樊青松

（溫嶺市水利局 ，浙江 溫嶺 317500）

1 問題的提出

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和城市化進程的不斷推進，人口聚集，人水爭地矛盾日益突出，水域管理難度越來越大，而伴隨著社會的進步，人們對美好生活的向往對水域管理提出了更高的要求，水域管理面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。長期以來水域數(shù)據(jù)的管理主要依靠手工作業(yè)的方式，由于數(shù)字化含量低，很多的資料和數(shù)據(jù)都是以紙質(zhì)形式存放在檔案室或個人手里[1]，信息傳遞效率低下，束縛著水利部門管理者與政府決策者的手腳，制約水域管理效能的提升。當前，新一輪信息革命正引領(lǐng)人類從工業(yè)文明加速向信息文明轉(zhuǎn)型，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化在生產(chǎn)生活領(lǐng)域的深度滲透，深刻改變了水域保護管理的基礎(chǔ)環(huán)境，傳統(tǒng)的、手工化的水域管理模式遇到嚴峻的挑戰(zhàn)，已經(jīng)不能適應水域管理現(xiàn)代化和決策科學化的需要，與時代發(fā)展的要求、改革治理的需要、社會公眾的需求相比，還存在不少差距和短板。在國家加快建設(shè)數(shù)字中國、發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟、實施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的大背景下，探討水域數(shù)字化[2]管理非常必要，具有重要的現(xiàn)實意義。

2 水域數(shù)字化管理模式

面向?qū)ο骩3-4]是一種對現(xiàn)實世界理解和抽象的方法，對象不僅能表示具體的事物，還能表示抽象的規(guī)則、計劃或事件。因此借用對象的概念來描述水域的狀態(tài)和行為更有助于水域的保護管理。為此將水域按其類別、時、空特性進行對象標識、單元化組織和構(gòu)件化管理，其目標是聚焦管好水域空間及其水域岸線、水體，打造人與自然和諧共生的水域新格局，還水域以美麗健康，主要手段是以信息化、移動通信、大數(shù)據(jù)等技術(shù)來處理、分析和管理水域，促進水域水流、數(shù)據(jù)流、資產(chǎn)流的通暢與協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)精確、敏捷、高效、全時段、全方位覆蓋的水域管理模式。水域數(shù)字化主要內(nèi)容包括水域管理對象身份證化、管理職責單元化和管理運行構(gòu)件化：

（1）管理對象身份證化。主要是對水域管理對象進行標識，就是把水域的江河、溪流、湖泊、人工水道、行洪區(qū)、水庫、山塘等及其管理范圍、水體岸線、交叉建筑物等水域管理對象都納入水域數(shù)字化管理的范疇，給每個管理對象配上一個“數(shù)字身份證”進行注冊登記，建立相應的身份名錄，對每個對象上發(fā)生的行為（如占用、補償、維修養(yǎng)護等）都定義為事件，通過事件的關(guān)聯(lián)管理將水域管理責任精準落實到位。如果河道上的水閘壞了，堤防有了隱患，在數(shù)字化系統(tǒng)的支撐下，相關(guān)責任人和部門就會在第一時間發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而實現(xiàn)以更先進的技術(shù)更快地發(fā)現(xiàn)問題、更有效地解決問題、更好地監(jiān)督考核，更精細的行業(yè)監(jiān)管。

（2）管理職責單元化。將水域管理職能、管理機制、運作模式、組織結(jié)構(gòu)等管理基礎(chǔ)全面數(shù)字化，以行政區(qū)域、小流域或河段區(qū)域作為管理單元[5]，將水域空間單元化，在單元內(nèi)有效整合信息和管理資源，開展信息采集、事件處置、水域服務(wù)、政策宣傳等管理服務(wù)工作，綜合分析水域管理形勢和精細分析水域管理內(nèi)容，對水域運行狀態(tài)做出預判、預測、預警，實現(xiàn)水域管理運行狀態(tài)的全面可視和監(jiān)測。按照綜合履職的要求，由單元責任人及時采集單元水域動態(tài)信息，更新水域各類綜合信息，努力實現(xiàn)信息全掌握、訴求全收集、服務(wù)全覆蓋、工作全到位。同時按規(guī)定通過單元內(nèi)巡視，發(fā)現(xiàn)水域管理問題后利用無線智能終端進行問題信息的采集并上報至數(shù)據(jù)中心、對已解決的問題進行檢查確認，并將信息反饋至數(shù)據(jù)中心，對事件的處置盡可能在本層級處置，責任人自己能解決的要及時處置并留下記錄（如日常類信息，現(xiàn)場處理并上傳登記備案），不能解決的（如協(xié)調(diào)類信息，現(xiàn)場受理上傳同時將結(jié)果反饋給服務(wù)管理對象；重點類信息和突發(fā)性事件，按層級報告，協(xié)助相關(guān)部門緊急處理）上報數(shù)據(jù)中心由數(shù)字化平臺推送到相應的部門進行聯(lián)動處置并留下記錄，避免推諉扯皮現(xiàn)象和違法、違規(guī)行為的發(fā)生與事態(tài)擴大，真正實現(xiàn)管理責任的區(qū)域精細化。

