李玉超，郝仲勇，高天牧，張 穎，董海天，李文格

(北京市水務(wù)規(guī)劃研究院，北京 100048)

在推進(jìn)生態(tài)文明和數(shù)字社會(huì)建設(shè)的大背景下，2019年水利部印發(fā)《加快推進(jìn)智慧水利的指導(dǎo)意見和智慧水利總體方案的通知》，提出要充分利用新一代信息技術(shù)推動(dòng)水利場景數(shù)字化、模擬精準(zhǔn)化和決策智慧化，構(gòu)建智慧水利體系?！侗本┏鞘锌傮w規(guī)劃(2016—2035年)》《北京市“十四五”時(shí)期智慧城市發(fā)展行動(dòng)綱要》提出將北京建設(shè)成為全球新型智慧城市標(biāo)桿，明確了城市感知體系、城市數(shù)字底座、數(shù)據(jù)治理能力、全域場景應(yīng)用智慧化水平大幅躍升等核心目標(biāo)，水務(wù)屬于重點(diǎn)建設(shè)領(lǐng)域。2021年8月印發(fā)的《北京市智慧水務(wù)1.0總體規(guī)劃方案》中提出要構(gòu)建與北京市時(shí)空一張圖進(jìn)行充分共享和融合的水務(wù)專業(yè)圖，支撐水務(wù)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、管理與為民服務(wù)。2022年8月《北京市“十四五”時(shí)期水務(wù)科技和智慧水務(wù)規(guī)劃》中也明確提出在十四五期間要加快提升水務(wù)空間綜合管控基礎(chǔ)，重點(diǎn)聚焦管理需求，完善更新水務(wù)現(xiàn)有專題對象數(shù)據(jù)信息，水務(wù)規(guī)劃綜合管控已成為推進(jìn)首都水務(wù)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。

1 平臺(tái)建設(shè)的必要性

1.1 融合治理水務(wù)規(guī)劃數(shù)據(jù)的需要

現(xiàn)有水務(wù)規(guī)劃數(shù)據(jù)離散、不成體系、“孤島現(xiàn)象”嚴(yán)重，數(shù)據(jù)一數(shù)多源且未經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，缺乏專業(yè)有效的管理，導(dǎo)致水務(wù)規(guī)劃業(yè)務(wù)缺少統(tǒng)一準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)更新的數(shù)據(jù)底板，且規(guī)劃成果缺乏信息化的集中管理，難以對水務(wù)規(guī)劃業(yè)務(wù)提供有效支撐。

需要對現(xiàn)有水務(wù)規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行融合治理，形成覆蓋全市、動(dòng)態(tài)更新、權(quán)威統(tǒng)一的北京市水務(wù)規(guī)劃數(shù)據(jù)底座，確保數(shù)據(jù)的空間關(guān)系正確、邏輯關(guān)系清晰且成果規(guī)范。

1.2 順應(yīng)推進(jìn)智慧水務(wù)發(fā)展的需要

美國管理思想家羅素·艾可夫提出了DIKW體系，即“數(shù)據(jù)(Data)→信息(Information)→知識(shí)(Knowledge)→智慧(Wisdom)”體系。其中，數(shù)據(jù)是指原始數(shù)據(jù)；信息表示對原始數(shù)據(jù)整合后得出的具有邏輯的數(shù)據(jù)；知識(shí)指將信息與實(shí)際情況結(jié)合起來，使提取的信息可以應(yīng)用于業(yè)務(wù)或研究；智慧是指用技術(shù)手段盡可能地提取了數(shù)據(jù)的價(jià)值，并根據(jù)提取的內(nèi)容預(yù)測未來的情況。這與北京市智慧水務(wù)的建設(shè)思路是一致的。

為強(qiáng)化信息技術(shù)與水利業(yè)務(wù)的深度融合，順應(yīng)和推進(jìn)北京市智慧水務(wù)的發(fā)展，構(gòu)建基于DIKW體系的水務(wù)規(guī)劃綜合管控平臺(tái)是十分必要的。

1.3 建立健全水務(wù)規(guī)劃體系的需要

參考北京市國土空間規(guī)劃總體框架，結(jié)合水務(wù)規(guī)劃相關(guān)政策，北京市謀劃構(gòu)建“三級三類四體系”的水務(wù)規(guī)劃體系，即市級、流域級、區(qū)級三級，綜合規(guī)劃、專業(yè)規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃三類，并統(tǒng)籌規(guī)劃編制、規(guī)劃實(shí)施、規(guī)劃保障和規(guī)劃監(jiān)督四個(gè)子體系，形成水務(wù)規(guī)劃業(yè)務(wù)的全流程閉環(huán)管理。

