基于水利云的江苏省水利信息资源整合共享研究

许国艳 ，高祥涛 ，司存友 ，戚荣志 ，王美玲 ，王 颖

（1. 河海大学计算机与信息学院，江苏 南京 210098；2. 江苏省水文水资源勘测局，江苏 南京 210029）

基于水利云的江苏省水利信息资源整合共享研究

许国艳1，高祥涛2，司存友2，戚荣志1，王美玲2，王 颖2

（1. 河海大学计算机与信息学院，江苏 南京 210098；2. 江苏省水文水资源勘测局，江苏 南京 210029）

为全面提升江苏省水利信息资源共享和应用协同智能的能力，推动“数字水利”向“智慧水利”转变，从水利大数据全生命周期管理和应用的需求入手， 基于云计算技术，从基础设施、数据资源、应用系统 3 个层次提出水利信息资源“云服务”整合共享的思路和方案，建立基础设施云、数据云、应用服务云、云资源管理平台，实现基于水利云的信息资源的整合、共享，支撑全省一级部署（省级）、四级应用（省、市、县、乡级）的水利信息资源整合共享模式，为江苏省水利信息资源整合共享建设提供顶层设计和工作指导。

水利云；云计算；水利信息；资源整合；资源共享；水利大数据

0 引言

随着水利业务和信息技术的发展，国家信息化发展战略对水利信息资源整合共享建设提出了新的要求，指出：“要加快发展云计算，打造信息产业新业态，推动传统产业升级和新兴产业成长。”[1]并指出：“加快政府信息平台整合，消除信息孤岛，推进数据资源向社会开放”“数据已成为国家基础性战略资源。坚持创新驱动发展，加快大数据部署，深化大数据应用，已成为稳增长、促改革、调结构、惠民生和推动政府治理能力现代化的内在需要和必然选择。”[2]在水利系统，随着水利信息化建设的积极推进，水利信息化资源整合共享成为水利信息化“十三五”发展应着力解决的问题[3-5]。

江苏省水利信息化经历“十二五”时期的快速发展，初步形成了包括数据资源、业务应用、基础设施、安全体系和支撑保障等构成的水利信息化综合体系。但随着水利业务的不断深入和发展，水利信息化中存在的信息孤岛、业务割据、设施分散等问题，已成为影响水利信息化发展的突出问题，面向水利大数据[6]的信息资源整合共享迫在眉睫。

新兴信息技术特别是云计算技术的发展，使水利信息化管理和服务模式产生了根本性改变，为水利信息资源整合共享提供了新的模式。

因此，江苏省适时开展水利信息资源整合共享建设研究，对于“十三五”时期充分、合理、有效地利用和建设水利信息化资源，推动“数字水利”向“智慧水利”转变是至关重要的，也是江苏省作为水利部水利信息资源整合共享省级试点的必然要求。

1 水利信息资源整合共享需求分析

在水利信息资源整合共享建设中，面向水利业务各项工作，在统一安全与环境保障下，以水利数据资源的采集、存储、管理、共享、应用等各个过程为主线，可以将各种资源整合共享的需求划分成大数据的采集与汇集、存储、管理与共享、应用 4 个层次，具体如图 1 所示。

2 水利信息资源整合共享思路

图 1 基于水利大数据的资源整合共享需求

为全面提升江苏省水利信息资源共享水平，有力提高水利应用协同智能能力，在分析江苏省水利信息资源建设现状基础上，以水利部《水利信息化资源整合共享顶层设计》[7]为指导，以技术和体制结合为手段，利用云计算技术将各类分散的软硬件资源汇聚整合，然后通过服务的形式提供给用户，实现整合运作、集约发展、标准化建设。利用水利云，实现水利信息资源的整合和共享，并将信息资源转化为信息服务，提供给各部门、公众和特定的组织用户，实现服务增值和信息资源的高效率、低成本开发利用。资源整合共享思路如图 2 所示。

图 2 基于云计算的资源整合共享思路

具体设计思路从以下 2 个维度展开：第 1 个维度是资源层次，针对不同的资源类型分别设计整合共享方案，包括信息釆集与监控、基础设施、数据资源、应用系统等层次；第 2 个维度是行政级别，针对国家、省、市、县四级资源整合共享的需求，设计整合共享方案。

3 水利信息资源整合共享设计方案

基于云计算模式，一体化设计水利信息资源的整合共享方案，通过基础设施云、数据云、应用服务云的统一建设和管理，实现基于水利云的信息资源的整合、共享，具体方案如图 3 所示。

1）基础设施云。采用虚拟化等云计算技术，建设省水利基础设施云平台，包括存储、计算、网络等资源池及水利基础设施云管理平台。对已有基础设施进行整合加入，对现在和未来建设的基础设施扩展加入，形成省级集约化的基础设施体系，提供可靠、共享、弹性的基础设施支撑。

2）数据云。建设省数据云，包括数据库、数据资源目录服务平台和统一数据交换平台。基于面向对象思想，建立省统一的数据模型，包括基础、专题、主题和元数据库。基于元数据库和动态配置思想，建设水利资源数据分类及目录，实现可定制的资源目录服务[8]。采用中间件和 Web 服务等技术建设全省统一的数据交换平台，实现水利数据资源交换与共享。

3）水利应用服务云。基于面向服务体系架构，建设水利应用服务云，包括应用支撑平台和统一门户，实现公共和应用等服务的集成、升级、扩展，支撑实现跨应用、平台的统一水利应用门户，支撑大数据应用的开展。

4）云资源管理平台。对于基础设施、数据、应用服务等云资源建立统一的云资源管理平台，具体包括水利基础设施云管理、数据资源目录服务、应用服务资源管理等 3 个平台的建设。