（3）管理運行構(gòu)件化。應用面向?qū)ο蟮姆治龇椒?，將水域作為系統(tǒng)進行建模，將每個單元內(nèi)的水域管理對象，如江河、溪流、湖泊、人工水道、行洪區(qū)、水庫、山塘等及其管理范圍物化為單元構(gòu)件[6]，構(gòu)件具有屬性、功能、狀態(tài)等特征，每個構(gòu)件可以封裝、繼承，有自己的屬性、功能和方法。對構(gòu)件上發(fā)生的事項定義為事件，如疏浚、保潔、違建、整治、建設(shè)等。對事件信息一方采集、多方共用，事件信息可采用包括文字、照片、視頻、音頻等多種信息表達方式，事件采集時在自動獲取事件發(fā)生的現(xiàn)場位置地理坐標的同時，對事件現(xiàn)場的地名、特征建筑、事件本身也應進行清楚、準確、完整的描述，其中照片應清晰反映問題的全貌、關(guān)鍵性局部特寫，視頻應清晰反映事件經(jīng)過，問題所在，錄音應語音清晰、語句簡短完整。水域構(gòu)件化可使水域狀態(tài)及其行為精準化，通過構(gòu)件的組裝、配置和控制可以實現(xiàn)水域動態(tài)監(jiān)管，維護水域公共安全，從而提升水域管理工作的高質(zhì)量。

水域數(shù)字化管理模式見圖1。

圖1 水域數(shù)字化管理模式圖

3 數(shù)字水域總體框架

水域數(shù)字化管理是依托數(shù)字化手段，在現(xiàn)有的信息技術(shù)基礎(chǔ)上，對水域管理理念、職能、制度、行為、組織的全方位變革，通過構(gòu)建一個通用的基礎(chǔ)信息平臺，采用數(shù)字化的方式，完善水域信息資料采集、分析、整合等各個環(huán)節(jié)，對水域管理業(yè)務(wù)流程進行整體優(yōu)化再造，促進各類信息的無縫對接，對水域空間進行一體化管理，統(tǒng)籌實施水域空間管控體系，建立更加扁平、高效、靈活、協(xié)同的業(yè)務(wù)流，全面推動水域監(jiān)管行為數(shù)字化，實現(xiàn)跨部門、跨層級的協(xié)同管理。在內(nèi)容架構(gòu)上，水域數(shù)字化主要包括（見圖2）：

（1）全面立體的物聯(lián)網(wǎng)感知能力。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對水域管理單元及構(gòu)件進行監(jiān)控、傳輸和分析，使水域管理信息平臺具有動態(tài)實時的監(jiān)管能力。

（2）全過程的水域保護監(jiān)管。通過信息資源整合、信息共享，獲取水域運行管理的數(shù)據(jù)支持，真正形成水域管理的信息監(jiān)管中心。通過加強水域運行數(shù)據(jù)的聚合分析能力和必要水域管理運行體征的預警預報和體征分析能力，形成“事前、事中、事后”全程監(jiān)管機制。

（3）多層次的水域開發(fā)利用。水域保護開發(fā)是數(shù)字水域建設(shè)的方向，注重從人們對美好生活的向往出發(fā)，強化民眾的參與，提供平臺實現(xiàn)民眾與政府的良性互動，讓更多的人參與到水域保護、開發(fā)、利用、管理中來，匯聚公眾智慧，不斷推動管理創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新，形成全方位、多層次的水域空間管控體系，這樣使得水域的治理保護更能有序、有效、保值增值，同時也為水域科學、綜合管理提供幫助。