水務(wù)規(guī)劃的編制、審批、評估及監(jiān)管尚未形成標(biāo)準(zhǔn)體系，管控途徑單一，缺少信息化、智能化管控手段，水務(wù)規(guī)劃在水務(wù)行業(yè)建設(shè)、運(yùn)行、管控過程中的引領(lǐng)作用有待進(jìn)一步加強(qiáng)，亟需建設(shè)一套完善的水務(wù)規(guī)劃管控平臺(tái)，作為水務(wù)規(guī)劃履職的支撐保障，實(shí)現(xiàn)“規(guī)劃管理更直觀、空間管控更精準(zhǔn)、政務(wù)服務(wù)更高效”之目的。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 建設(shè)目標(biāo)

以第三次全國國土調(diào)查、北京市第一次水務(wù)普查成果等為基礎(chǔ)，整合北京市智慧水務(wù)數(shù)據(jù)底座和水務(wù)規(guī)劃業(yè)務(wù)形成的各類空間關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，形成覆蓋全市、動(dòng)態(tài)更新、權(quán)威統(tǒng)一的北京市水務(wù)規(guī)劃數(shù)據(jù)底座，并開發(fā)水務(wù)規(guī)劃應(yīng)用場景，為北京市水務(wù)規(guī)劃編制、審查、實(shí)施、評估、監(jiān)管等全流程閉環(huán)管理提供技術(shù)支撐，保證北京市水務(wù)規(guī)劃的高質(zhì)量發(fā)展。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)以涉水空間數(shù)據(jù)匯聚整治為基礎(chǔ)，以水務(wù)規(guī)劃應(yīng)用開發(fā)為核心，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的銜接和數(shù)據(jù)流的流轉(zhuǎn)。平臺(tái)基于B/S模式，采用結(jié)構(gòu)化、模塊化的分層體系架構(gòu)，面向服務(wù)(SOA)的總體設(shè)計(jì)，自下而上依次為設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層，如圖1所示。

圖1 水務(wù)規(guī)劃綜合管控平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

(1)設(shè)施層?；谒畡?wù)規(guī)劃業(yè)務(wù)需求，主要提供平臺(tái)建設(shè)中所需的軟硬件支持，包含計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源及服務(wù)器、GeoScene Pro等。

(2)數(shù)據(jù)層。將法律法規(guī)規(guī)范、涉水空間數(shù)據(jù)、規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、項(xiàng)目信息臺(tái)賬整合治理，形成規(guī)劃依據(jù)、現(xiàn)狀信息、規(guī)劃實(shí)施3個(gè)數(shù)據(jù)庫，并建立與水務(wù)規(guī)劃體系相適應(yīng)的管控指標(biāo)和數(shù)據(jù)模型。

(3)服務(wù)層。將各類數(shù)據(jù)和功能以服務(wù)接口的方式提供給平臺(tái)，供應(yīng)用層使用和調(diào)用。

(4)應(yīng)用層。作為平臺(tái)的功能展示窗口，面向水務(wù)規(guī)劃的編制、審查、評估和監(jiān)管全過程，提供規(guī)劃輔助及技術(shù)支撐。

2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/h3>

平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要以資源共享為宗旨，對外通過政務(wù)網(wǎng)與北京市智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)中心對接融合，納入北京市智慧水務(wù)及智慧城市系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息交互和數(shù)據(jù)共享。

網(wǎng)絡(luò)劃分為業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)和業(yè)務(wù)外網(wǎng)，二者之間利用網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備進(jìn)行邏輯隔離。業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)承載規(guī)劃業(yè)務(wù)服務(wù)，其中保密機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)成果實(shí)現(xiàn)脫敏處理后導(dǎo)入，實(shí)現(xiàn)對規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)用；而數(shù)據(jù)服務(wù)器、管理服務(wù)器與備份服務(wù)器實(shí)現(xiàn)治理數(shù)據(jù)資源的存儲(chǔ)、應(yīng)用和備份。業(yè)務(wù)外網(wǎng)承載政務(wù)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新和規(guī)劃成果的發(fā)布，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 水務(wù)規(guī)劃綜合管控平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

