基于3S技术的河北省农村水利信息管理平台建设分析

陈雪英，王淑芬

（1.河北省水利技术试验推广中心，河北石家庄 050061；2.河北省农林科学院，河北石家庄 050051）

农村水利工作点多面广，涉及范围大，包括农田水利基本建设、农村饮水安全、大型灌区、中型灌区、小型农田水利、节水灌溉、机电排灌、牧区水利、雨水集蓄利用、中低产田改造等。农村水利不仅涉及多方面的工作，而且每项工作都是量大、繁琐、复杂。以节水灌溉为例，河北省从20世纪50年代初就开始建设节水灌溉工程，目前灌溉面积已达到4.5万km2，其中节水灌溉面积2万km2（包括渠道防渗1 953 km2、低压管道输水灌溉16 016 km2、喷灌939 km2、微灌1 091 km2）。

由于传统的农村水利工作采用“以建代管”模式，大多数部门以建设工程作为其管理职责实施的表现，在真正“管理”上做的工作并不到位。目前，农村水利工程管理技术远远滞后于实际需求，要想实现“建、管”并重的双重目标，就要加强对农村水利工程信息的掌握，畅通信息来源渠道，运用先进、科学的信息技术对农村水利工程进行统一管理。

河北省农村水利信息管理平台是在遥感技术（RS）、地理信息系统技术（GIS）和全球卫星定位系统技术（GPS）相结合的基础上搭建的信息管理平台。其中，RS技术主要用于获取地理信息数据，GIS技术主要用来对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价，GPS技术主要用于地理信息的空间定位。

1 管理平台应用的技术优点

1.1 遥感技术

遥感技术是获取环境信息的强有力的手段，遥感航拍又称空中摄影或航空摄影，指从空中拍摄地球地貌，成图为俯视图。航拍图能够清晰地表现地理形态，除用于摄影艺术外，也被用于军事、交通建设、水利工程、生态研究、城市规划等方面。

遥感航拍技术可以提供“清晰稳定的实时视频”“高清晰高分辨率的照片”和“可以用以制作地图的、有严格比例尺和精度要求的照片”。后面的两方面正好可以满足规划和管理平台的搭建需求，充分发挥其清晰度高、分辨率高、比例尺严格和精度高的优势。

1.2 地理信息系统技术

GIS 系统是集制图、数据管理和空间分析等功能为一体的、先进的信息管理软件，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。与地图相比较而言，它的优点在于：①信息量大，使用方便。比如，选取一个要素，数据库里这一要素所填写的数据信息都可以在同一时间显示。②功能强大完备。GIS可以提供查询检索、分类显示、空间分析、空间计算、修改补充、距离测算等多种功能。③能够进行动态监测和评估预测。

GIS 技术作为一种工具，为大数据时代以共同建设开发、共同分享成果、实现信息互通为主要内容的信息共建共享发挥了非常重要的作用，并在空间信息技术蓬勃发展的时代在现代国防和国民经济建设中广泛应用。目前，这一技术正在从专业走向普适，向着操作便捷化、应用简单化方向发展，因此得到越来越多的非专业人士青睐，受众面越来越广泛，具有非常好的应用前景。

1.3 全球卫星定位系统技术

全球卫星定位系统是一个中距离圆型轨道卫星导航系统，结合卫星及通讯技术，利用导航卫星进行测时和测距，具有全天候、高精度、自动化、高效益等特点，广泛用于在地测量、工程测量、航空摄影测量等方面。

2 管理平台的构成要素

通过对河北省农村水利工作的实际情况分析发现，农村水利信息的主体是为农业生产、农村经济发展、镇村居民生活服务的基础设施，同时也涵盖了在农村开展的水利建设、管理及其他有关水的工作，包括农村水利工程、水资源和水环境以及蓄水、引水、输水、配水、提水、灌溉、防洪除涝降渍等工程的闸、站、堤、河流、沟渠及水利配套设施。结合以上情况，工程类型可作如下划分。