（4）全方位的數(shù)據(jù)共享服務(wù)。目前不同管理部門擁有各自分管的水域數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的權(quán)屬和維護工作屬于各管理部門，如河道的歸河道部門、水庫的歸水庫部門、山塘歸農(nóng)水部門，執(zhí)法事件又分散到不同部門，水域數(shù)字化應向各涉水管理部門提供相應的地理空間信息和屬性信息，讓每個權(quán)屬單位更好的了解自己的工作范圍和做好水域的維護工作，水域的保護也由原來的部門分散管理、分別監(jiān)督轉(zhuǎn)變?yōu)榧芯S護、協(xié)同保護的體制機制，形成多方參與水域保護管理服務(wù)體系。

圖2 水域數(shù)字化管理框架圖

4 功能設(shè)計

4.1 水域一張圖管理

水域一張圖管理，主要是以時間和空間的框架實現(xiàn)水域信息資源的整合（見圖3），將水域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、專業(yè)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、社會人文、地形圖、正射影像圖等相關(guān)數(shù)據(jù)單元化、構(gòu)件化后落實到不同的地圖圖層上，形成水域一張圖，使水域管理對象在管理區(qū)域中的精確定位，構(gòu)建水域圖文一體化的協(xié)同工作環(huán)境；同時可根據(jù)需要任意組合疊加顯示，實現(xiàn)對水域水域管理全局情況的總體把握，以了解相互之間的關(guān)系和規(guī)律。在水域數(shù)字化管理系統(tǒng)中，水域空間數(shù)據(jù)采用.shp或.gdb格式，平面坐標系統(tǒng)采用CGCS國家2000坐標系，高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準，數(shù)據(jù)精度要求達到1∶2 000地圖比例尺以上精度。屬性數(shù)據(jù)包括河流水系、池塘、水庫、山塘、堤防水閘、湖泊、攔河樞紐、交叉建筑物、視頻監(jiān)控、社會經(jīng)濟、遙感影像、全景圖等。通過一張圖整合水域全信息，對水域管理實現(xiàn)圖、文、表、業(yè)務(wù)管理一體化管理，貫通水域管理業(yè)務(wù)，支撐水域保護管理協(xié)同辦公、信息共享。

圖3 水域一張圖管理框架圖

4.2 水域保護動態(tài)監(jiān)管

基于天空地一體化的水域環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對區(qū)域內(nèi)水域面積進行動態(tài)監(jiān)測（見圖4），圍繞基本水面率、水域功能與占補平衡情況等水域保護指標對水域面積、容積、功能、利用狀況等內(nèi)容進行監(jiān)測和評價，采用高分辨率遙感影像結(jié)合單元實地巡查監(jiān)管提升天空地一體化監(jiān)測的頻率與精度，構(gòu)建水域環(huán)境安全體系確保本行政區(qū)域內(nèi)的水域面積不減少、功能不減退，從而創(chuàng)新水域動態(tài)監(jiān)管模式，為水域的科學有效管理提供技術(shù)支持。

圖4 水域變化動態(tài)監(jiān)測圖

4.3 水域開發(fā)利用

水域開發(fā)利用主要包括涉水項目審批、涉水項目監(jiān)管和移動監(jiān)管等功能。

（1）輔助審批：通過GIS空間分析功能，可以對涉水項目空間數(shù)據(jù)與水域及其管理范圍進行疊置分析，計算涉水項目落入管理范圍或水域范圍的面積，統(tǒng)計線性項目涉及河湖數(shù)量，量算點狀項目同岸線或管理范圍之間距離等，輔助判斷涉水項目平面信息是否符合水利相關(guān)規(guī)定要求。

