跨界河流空间信息服务模型研究：以湄公河为例

沈皆希，赵又霖，郭利丹

(1.河海大学 商学院，江苏 南京 211100；2.河海大学 国际河流研究中心，江苏 南京 211100)



跨界河流空间信息服务模型研究：以湄公河为例

沈皆希1,2，赵又霖1,2，郭利丹1,2

(1.河海大学 商学院，江苏 南京 211100；2.河海大学 国际河流研究中心，江苏 南京 211100)

当前流域各国在开发利用跨界河流水资源时，往往存在资源需求不同、开发过程相互独立等问题，容易导致资源浪费，引发国际争端。为更好实现流域管理的可持续发展，以湄公河为例，针对流域基础信息、工程建设、资源利用、争端事件等关键问题，分别从数字化服务对象、数字化监测因素、数字化服务体系、关键技术支撑4个层次构建湄公河空间信息服务模型，为跨界河流的空间信息化管理提供有益指导。最后，提出了跨界河流数字化监测将面对的挑战，指明了跨界流域的特殊性和管理的复杂性。

跨界河流；空间信息；GIS；湄公河；服务模型

河流水资源对于流域内生产生活用水、灌溉、渔业、航运、发电等都具有极其重要的经济意义。对跨国界、跨区县界河流的治理和管理能更好地服务于域内国家与地区的经济、政治、社会等各方面发展。目前，许多跨界流域已经将空间流域规划视为流域管理的重要手段。欧洲水框架指令明确鼓励各国将流域管理与空间规划进行更好地融合[1]。但在流域管理实践中，GIS等空间信息技术的运用十分有限。随着国际跨界河流域上冲突事件频发，资源利益争端越发复杂，流域国亟需构建一个系统化、精细化的空间信息服务模型，以更好地服务于流域管理。笔者通过概述目前国内外流域信息化管理研究现状，在指明跨界河流信息化管理必要性的基础上，以湄公河跨境河流为例，从数字化服务对象、数字化监测因素、数字化服务体系、关键技术支撑等角度出发，构建跨界河流的空间信息服务模型，以期为跨界河流信息化管理提供有益参考，促进跨界河流资源的有效利用。

1 研究现状

流域信息化管理需要各流域国利用现代化技术，在多方协作的基础上，将采集和存储的信息进行交互和多方共享，以此实现流域管理运作方式的改善[2]。为了更好地利用空间信息技术为流域管理服务，需要探究国内外空间技术的运用情况。我国河流管理运用地理信息系统(GIS)技术较晚，但运用范围广、扩展速度快，现阶段已广泛运用于黄河、长江主流域管理中。20世纪90年代末，GIS技术开始投入流域的防洪抗灾、流域规划研究中，随后GIS技术的应用快速涉及污染控制、水环境综合治理、水文过程模拟、景观空间动态监测、水土保持等各个方面；此外，GIS还覆盖黄河、长江等主要流域，并在十年内经历从沿海到内陆，从大流域到小流域，从小流域到行政区内流域再到城市内流域的发展历程[3]，不断为河流管理和决策制定提供关键技术支撑。

国际上对GIS等现代化技术的运用研究较深入且广泛。如NATHALIE等[4]提出将空间驱动程序运用于解决安全问题和领土冲突矛盾中的边境模糊性问题； REKHA等[5]则运用遥感和地理信息系统技术对地下水进行评估、监测和保护，并致力于供水系统的开发建设；VAZQUEZ等[6]将空间技术运用于分析动物的群体活动和生殖活动的空间分布进而挽救濒危动物等。在流域规划建设方面的技术运用也较成熟，尤其是欧洲地区在《欧洲水框架指令》的鼓励下，将流域规划与空间规划相融合，实现流域国之间广泛深入的政策对话[7]。

国内外对运用GIS等数字化技术进行流域综合管理都在一定程度上达成共识。但从技术运用的角度来看，国外实践探索更加深入醇熟。跨界河流由于其高资源价值和权益界限模糊，历来是引起国家争端、地区不稳定的重要原因。因此，利用现代信息化技术，促使流域管理与空间规划相结合，将为跨界河流水资源合作开发带来新的契机。

2 跨界河流信息化管理的必要性

跨界河流通常蕴藏着丰富的水电、森林、矿产、渔业等资源，对多种类型的大农业，尤其是热带农业的发展，各种矿产资源及金属的开发有着得天独厚的优势[8]；且跨界河流大多占据重要的地理位置，一直以来都是流域内外各国竞相涉足和开发的重要资源。但各流域国为获取自身利益，往往难以从河流整体管理利用角度考虑资源掘取，导致河流资源难以尽其所用，相互之间利益难免存在交叉、重叠甚至矛盾，由此引发各种争端，将对流域附近居民生产生活和地区稳定产生不利影响。