5）实施布局。在提出的以资源层次维度为主的整合共享方案基础上，需要针对国家、省、市、县四级资源整合共享的需求，设计基础设施云、数据云、应用服务云具体实施布局，支撑全省一级部署（省级）、四级应用（省、市、县、乡级）的水利信息资源整合共享模式。江苏省水利云包括省中心、厅属单位节点，以及市、县节点的建设，面向全省四级（省、市、县、乡级）用户提供基础设施、数据和应用服务资源以服务方式实现共享使用，为全省水利信息资源整合共享提供统一平台。

4 水利信息资源整合和共享实施要点

水利信息资源的整合和共享需要基于云平台进行一体化的设计和实施，实施要点具体如下：

图 3 基于水利云的信息资源的整合共享方案框架

1）基于虚拟化的基础设施服务。基础设施云基于虚拟化、分布式技术在省级政务外网实施，实现计算、存储、网络等资源的按需动态配置，面向全省提供可伸缩、动态配置的高可靠和高性能的基础设施服务。新购置的基础设施，需要按照云平台的要求，通过虚拟化作为云化资源进行配置、部署和使用。省级已有的基础设施，根据性能情况，满足云平台要求的可以通过虚拟化作为云化资源进行配置、部署和使用。

2）基于数据资源目录的数据资源服务。在统一的省水利数据模型基础上，汇集全省已有的水文、防汛防旱、水资源等需要共享的数据，集中存储在省数据中心，在省水利基础设施云平台上建成省综合数据库。在此基础上，基于元数据建立可动态配置的数据资源目录，并基于 Web Service 实现数据资源的共享，为全省提供统一的数据资源共享目录和服务，实现为各类业务应用提供规范、权威和高效的数据云。

3）基于服务框架的应用开发。应用系统的整合和开发通过应用支撑平台实现，应用支撑平台建设内容包括公共基础和应用支撑服务。应用支撑平台向各个业务应用系统提供统一的、公共的开发运行环境，遵照平台的技术标准规范，抽取各子系统功能模块，将模块服务化，形成松耦合的服务群，通过接口界面向用户提供服务。

4）基于一体化的资源管理平台。需要建设一体化的资源管理平台，理清水利应用、数据和基础设施的关联，实现对基础设施、数据、应用服务等资源和动态管理关系的统一管理，为用户提供更准确、实时的云服务。

5 结语

提出基于水利云的江苏省水利信息资源整合共享实施方案，通过基础设施云、数据云、应用服务云的统一建设和管理，为全省水利信息资源整合与共享提供清晰的思路和一体化的设计与实施，先进可行，可指导江苏省水利信息资源整合共享建设，并为全国水利信息资源整合共享建设提供宝贵的经验和思路。今后水利信息资源整合共享实施方案在数据和应用资源的服务化，统一资源管理等方面还需进一步推进和优化完善。

[1] 中华人民共和国国务院. 关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见（国发〔2015〕5 号）[A] . 北京：中华人民共和国国务院，2015.

[2] 中华人民共和国国务院. 关于印发促进大数据发展行动纲要的通知（国发〔2015〕50 号）[A]. 北京：中华人民共和国国务院，2015.

[3] 蔡阳. 关于水利信息化资源整合共享的思考[J]. 水利信息化，2014 (6): 1-6.

[4] 蔡阳. 水利信息化“十三五”发展应着力解决的几个问题[J]. 水利信息化，2016 (1): 1-5.

[5] 曾焱，王爱莉，黄藏青. 全国水利信息化发展“十三五”规划关键问题的研究与思考[J]. 水利信息化，2015 (1):14-19.

[6] 冯钧，许潇，唐志贤，等. 水利大数据及其资源化关键技术研究[J]. 水利信息化，2013 (4): 6-9.

[7] 水利部信息化工作领导小组办公室. 水利信息化资源整合共享顶层设计（水信息〔2015〕169 号文）[A]. 北京：水利部信息化工作领导小组办公室，2015.

[8] 朱跃龙，许峰，冯钧，等. 水利信息资源目录体系构建研究[J].水利信息化，2010 (2): 4-8.

Research on resources integration and sharing about water resources information based on water resources cloud of Jiangsu province

XU Guoyan1, GAO Xiangtao2, SI Cunyou2, QI Rongzhi1, WANG Meiling2, WANG Ying2
(1. College of Computer and Information, Hohai University, Nanjing 210098, China;2. Hydrology and Water Resources Surveying Off i ce of Jiangsu Province, Nanjing 210029, China)

In order to fully promote water resources information resources sharing and water resources application collaborative intelligent ability of Jiangsu province, promote the“Digital Water Resources”to“Smart Water Resources”, starting from management and application requirements of water resources big data in whole life cycle,based on cloud computing technology, ideas and solutions of water resources information resources integration and sharing are put forward from three levels“cloud services”about infrastructure, data resources, application system.Infrastructure cloud, data cloud, application service cloud, cloud resource management platform are built, to achieve integration of information resources based on water resources cloud and sharing of information resources based on service. The water resources information integration and sharing model is provided, which is one level deployment(provincial) and four level applications (provincial, municipal, county and township). The solution provided is a toplevel design and work instruction for water resources information resources sharing of Jiangsu province.

cloud computing; water resources information; resources integration; resources sharing; water resources big data

TP39；TV213

A

1674-9405(2017)06-0037-04

10.19364/j.1674-9405.2017.06.007

2017-05-19

2015 年江苏省水利科技科研项目（2015001）；2016年江苏省水利科技科研项目（2016023）

许国艳（1971-），女，江苏南京人，博士，副教授，主要研究方向为数据管理、信息资源集成。