（2）涉水項目監(jiān)管：主要是對批后項目監(jiān)管及對監(jiān)管方監(jiān)督考核，集“三監(jiān)”（監(jiān)測、監(jiān)視、監(jiān)管）于一體。系統(tǒng)包括：①監(jiān)管項目審批信息及監(jiān)管信息的列表展示：用戶軌跡、監(jiān)管上報內(nèi)容與當前位置的實時查看；②監(jiān)管智能輔助：根據(jù)相關(guān)法規(guī)、條例及項目批文，結(jié)合監(jiān)管情況，自動做出監(jiān)管參考意見或?qū)栴}的處理措施，以輔助監(jiān)管決策工作。在定期監(jiān)管與臨時性監(jiān)管工作過程中，實時記錄監(jiān)管工作人員的軌跡，并與用戶拍攝的現(xiàn)場圖片、監(jiān)管頻次、監(jiān)管時間等內(nèi)容進行對比分析（如將GPS軌跡與監(jiān)管任務(wù)路線進行對比，避免用戶沒有去現(xiàn)場的隨意填報行為；將現(xiàn)場照片中EXIF信息中經(jīng)緯度與現(xiàn)場軌跡進行對比，避免用戶隨意拍攝的問題等），作為監(jiān)管工作考核依據(jù)，管理人員實施掌握監(jiān)管工作人員的工作狀態(tài)，提高監(jiān)管執(zhí)法在線化水平。

（3）移動監(jiān)管APP：通過移動端APP實現(xiàn)對水域及管理數(shù)據(jù)展示、查詢、定位等功能，輔助水域管護人員戶外巡河檢查過程中可以實時查看相關(guān)信息。監(jiān)管人員通過移動端APP進行監(jiān)管項目信息的查詢與監(jiān)管信息的錄入和上報，核心功能通過后臺服務(wù)的形式實現(xiàn)。根據(jù)管理員發(fā)布的監(jiān)管任務(wù)，包括根據(jù)項目實施進度定期監(jiān)管工作與因特殊目的臨時性監(jiān)管工作，通過APP可以導航至監(jiān)管項目區(qū)域，并以任務(wù)的形式，提示監(jiān)管用戶檢查內(nèi)容，如需要去指定位置拍照，需要查看指定監(jiān)管內(nèi)容等，在用戶完成所有任務(wù)后，將監(jiān)管內(nèi)容提交至后臺系統(tǒng)中。水域移動監(jiān)管見圖5。

圖5 水域移動監(jiān)管圖

4.4 水域共享服務(wù)

水域數(shù)據(jù)共享服務(wù)主要包括數(shù)據(jù)交換、運行管理臺帳（檔案）和績效評估等功能。

（1）數(shù)據(jù)交換。主要是對水域基礎(chǔ)信息、水域管理信息、水域業(yè)務(wù)信息提供共享和交換，滿足跨部門跨層級的使用要求，提高水域協(xié)同管理效能。

（2）檔案管理。將對所有留存的檔案資料文件掃描信息化處理，建立電子檔案庫，同時，將檔案所涉及水域內(nèi)容空間化，形成涉水審批空間數(shù)據(jù)庫，并完成系統(tǒng)平臺的查詢、調(diào)閱與展示功能。對于新立項項目可通過系統(tǒng)直接錄入審批信息并上傳相關(guān)附件，形成電子審批檔案。系統(tǒng)提供電子檔案資料的管理，具備權(quán)限的用戶，能夠下載、查看相關(guān)資料內(nèi)容?？缮蟼鳌⒕庉?、刪除權(quán)限的管理員用戶，錄入、上傳、編輯和刪除相應的資料，對資料進行維護。

（3）績效評價。績效評價主要是對水域管理的各方面進行考核評價，主要包括水域變化、水域事件、管理過程、工作績效等內(nèi)容，以水域單元為評價對象，對單元內(nèi)構(gòu)件通過對歷史數(shù)據(jù)的運算統(tǒng)計，生成單元水域管理效果的數(shù)據(jù)列表，并按不同的顏色直觀地顯示單元區(qū)域管理效果和不同構(gòu)件發(fā)生的主要事件，既能監(jiān)督水域管理中發(fā)生的具體問題，又能監(jiān)督管理和執(zhí)法質(zhì)量。

5 結(jié) 語

（1）水域數(shù)字化管理模式是基于面向?qū)ο蟮姆治鼋＃ㄟ^水域單元化和構(gòu)件化對水域管理中涉及的人、物、環(huán)境、過程等對象數(shù)字化，使管理對象一清二楚，同時有效整合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)水利內(nèi)部、跨政務(wù)部門的互聯(lián)互通、信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。

（2）水域數(shù)字化業(yè)務(wù)應用，使傳統(tǒng)的粗放型突擊式管理模式轉(zhuǎn)為數(shù)字化長效化模式，實現(xiàn)水域數(shù)據(jù)的價值流動，推動政府和社會之間信息高效流通、融合共享，創(chuàng)新水域管護機制，推動水域管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高水域管理效率。