现阶段，部分跨界河流流域为获取现时利益对河流资源进行竭泽而渔式的开发，造成河流水位异常变化、河堤受侵蚀加剧、鱼类减少等生态问题[9]，不利于周边环境的稳定和水、土地等资源的可持续利用[10]。这在另一层面上增加了流域国和周边居民开发河流的经济成本，影响了河流资源的可持续开发。

湄公河是亚洲最重要的跨界水系，也是我国最重要的跨国界河流之一。其发源于中国，流经缅甸、老挝、泰国、柬埔寨、越南。长期以来，流域各国由于资源利益需求的差异性，在水资源开发和生态资源管理方面长期难以协调兼顾[11]。笔者以湄公河为例，构建跨界河流空间信息服务模型，为其他跨界河流数字化综合管理提供借鉴。

3 湄公河空间信息服务模型的构建

3.1 建设目标

湄公河空间信息服务模型的构建旨在实现流域各国对流域资源全面、及时、有效的开发管理，并及时发现和协调开发过程中的利益争端。洪涝干旱一直是困扰湄公河流域的主要灾害。在了解各流域国灾害预防和应对体制差异性的基础上，流域各国可利用空间服务模型，逐步形成河流灾害监测信息共享机制，为跨界河流灾害预防提供科学依据[12]。同时借助信息化平台，流域国能了解流域各国的资源需求，及时发现利益冲突点，并进行针对性的协商和调解，提高湄公河开发的综合效益，最终实现全流域经济、社会、环境之间的协调发展[13]。

3.2 空间服务模型

跨界河流空间服务模型的基本框架主要包括4个层次，即数字化服务对象(主体)、数字化监测因素(客体)、数字化服务体系(载体)、关键技术支撑(基础)。湄公河流域的空间信息服务模型，即数字湄公河，是在流域各国相互合作的基础上，运用GIS等空间信息技术，构建数据库体系，对各流域段的信息进行动态监测、抓取、分析和共享。湄公河空间信息服务模型如图1所示。

(1)数字化服务对象。数字湄公河主要是为流域内各国提供全流域、全方位信息。目前湄公河开发管理中比较系统的治理机制主要包括MRC和GMS等，但是流域尚未形成流域内国家全员参与的治理机制。随着湄公河开发进入后开发阶段，流域整体规划是符合当前管理发展趋势的。数字湄公河就是利用现代技术，在流域各重要段设立监测点，对全流域进行实时监测和反馈，为流域内各国提供完整、全面、准确的信息，使各国能在平等、公正的基础上，从战略全局角度对水资源进行合理开发和决策制定。

(2)数字化监测因素。数字湄公河主要从基础信息、工程信息、社会经济、国际组织、冲突事件及政策法规6方面对湄公河进行动态监测，并形成相应的应用系统，为各流域国展现一个全面、立体、动态的湄公河。全面、细化、精确的监测因素能保证监测数据更系统地反映流域基本情况，满足各种人员使用监测数据的需要，增进流域各国的互相了解，从而更好地服务全流域的预测和决策。其中，①基础信息层主要涵盖流域行政区概况、资源使用情况、流域周边人文生态情况；②工程信息层包括水利工程与水电站建设、水库与港口实时数据、各站点水雨情数据分析及灾害预测；③社会经济层主要是对流域段的经济发展、国民经济及各行业需水情况、行业用水污染等情况进行监测和统计；④国际组织层主要包括国际组织成立的时间、成员、性质、关注领域及影响范围；⑤冲突事件层主要是记录冲突事件的概况、事件强度及后续防范措施；⑥政策法规层记载包括涉水法规、污染法规、程序法规等。

(3)数字化服务体系。数字湄公河的支持系统主要分为流域信息基础设施、流域空间数据库、流域监测与数据采集体系。流域信息基础设施主要是指网络信息技术的相关基础设备，如宽带光纤网、一体化通信网络。流域空间数据库主要包括元数据库、技术基础数据库、基础地理数据库及测量控制数据库。流域监测与数据采集体系包括地理数据采集体系和流域监测体系。流域监测和数据采集体系是将采集和监测到的流域数据和信息纳入到系统中，通过系统过滤、加工、变换和传输，使大量的、杂乱无章的、难以理解的数据成为对流域整体管理有价值的信息。

