大数据技术在水利信息化中的应用展望

2020-10-15马院峰

河南水利与南水北调 2020年9期

马院峰

（天水市水旱灾害防治中心）

0 引言

随着中国经济社会的不断发展以及科学技术的不断突破扩展水利数据服务的领域，在现阶段，水利数据不仅仅应用在防预灾害和减小灾害、水利工程流程的设计等传统的工业领域，而是更多将大数据技术与现代信息化技术相融合运用到遥感、射频、GIS等技术领域，全面拓展了水利信息化的维度和空间类型，因此，随着水利信息化的不断发展，如何有效的将大数据技术运用在水利领域已经成为研究学者的一个研究方向。文章首先阐述大数据技术的相关概念及内涵，概述在现状条件下大数据技术在水利信息化建设方面的应用状况，最后以大数据技术在中国水利信息化的应用前景进行论述，研究成果对于推动大数据技术在水利信息化中的应用起到一定的推进作用。

1 大数据技术的基本概述

1.1 大数据技术的含义

通过查阅国内外针对大数据理论的基本研究，目前大数据主要是指对海量数据资料进行有针对性获取以及对数据的整理，然后将收集到的海量数据进行归类并分析。由于大数据技术在搜集数据并归类整理时参考了相关性数据，因此获得的问题分析以及趋势分析结果具有较高的准确度，从而有利于对于目标项目决策的制定。因此大数据技术在进行数据处理和分析时优于传统的随机分析方法等。

1.2 大数据技术的特点

结合现有的研究成果，文章归纳大数据的特点有以下几点：一是数据具有大量性，同时数据的海量性也是大数据技术的优势。二是具备高速性。大数据技术以大量的数据为基础进行研究，同时在分析处理数据时，一方面要保证处理数据的有效性，另一方面在分析数据时要能够消耗较少的时间，因此高速性也是大数据技术备受关注的主要原因。三是具备的类型较多。处理海量数据是大数据技术的基本属性，而且大数据技术还可以针对人物图像、图片、视频等类别进行分析，并将分析结果可视化的进行展示，因此大数据技术在现阶段广泛的应用到各行各业中。四是具备较高的价值。因为大数据技术具备其他技术未有的优势以及大数据技术本身的先进性，使得大数据技术在目前科研等领域中取得了可喜的成果。

2 水利大数据的应用前景

2.1 云计算应用

从理论技术层面看，大数据技术与云计算是相辅相成，如何有效地进行云计算部署、从海量数据中提取有价值的信息元素并针对性的进行数据挖掘与分析，以及虚拟化技术的实现，都要以云计算和大数据技术为基础进行实施。

云计算在现阶段不仅可以在流域高精度层面进行广泛的应用，而且也可以在多尺度的实时模拟演算维度进行仿真模拟。针对在较大区域范围进行计算、或是广泛区域的河流计算以及在二维水动力模型或是三维的水动力模型，已经循环渐进的向分布式模型进行转换。在河流水循环的模拟时，可以利用云计算技术中的网络分布式计算机进行实施，利用这种技术，可以将复杂的二维水动力学或是三维水动力学及其伴生过程模型进行拆分，同时将拆分的多个子程序分别进行计算而且是同步进行。

2.2 三维智能协同设计

众所周知，水利工程的设计具有较强的耦合度，不仅渗透多个领域而且同时需要多专业设计人员协同合作，甚至在水利工程设计实施的某个阶段，需要将不同领域设计人员的设计方案、成果等及时的进行共享并集成试验，从而满足工程设计的需求。因此为了尽可能地提高工作效率、保障水利工程的安全性、缩减水利工程的设计、施工时间，确保水利工程在不同的设计阶段能够平衡设计人员工作及作息时间，有必要将三维智能协同设计运用于水利工程当中。

所谓三维智能协同设计，三维协同的基础是三维数字化、三维协同的载体是三维设计平台，再结合大数据技术形成一个数据、资源共享和集成的过程。在目前阶段，三维智能设计平台不仅可以让设计人员、施工人员感官的认识设计过程以及工程的设计进度，包括但不限于地形、地貌、电气设施、布局等，而且能够可视化水利工程从设计到竣工的全过程。

通过查阅现有针对三维智能协同系统的研究成果，以及三维智能协同系统在实际使用过程中的状况，在目前状况下，水利工程的设计人员可以在同一个三维智能协同平台进行流程化的操作，而且可以实施同步更新水利工程设计的数据，并可将水利工程的资料、资源实现实时共享进行水利工程设计。当水利工程的设计完成后，将设计方案上传到云端服务器，项目组的成员可根据上传的电子设计方案进行建模，当项目组成员将工程的不同部分建模完成后，三维智能协同平台可以通过本身具有的链接功能集成模型。

2.3 信息化系统的建设

大数据技术在水利信息化中的应用既是挑战又是机遇，大数据技术融合5G 技术将是我国发展的重要趋势，水利工程的后期发展也必将摆脱现有的工艺流程，而是运用大数据技术达到水利工程智能化、自动化、便捷化。虽然在现状条件下，大数据技术以及5G 技术尚未融合到我国多数水利工程设计、施工等流程内，但是随着我国水利工程的发展，以及信息时代的要求，大数据技术、5G技术运用到水利工程中是必然趋势。为了实现水利工程达到智慧水利的程度，就要进一步推动业务信息化系统的改进，业务信息化系统作为水利工程信息化的重要单元，有必要结合大数据技术、5G 技术等其他先进的研究成果，从而实现水利工程从设计、施工以及工程运营的生命周期内智能化。因此，水利信息化的构建要结合大数据技术、5G技术以及底层的oracle数据库和机器学习工具等，从而实现基于大数据技术的水利工程信息化系统的构建，见图1。