的对接接口，共享数智密云综合信息平台的矢量底图、遥感影像底图，复用空间数据相关的地图功能。

4 建设方案

4.1 建设目标

4.1.1 形成密云区智慧水务“一张图”管理模式

在保证数据完整性和一致性基础上，对数据类型、数据流程和业务应用进行分析，并在统一数据标准基础上，采用分布式和集中式存储方式，设计和建设密云区智慧水务业务管理资源信息。汇聚、处理与整合遥感影像、水系等流域基础地理数据，以及水利工程、供水、排水等业务空间数据、业务管理数据，形成统一、规范的智慧水务一张图数据资源管理体系，构建完善、高效、安全、可靠的数据资源管理，达到信息的高效实用和信息共享的目的，支撑密云区水务局智慧水务业务管理工作。

4.1.2 实现密云区水务管理对象的可视化直观展示

以空间技术为依托，将基础地理、遥感监测、业务资料数据统一规范集成，共享北京市智慧水务一张图的基础底图、高分辨率遥感影像底图，基于电子地图，可视化展示水务业务管理对象位置信息、业务管理信息，辅助区水务业务管理部门直观、快速地调用、共享、分析和查看数据，有效支撑业务应用和领导决策。

4.2 建设内容

4.2.1 水务空间数据建设

基于密云区水普资料、高分辨率遥感影像、水务业务管理相关文档资料，通过内业数据梳理、汇聚、治理等的方式进行密云区智慧水务业务空间数据的建设，并对空间数据进行地图整饰。主要数据内容包括：水务基础数据、水利工程、机井、供水设施、排水设施、非居民用水户的空间数据、属性数据；基础地理信息。

4.2.2 系统开发

构建智慧水务业务空间综合数据库，并进行水务空间数据移动应用、水务空间数据应用管理等模块的开发，支撑供水设施、污水处理设施、排污口、非居民用水户数据的采集，支撑密云区水务管理对象的信息化、集约化管理与可视化直观展示。

4.3 建设原则

密云区智慧水务空间数据采集与应用系统建设应遵循以下几个原则：

（1）以实用为第一准则，切实满足管理和业务需求，让项目建设资金得到充分利用。

（2）系统运行可靠稳定，考虑系统在平时和峰值情况下，安全可靠运行的设备数据备份机制；根据业务量预测和分析，考虑系统设备的处理能力，系统应具有超负荷控制能力；要为系统运行中可能出现的各种反常情况和突发事件涉及周到的应急恢復手段，并在系统运行中不断完善。

（3）在保证实用性与可靠性的基础上，尽可能采用国内外先进的计算机技术、信息技术及通信技术，采用先进的体系结构和技术发展的主流产品，保证系统高效运行。

（4）通过整合，将建设成果融入现有信息化框架体系当中，提高系统应用绩效。

（5）充分实现密云区智慧水务业务空间信息、业务管理信息的共享服务。

（6）系统设计与建设要强调标准化、规范化，做到接口标准统一，连接通畅，界面清晰，使系统既有灵活性，又有完整性[2]。要构建开放、灵活的体系结构，保证现有数据库数据的移植、有效利用。同时为系统升级、扩展及不可预见的管理模式的改变留有余地，并为后期建设的平稳过渡打下基础。

（7）系统的安全考虑重点在加强其抗干扰能力和抗破坏能力，需要采用多种手段，确保数据安全，保证信息传递的及时、准确。

（8）系统应提供良好的应用操作维护界面，维护操作简单，系统对软件进程、日志记录等提供实时监控管理。

5 建设风险分析及管理

5.1 风险分析

在风险控制和规避方面我们将根据系统建设实际进度和任务充分分析和评估各个风险，重点按照风险类型、严重程度、发生概率、减缓措施等内容来考虑，风险管理计划见表1。

5.2 风险管理

5.2.1 项目变更控制措施

变更控制是指在项目生命周期的整个过程中对变更的识别、评价和管理工作。由于项目总是处于变化的环境之中，因此项目的变更是很难避免的。项目的变更常常伴随着对项目进度、成本、质量或其他目标的调整和改变，造成对项目正常进程的干扰和冲击，严重时会导致项目的失控。因此，必须慎重对待变更，事先做好项目规划、尽量避免变更的发生，当变更不可避免被提出来时，必须对变更进行控制，以确保项目目标最终在变化的环境中顺利实现。

5.2.2 对项目建设进行规范化管理

按照基本建设项目实施原理，在工程实施过程中要严格按照基本建设项目实施管理，严格按照国家基本建设程序进行。按照国家ISO9001质量体系管理要求，建立质量计划控制；工程质量要按相关法规、验收规程执行，实行标准化管理。

——选择具有相应专业资质，具有建设经验的单位来完成平台开发和安装。

——项目启动后，建立定期的项目沟通例会机制，并就项目的需求分析、系统技术架构等定期与承建单位沟通，避免系统建设的偏差。

——按照ISO9001质量体系管理要求，建立一套完整的、有效的项目实施流程和规范。

——软件研发方面严格按照相关的规范，确保软件开发环节不出现质量问题。

——分阶段地组织专业人员对系统中各分项功能和系统综合功能进行测试，及时发现问题并处理问题，保证整个系统的质量。

——系统安装后进入试运行阶段，要求承建公司详细记录系统试运行情况，根据有关各方的意见对系统进行调整或修改设置，使之处于最佳运行状态。试运行完成后组织有关人员对系统进行最终验收。

——根据平台建设情况，制定培训计划，明确不同阶段的培训对象、培训时间、技术要求和培训内容。

5.2.3 制定详细的运行管理措施

项目建成后，运行管理尤为重要，为保证项目建设平台的正常运行，必须制定运行管理措施，且明确各方责任。第一，明确系统的管理职责，任务细化到人。第二，在行业法规和规范的基础上，应建立严格的运行维护管理制度、安全考核办法、报告制度等，出现问题及时解决，不得随意人为停运设备。第三，加大监管力度，定期派技术人员巡查系统、备份数据，确保系统运行正常。第四，加强人员培训，使运行管理人员对系统的设备性能、操作水平加深理解，对于一般性故障可自行排除。第五，要落实运行维护经费。

6 结语

通过建立智慧水务空间数据采集与应用系统，可以提高水資源管理效率和水质监测水平，实现更精细化的水资源管理和更全面的水质监测。密云区的水资源管理通过智慧水务系统的建设，可以更好地解决这些问题，提高水资源利用效率，增加水质监测点位，完善监测指标体系，提高水质监测的准确性和全面性。未来，密云区的智慧水务系统还需要进一步拓展应用范围，将更多的数据源接入系统，实现更全面的水资源管理和水质监测。同时，也需要加强系统的安全性和可靠性，确保系统的稳定运行和数据的安全存储。

参考文献

[1] 佚名.坚持节水优先建成全国首批水生态文明城市——北京市密云区水务局[J].北京水务，2020（4）：8-9.

[2] 陈永奇，朱辰华，张振洲.黄河水量调度管理系统[J].人民黄河，2002，24（5）：11-12.