图1 湄公河空间信息服务模型

(4)关键技术支撑。跨界流域的数字化管理主要是借助地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)、“3S”集成技术及其他辅助技术。其中，GIS是核心技术，是开发集成面向对象的空间建模系统，是对地理数据进行管理、操作和显示的工具箱，通过将系统设计的模型与采集的地理数据相融合，形成相应的利益结构替代实体，并通过将附加程序添加到GIS界面中实现数据分析[14]。通过“3S”技术了解当时当地的地质变化、地形信息和结构集中的流域及其相互关系，以获取准确且及时的流域特征信息[15]。

3.3 建设挑战

跨界河流的数字化监测对河流合作开发管理具有重要影响，但流域各国利益诉求不一，尤其跨界河流的政治特殊性将是工程实际实施的症结点和难以突破的关键。未来在进行进一步实施和尝试时，应重点关注以下3个方面的挑战。

(1)战略环境的复杂性。由于资源的丰富性、战略利益的利害关系及国际河流权益的共享性，域外势力往往根据自身战略利益对流域规划管理进行干涉，使域内国家的自主管理权变得被动。对跨界河流资源的掘取往往受到国家战略需求、国际形势包括国际政治经济形势、国际舆论、流域外干扰势力，以及流域境外发展需求等各种因素的影响，其开发环境复杂。随着跨界河流开发的不断深入，水资源利益主体不断增多，利益需求更加多样化，战略环境的复杂程度也在不断加深。

(2)利益相关者的多元化。跨界河流设计问题错综复杂，涉及的利益相关者的类型也各不相同。具体可分为主权政府组织、域外政府组织、非政府组织及当地民众等。各利益主体在流域数字化监测管理过程中所扮演的角色、拥有的权利和应承担的责任各不相同。这种多元化状态容易因权利利益冲突引发各种争端，阻碍流域整体数字化监测。同时，多个政府职能部门进行数据采集和管理也容易造成职能交叉重复，难以实现监测的互补效益[16]。

(3)数字化监测风险。跨界河流数字化监管首先面临的是来自监管工程本身的风险，由于河流流经区域的地形地貌千差万别，为工程实际开展带来困难；其次，工程的筹融资风险，由于湄公河流域各国都属于发展中国家，尤其下游国家如柬埔寨、老挝、缅甸的经济发展缓慢，对负担工程项目支出有一定困难；最后对湄公河流域的全面数字化监测，将会引起国际上其他利益相关者的舆论，一些不实言论会给湄公河的空间信息监测带来压力。

4 结论

数字化管理和监测已经成为河流管理的重要手段和发展管理趋势。跨界河流数字化监测平台以流域可持续发展和管理为出发点，以现代地理信息系统技术为支撑，以服务对象、监测因素、服务体系、关键支撑技术为组成要素，最终形成层次分明、分工明确的服务模型。空间信息服务模型的建成将会给流域国之间的交流和合作带来新的活力，对河流资源共享和战略决策有重要意义。但与此同时，跨界河流域内各国利益难以协调导致合作共建的数字化监测平台仍然面临诸多挑战，这就需要域内国家本着合作共赢的态度，逐步落实推进，实现流域资源的合理利用和效益提升。

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SHEN Jiexi:Postgraduate; School of Business, Hohai University, Nanjing 211100, China.

Research on Geospatial Information Service Model to Trans-boundary Rivers-a Case to Mekong River

SHEN Jiexi, ZHAO Youlin, GUO Lidan

When watershed countries develop and utilize cross-border river water resources, there are lots of problems, such as different resource requirements, the development process independent of each other, these problems can lead to waste resources, triggering an international dispute. In order to realize the sustainable development of watershed management, this paper takes the Mekong River as an example, constructs the Mekong spatial information service model from four aspects: the digital service object, the digital monitoring factor, the digital service system and the key technology support. The Mekong river spatial information service model is built, it provides useful guidance for the spatial informatization management of transboundary rivers.Finally, it presents the challenge of cross-border river digital monitoring, and points out the particularity of the transboundary watershed and the complexity of management.

trans-boundary rivers; spatial information;GIS; Mekong river; service model

2095-3852(2017)03-0330-04

A

2016-12-17.

沈皆希(1992-)，女，江苏启东人，河海大学商学院硕士研究生，主要研究方向为水战略管理、水资源合作.

国家自然科学基金项目(71503068)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(2015B03614，2015B09614，2016B32214)；江苏省社科基金项目(16SYA-003).

TP3-05

10.3963/j.issn.2095-3852.2017.03.017