2.4 平臺(tái)開發(fā)環(huán)境

平臺(tái)開發(fā)基于微服務(wù)架構(gòu)，保障平臺(tái)的先進(jìn)性和延續(xù)性，便于進(jìn)行系統(tǒng)的擴(kuò)展和再開發(fā)。數(shù)據(jù)庫采用支持空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較好的PostGIS，二維空間數(shù)據(jù)入庫治理及標(biāo)準(zhǔn)化入庫采用GeoScene Pro企業(yè)版進(jìn)行支撐。

2.5 對外接口設(shè)計(jì)

對外接口主要包括切片服務(wù)接口和數(shù)據(jù)服務(wù)接口。切片服務(wù)接口用于規(guī)劃成果的對外發(fā)布，只能瀏覽，不能編輯；數(shù)據(jù)服務(wù)接口整體遵循RESTFUL設(shè)計(jì)風(fēng)格，基于HTTP，可以使用XML格式定義或JSON格式定義，與水務(wù)局智慧水務(wù)管理平臺(tái)、京辦等實(shí)現(xiàn)對接。

3 規(guī)劃數(shù)據(jù)治理

規(guī)劃數(shù)據(jù)治理在匯聚整合的基礎(chǔ)上，以業(yè)務(wù)需求為核心，涵蓋水生態(tài)空間管控及水資源、水安全、水環(huán)境、水生態(tài)要素管控，注重規(guī)劃指標(biāo)的梳理與管控，將空間管控和要素管控成果納入平臺(tái)數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建“匯、析、治、用、管、饋”數(shù)據(jù)流動(dòng)態(tài)更新機(jī)制。其中，“匯”為“匯聚資源、數(shù)據(jù)整合”；“析”為“數(shù)據(jù)分析、建立標(biāo)準(zhǔn)”；“治”為“深度治理、數(shù)據(jù)入庫”；“用”為“統(tǒng)一底板、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化”；“管”為“高效應(yīng)用、閉環(huán)管理”；“饋”為“成果發(fā)布、數(shù)據(jù)反饋”。

平臺(tái)建設(shè)數(shù)據(jù)庫主要包括現(xiàn)狀信息數(shù)據(jù)庫、規(guī)劃依據(jù)數(shù)據(jù)庫、規(guī)劃實(shí)施數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)庫4個(gè)部分，其中現(xiàn)狀信息數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)和規(guī)劃專題數(shù)據(jù)等，規(guī)劃依據(jù)數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)法律法規(guī)、行業(yè)規(guī)范、上位規(guī)劃和規(guī)劃成果等，規(guī)劃實(shí)施數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)規(guī)劃項(xiàng)目的設(shè)計(jì)資料、審批臺(tái)賬、實(shí)施進(jìn)展及業(yè)務(wù)管控?cái)?shù)據(jù)等，元數(shù)據(jù)主要用于記錄上述3個(gè)數(shù)據(jù)庫中各類數(shù)據(jù)的基本描述信息，如來源、時(shí)間、精度、版本信息等，數(shù)據(jù)庫建設(shè)流程如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)庫建設(shè)流程

3.1 數(shù)據(jù)庫選型

平臺(tái)選用對象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)PostgreSQL的一個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫工具PostGIS，它完全基于OGC標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)與其他GIS中間件的無縫對接，且支持空間數(shù)據(jù)、時(shí)序數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和使用，支持動(dòng)態(tài)矢量切片技術(shù)，可以高效實(shí)現(xiàn)規(guī)劃數(shù)據(jù)的入庫與存儲(chǔ)。

3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

依據(jù)水利對象分類與編碼總則、北京市水務(wù)碼編碼規(guī)則等規(guī)范文件，對匯聚整合的規(guī)劃數(shù)據(jù)按河流湖泊、水利工程、監(jiān)測站點(diǎn)、供排水、水土保持、水資源開發(fā)利用、水文化遺產(chǎn)、安全監(jiān)管對象等八大類進(jìn)行分類編碼，解決了實(shí)體身份標(biāo)識(shí)不統(tǒng)一、多源數(shù)據(jù)無法融合的問題。數(shù)據(jù)編碼具有唯一性、穩(wěn)定性、可讀性及識(shí)別性，包括水務(wù)對象編碼、長度編碼、行政區(qū)劃代碼、流域代碼、身份代碼，共計(jì)32位字符，編碼范式如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)編碼范式

3.3 數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

依據(jù)相關(guān)規(guī)范和管理辦法，將空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)統(tǒng)一為北京2000坐標(biāo)系，并進(jìn)行分級分類。

4 應(yīng)用場景開發(fā)