（1）一级工程类型，包括农田水利基本建设、农村饮水安全、大型灌区、中型灌区、小型农田水利、节水灌溉、机电排灌、牧区水利、雨水集蓄利用、中低产田改造。

（2）二级工程类型，隶属于一级工程的农村水利工程类型，具体可细分为渠道、扬水站、机井、低压管道输水灌溉、喷灌、微灌、渠道防渗、坑塘、集中供水工程和单村供水工程等。

根据工程类型的划分，结合河北省实际情况，一级信息化要素分两项，二级信息化要素确定为渠道、扬水站、机井、节水管网、居民点、地块、道路、水厂、供水管网等。

确定完要素后，需要按照各要素的特征分别设计需要收集的信息因子，以便进行信息的收集。在设计信息因子时，选择能够用数值反应工程特点的主要因素和能够全面反映工程状态的数据要素。比如，渠道工程首先有表明地理位置的市县乡村要素因子，其次有表明渠道级别的要素因子，第三有长度、宽度、高度等可以用数字表明具体特征的要素因子，第四有设计流量、建设时间、使用状态等动态要素的因子，这样就构成了一个完整、准确描述工程的信息集合。

3 管理平台的特点及功能

3.1 主要特点

河北省农村水利信息管理平台可以对农村水利数据进行动态监测、处理和分析。

（1）共享性。通过GIS 的互联网化，管理平台使农村水利信息真正达到共建共享，并以地图语言轻松自如地描述和展现。GIS 开放的信息输入功能，让各级共同参与平台建设成为可能，而互联网的普及使信息共享变为现实，同时也让民众享有了知情权和监督权。在实际工作中，还可以利用GPS 技术的定位功能实现定位信息传输、动态连续监测。

（2）便捷性。管理平台以图形的形式直观展现，不需要专业的技术操作，只要会上网、会操作电脑的人就可以使用。信息的读取方便快捷，提供满足不同需要的查询功能。平台具有很好的可扩展性，可以根据需要进行数据兼容。

（3）准确性。管理平台以后台强大的数据库为支撑，可以准确地记录每一个管理要素的建设时间、建设参数、使用情况等信息，并对数据进行动态监测、处理、分析和评估，让工程建设管理变得科学直观，提高工作效率，并为科学决策提供依据。

3.2 主要功能

管理平台搭建完成并投入使用后，将对河北省农村水利管理带来巨大效益。

（1）提高农村水利工程建设规划的科学性。在农村水利工程建设过程中诸如重复建设、无序建设等问题是以往工作中长期存在且很难解决的顽疾，尽管各部门在制定建设规划时会与相关部门进行衔接，但仍难以改变区域规划空间布局不合理、内容重叠、无序重复建设、脱离实际等问题。管理平台的使用及相关数据的共享可以提供可靠的规划数据来源，避免出现规划思路不清晰及缺乏针对性、指导性和可操作性等问题，大大提高建设规划的科学性。

（2）优化资金投入。当前，水利投资的主要问题不是投入多少的问题，而是进一步提升投入产出比的问题。只有以合理规划为前提，才能确保投入的合理性，使有限的资金发挥其应有作用，实现“好钢用在刀刃上”的目标。管理平台的投入使用可以较好地解决农村水利项目多、投资分散等影响农村水利工程建设的问题，形成多个部门“共下一盘棋”的良好局面，有效避免人力、财力、物力的浪费，优化农村水利投资建设管理模式。

（3）实现最严格的水资源管理制度。最严格水资源管理制度中的1 条红线为水资源开发利用控制。管理平台接收农业灌溉机井及灌区等数据后可以进行数据分析，有利于进行农业灌溉水资源管理，促进农业定额灌溉，提高农业用水效率。此外，还可以促进农村水利工程长期发挥效益。工程建后管理是维持工程效益发挥的有效途径，加强工程监督，将管理责任落实到人，实行“问责”“以奖代罚”，将大大提高用水户的责任意识。

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