浅析新技术在黑龙江省水利信息化建设的应用

王笑旻

(黑龙江省水文水资源中心，哈尔滨 150000)

0 引 言

面对我国经济社会发展中的新挑战，在新老水问题相互交织的背景下，深入落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，加快推进水利治理体系和治理能力现代化，为实现“两个一百年”奋斗目标提供坚实的水利支撑和保障，加快推进治理能力现代化，推进水利信息化建设是十分必要的。

自从20世纪60年代，日本提出信息化概念以来，信息技术得到了飞速发展，实现信息化已成为全球经济社会发展的重要战略。美国在20世纪90年代提出构建信息高速公路计划，相继带动相关产业的快速发展，美国正式成为全球信息化的领头羊。

在我国，早在1984年，邓小平同志就提出：“开发信息资源，服务四化建设。”“九五”期间，制订了国家信息化发展规划，确定了国家信息化的内涵和体系。1997年4月，召开了第一次全国信息化工作会议，全面部署了国家信息化工作任务，确立了“统筹规划，国家主导；统一标准，联合建设；互联互通，资源共享”的24字指导方针，并提出信息化的奋斗目标，即到2000年，形成一定规模和初步的国家信息化体系；到2010年，建立健全具有相当规模的、先进的国家信息化体系。

人类经历了数千年的农业经济和不到300年的工业发展阶段，在近70年中，在新科学上迅猛发展，使人类社会飞快地进入了以知识的发现与应用为基本特点的知识经济时代。而知识经济的核心是信息化，数字信息化是知识经济的物质形态，信息是知识经济社会的主要经济资源之一，信息技术渗透到了几乎所有的社会领域。

中国是水利大国治水大国，水利的本质是兴利除害，从现实水利工作的角度看，客观水利上目标有两种，①技术措施。②行政手段。前者为水科技，后者为水行政。水利信息化就是培育和发展以智能化工具为代表的新的先进生产力，从而提高水利行业的效益。这一定义包含3个方面：①水利信息化的关键是培育和发展智能化工具，也就是充分利用信息技术来提高水利技术的智能化程度，进而提高水利行政管理水平；②水利信息化的目的是全面提高技术水平和管理效率，从而提高水利行业的整体效益；③水利信息化是整个国民经济和社会发展的一个必要组成部分。水利信息化需要其它行业的支持，水利信息化离不开各部门的信息化，同时，水利信息化也对其他行业的信息化提供支持。从这个意义上说，信息化建设必须统筹推进，协同发展，有机结合，相互补充，进而构建一个快速便捷有效反应的神经网络系统。

1 黑龙江省水利信息化建设

黑龙江水利信息化建设的思路可以分为信息管理、信息采集、信息传输及信息应用四个部分。信息化建设普遍应用于全省防汛抗旱、水质监控、水文水资源管理、水土保持等各业务领域。初步建立了全省防汛抗旱指挥系统、全省水土保持监测系统、全省水利科研系统、全省水利电子政务系统、全省水文综合服务系统、全省农村水利信息化管理系统等。特别是全省水文综合服务系统的建设，通过搜集整理和分析水文基础资料，为我省水土保持、生态和水环境监测、防洪减灾、饮水安全保障、水利工程规划设计等工作提供重要基础性支撑[1]。

但随着经济社会发展和智慧水利建设提出的新要求，全省水利信息化建设逐步出现短板。①信息资源共享难。由于各部门、各单位应用系统建设分散，开发利用水平程度不同，整体效益发挥不足，制约了智慧水利发展，同时，缺乏系统共享应用的逻辑思路；②信息化建设标准不统一。如与防汛抗旱以及水土保持等方面的信息化建设相比，一些不发达地区水文水资源信息化的建设不足；③水利信息化专业人才稀缺。水利信息化工作涉及计算机、互联网、水利专业知识等多方面知识，各单位储备和培养的综合性人才不足；④缺乏顶层设计，如水文信息涉及服务的行业多，对象需求多样，统筹难度大；⑤新技术应用不足。如移动APP技术、大数据技术、“互联网+水利”、无人机技术等在水利工作中应用深度有待进一步加强和融合[2]。

2 新技术在相关实践中的应用

《黑龙江省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》对水利工作提出了更高要求，明确提出要加快水利基础设施网络建设，全面提升水安全保障能力，全力推进水利治理体系治理能力现代化。《纲要》提出，要加快智慧水利建设，完善水利信息网，增强水利信息感知、分析、处理和智慧应用的能力和水平。