秉承業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化的設(shè)計(jì)理念，平臺(tái)建設(shè)數(shù)字門戶、數(shù)據(jù)底圖、規(guī)劃依據(jù)、規(guī)劃編制、方案審查、體檢評估、成果管理、數(shù)據(jù)維護(hù)8個(gè)應(yīng)用模塊。

4.1 主要應(yīng)用模塊簡介

(1)數(shù)據(jù)底座。涵蓋水務(wù)各類基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的分類，信息查詢；各類空間分析，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)計(jì)算；地圖輸出、打??；實(shí)現(xiàn)量距、面積計(jì)算、全局檢索定位、圖層控制；實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)底座數(shù)據(jù)梳理，形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的信息庫表；針對各類空間數(shù)據(jù)資源，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理維護(hù)更新功能等。

(2)規(guī)劃依據(jù)。主要涵蓋綜合規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃、專業(yè)規(guī)劃三類上位規(guī)劃成果及法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范涉及的經(jīng)濟(jì)社會(huì)、水資源現(xiàn)狀等涉水指標(biāo)。

(3)規(guī)劃編制。根據(jù)業(yè)務(wù)需求，利用數(shù)據(jù)底座中的對比分析、差異分析、統(tǒng)計(jì)分析等分析工具，輔助水資源規(guī)劃、水生態(tài)規(guī)劃、防洪排澇規(guī)劃及供水排水規(guī)劃等規(guī)劃方案的編制。

(4)方案審查。主要涵蓋建設(shè)項(xiàng)目水影響評價(jià)、區(qū)域水影響評價(jià)、水規(guī)劃同意書技術(shù)審查、多規(guī)合一技術(shù)審查、水利建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)審查等規(guī)劃方案的審查，充分利用數(shù)據(jù)底座中的統(tǒng)計(jì)分析、疊圖分析、指標(biāo)比對等技術(shù)手段提高審查速度。

(5)體檢評估。從規(guī)劃項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度、質(zhì)量等方面出發(fā)，評估項(xiàng)目實(shí)施效果，持續(xù)推進(jìn)水務(wù)規(guī)劃的動(dòng)態(tài)監(jiān)測、及時(shí)預(yù)警、定期體檢和專項(xiàng)評估。

4.2 典型業(yè)務(wù)流程建模

梳理水務(wù)規(guī)劃編制、審查、體檢評估流程中的典型業(yè)務(wù)，如水資源保護(hù)與開發(fā)利用規(guī)劃編制、防洪排澇規(guī)劃編制、區(qū)域水影響評價(jià)審查、多規(guī)合一技術(shù)審查、濱水慢行系統(tǒng)規(guī)劃評估等。將各典型業(yè)務(wù)流程進(jìn)行信息化的深化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的協(xié)同銜接，限于篇幅，本文以區(qū)域水影響評價(jià)審查和濱水慢行系統(tǒng)規(guī)劃評估為例，對典型業(yè)務(wù)流程進(jìn)行數(shù)字建模，如圖5—6所示。

圖5 區(qū)域水影響評價(jià)審查業(yè)務(wù)流程建模

圖6 濱水慢行系統(tǒng)規(guī)劃評估業(yè)務(wù)流程建模

5 結(jié)語

水務(wù)規(guī)劃綜合管控平臺(tái)建設(shè)是北京市智慧水務(wù)、智慧城市建設(shè)的一部分，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享和業(yè)務(wù)的協(xié)同，其規(guī)劃數(shù)據(jù)治理及場景應(yīng)用開發(fā)具有一定的技術(shù)指導(dǎo)意義。平臺(tái)通過典型業(yè)務(wù)流程梳理、指標(biāo)抽取、數(shù)據(jù)計(jì)算、可視化配置等，為科學(xué)編制規(guī)劃、高效審查規(guī)劃、客觀評估規(guī)劃提供權(quán)威的技術(shù)支撐和智能化手段，努力打造水務(wù)規(guī)劃的DIKW體系，使得北京市水務(wù)規(guī)劃的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化。

隨著深化數(shù)據(jù)整合、豐富應(yīng)用場景的持續(xù)推進(jìn)，反復(fù)迭代、久久為功，不斷完善“現(xiàn)狀底圖、規(guī)劃藍(lán)圖、實(shí)施動(dòng)圖”三圖合一的水務(wù)規(guī)劃綜合管控體系，維護(hù)規(guī)劃的權(quán)威性和嚴(yán)肅性，定能將北京市水務(wù)規(guī)劃的一張藍(lán)圖描繪好、落實(shí)好。