《黑龙江省“十四五”水安全保障规划》提出要加强水利信息化建设，提升水利智慧化水平。按照“强感知、增智慧”的思路，加强互联网、大数据、人工智能等新技术与水利业务工作的深度融合，积极推动“数字水利”向“智慧水利”转变。聚焦政府监管、江河调度、工程运行、应急处置、便民服务等方面，构建江河水系、水利基础设施网络、管理运行体系三位一体的网络大平台，建设各层级、各专业以及相关行业的大数据，进而构建业务支撑、决策支持、公共服务的大智慧水利系统。具体而言，要推进五大任务的实施，①构建天空地一体化的水利感知网；②持续开展水利信息网建设；③建设水利大脑；④创新协同的智能应用；⑤构建有效可控的网络安全体系。

近期要强化大数据、无人机、移动APP在实践中的应用，发挥事半功倍的效应，引领其它相关技术向深度和广度开拓，全面提升水利信息化建设水平。

2.1 无人机技术提高水利工作安全性

无人机在抗洪抢险中，改变了以往工作模式，不仅提高了巡查效率，也减小了巡查人员的安全风险，使防汛抢险变的相对安全、高效。如2020年受第8号台风“巴威”、第9号台风“美莎克”和第10号台风“海神”影响，东北地区出现三次强降雨过程，大庆青肯泡滞洪区上游来水迅猛，滞洪区水位一度超过校核水位，主坝异常危险，驻现场防汛人员利用大疆小型无人机Mavic Air 2飞入人车无法进入的险工弱段进行查看，并将现场情况的航拍照片视频回传给防汛指挥部，为指挥部专家制定防汛抢险方案提供了直观、准确的第一手资料。

无人机在水利工程建设过程中，在前期可以对项目现场进行全方位的航摄踏查，为项目可行性提供依据，对于水利工程需要多次测绘的工作，可以把无人机设置为遥感飞行平台，在机体上装载遥感设备，并利用遥感数据处理系统，与“3S”技术相融合，实时对目标进行观测和数据的快速处理。在工程实施过程中，无人机可以配合现场专业技术人员对在建工程进行实时监控，高效的对各关键技术节点进行掌控。在工程竣工阶段无人机也可对工程进行全方位检查，同时对水土保持情况进行统计，通过无人机技术获取现场遥感图像，结合人工解读，对水土保持情况、现状及发生特点和趋势，进行科学分析，加快水土流失治理，确保水利工程的实际效用[3]。

2.2 大数据技术提高水利工作分析能力

水利数据随着时间流逝其价值也在衰减，所以数据实时处理非常重要，常用模式有流处理、批处理及两者结合三种思路，由于各领域业务不同，尚未有通用的水利大数据实时处理框架，只能结合特定场景进行构建。对水资源规划、水利工程规划等可以采用批处理模式；对于多源异构数据在线评估、洪涝事件的预测预警等，可以采用流处理技术。因此，水利大数据处理通常是基于云计算资源，搭建融合批处理、流处理等多种计算模式并存的混合计算模式，以适应不同业务的分析计算。

从本质上看，水利大数据分析技术属于统计方法、传统数据挖掘和机器学习技术在海量数据挖掘下的新发展。传统的数据分析方法无法处理大数据量、高速增长、多样性的水利大数据。水利大数据分析算法可以从以下方面开展研究：①从数据样本的角度研究，将水利大数据稀疏化为“小数据”，“小数据”能够代表“大数据”的样本特征；②从算法本身角度研究，开发适用于水利大数据的数据分析方法；③从程序并行化角度研究，将数据分析算法改造为并行化[4]。

2.3 移动APP提高水利工作的便捷性

近年来，移动APP应用发展迅速，其是以互联网技术为基础，并结合移动开发技术，能够解决水利工程中巡查、养护等工作的时效性问题，在数据填报、审批、查询、汇总方面十分便捷，同时，与GPS技术相结合，能够精准掌控工作人员到达现场工作情况。提升了巡查、养护等业务监督的执行力，促进了事中过程监管的实现，加强了水利工程管理中应对处理突发问题的能力，确保水利工程安全运行[5]。

3 结 语

综上所述，黑龙江省水利信息化建设存在的主要问题：①数据资源分散，没有形成系统融合和数据共享机制；②信息化基础设施建设投入不足，建设进展缓慢；③系统维护费用没有问题的渠道，系统不能及时更新；④水利监控网尚未全覆盖，影响全省整体评价；⑤网络安全防护水平亟待提高，存在漏洞和隐患；⑥信息化管理人才紧缺。

按照党的十九大报告中确定的我国发展阶段战略目标，到2035年要基本实现现代化，黑龙江省也必须同步跟进，要求水利现代化也必须加快建设，其核心任务之一就是要全面推动水利科技的全面创新发展，加快对新技术在水利信息化建设中的应用，对我省提出了客观要求。信息化是当今世界的发展趋势，也是衡量国家综合实力、国际竞争力和现代化程度的重要标志。充分利用新技术，是水利科技和创新的重要手段，是整个信息系统框架的基石。