水利行业基本数据体系初步探索——以湖南省为例

纪炜之

（湖南省水利水电科学研究院，湖南 长沙 410007）

引 言

“治水兴利，人水和谐”已受到全社会高度关注。为提高水利行业服务能力，更好地营造“江河安澜，洪旱无虞”的生存环境，按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系已成为现实需求。其中，数字化既是智慧水利的主线，又是智慧水利的基础，支撑精准化决策。新中国成立以来，通过水利普查、水利统计等一系列基础性工作，水利行业数字化已取得一定成果，但仍存在基础工作不足的问题，导致数据统计口径不一致、数据动态更新迟缓、空间分布不清晰、资产效益不明确。

湖南省作为水利大省，水情是湖南省最大的省情。本文拟从湖南水利实际出发，结合水安全战略规划、水利统计、普查成果，通过分析研究提出水利基本数据探索思路，全面摸清水利家底，动态、客观、系统评价湖南水利发展整体状况，以期提升水利数字化水平，发现水利发展薄弱环节，指明发展的方向。

1 水利基本数据界定

水利基本数据是反映水利基本情况、治理能力及行业发展的重要基本要素信息。既包括水利基础信息、基本情况，如水面、河湖、水资源、水工程、水资产等，又包括反映水利行业发展情况，如体现节水、防洪、饮水、用水、生态、治理等能力的数据。既涵盖“水”，也涵盖“盆”，更包括保障“水”和“盆”安全运行以及被保障安全的人、物、工程、事件等的具体体现。

2 水利基本数据现状

新中国成立以来，湖南省曾开展过3 次比较集中的普查工作，但普查收集的数据并不是完全意义上的基本数据。1958 年湖南省农业厅水利工程局，为满足群众性的中小型水利工程规划设计需要，编印了《全省各级河流概况资料》。随着“农业学大寨”群众运动的蓬勃发展，水利事业蒸蒸日上，自1973 年起应用1955—1958 年国家测绘总局出版的1/50 000 地形图，对全省5 km 以上河流流域面积、长度、坡降进行量算，于1977年由湖南省水文总站编制了《湖南河流特征》。进入新世纪以后，为全面了解水利发展状况，提高水利服务经济社会发展能力，2010—2012 年开展了第一次全国水利普查，对河流湖泊、水利工程、河湖开发治理保护、水土保持、水利单位等多方面涉水信息进行细致摸查，出版了《湖南省水利普查公报》。随着信息技术的发展，水利各业务部门根据自身需求不断开发水资源、水利统计、水库大坝注册登记、堤防水闸等业务系统，开展了更为详细的普查工作。同时，结合已有成果形成了“湖南水利一张图”。

3 存在问题

历次相关普查，获取的数据均为湖南水利事业发展提供了重要依据，但仍存在以下问题：

1）空间管理意识不足。随着水利行业管理的纵向深入，河湖划界、水利工程划界等工作相继展开，明确行业管理范围的意识逐渐增强，同时随着生态环保理念的深入以及遥感测绘技术的普及，由河湖、沟渠、水库、山塘等构成的水面面积日益受到重视，河湖空间数据备受行业关注，这些都是现有普查工作所无法做到的。

2）数据更新机制不完善。现有水普数据距今已十余年，河湖、水库、堤防、泵站等数据都发生较大变化，虽偶有更新，但工作较为分散，满足不了行业管理需求。

3）数据统计口径不一。因管理工作需要，河湖、水利工程以及水利行政事务过程中产生大量的统计数据，因需求不同，统计分类不同，最终导致各统计数据间产生矛盾。

4）资产效益理念不强。长期以来水利被视为公益行业，需通过国家投资安排建设项目，不产生经济效益，但随着工程本身的建成运行，其资产价值发生变化，加之水利工程保护的客体本身具备价值，应定期分类评估，作为后续水利行业建设投融资的依托。

水利基本数据一方面需要准确定位工程空间位置及范围，另一方面需要了解每个工程蕴含的丰富基础信息及基本状态。现阶段来看，水利基本数据“量”、“域”以及资产上存在的家底不清的现象，一定程度上阻碍了湖南水利行业的可持续发展，也难以保障湖南水安全战略的有效实施。因此，如何收集、整理、发掘、管理和使用这些信息，是水利基本数据研究的主要任务。

4 总体设计

4.1 技术路径

基本数据体系建设需先制定工作框架，明确要收集哪些领域的数据，在此基础上，整编完善已有数据，补充新增数据，通过水利基本数据初步研判、行业大数据分析、公众涉水相关监督，整合行业、政府、社会资源，共同推进水利行业整体发展（详见图1）。

图1 技术路径图

4.2 体系组成

根据基本数据的面向对象，基本数据体系由基本情况、基本数据集、名录、数据库平台四部分组成。其中基本情况及基本数据集为反映水利基本情况及水利管理水平的高度概括数据，为基本数据体系的内在核心；名录为对应于水利基本情况及基本数据集面向社会公众的基础信息数据，为基本数据体系的外在体现；数据库为提炼基本数据、名录的最原始数据，实现水利对象记录、统计的同时也能结合“地图”实现空间信息展示，为基本数据体系的数据之源。

4.3 基本框架

根据湖南省实际情况、水安全战略规划及相关文件精神，基本数据框架涵盖水面、河湖、水资源、水工程、水资产、节水、防洪安全、饮水安全、用水安全、生态安全、治理能力建设、洞庭湖12 项，涉及基础、功能、专题3 类144 项基本数据项（见表1），系统、全面反映湖南水利基本情况、发展及服务社会水平。

表1 湖南水利基本数据项

4.4 关键技术

4.4.1 基本数据项获取

144 项基本数据项除水面面积、固定资产账面价值、水资源价值、水利工程经济效益4 项需开展专项研究外，其它数据项均可通过数据平台统计分析获取。

1）水面面积。水面面积主要利用收集的光学遥感与雷达遥感影像，通过云量筛选、分辨率重采样、多波段合成及地理投影、自动提取等手段，反演提取水体，同时结合水文站点实测资料，校核水陆交界带水体识别精度，修正水面面积的精度。

2）固定资产账面价值。水工程资产属专项资产，可通过重置成本法（评估值=重置成本×综合成新率）单项评估获取。通常分为机器设备、水工建筑物、房屋及构筑物三大类。

3）水资源价值。水资源价值为发电用水、蓄水、航运、生态等价值总和，其中除生态价值通过考虑污染水体去除成本的净化价值与栖息地效益以外，其它各水资源价值均采用单价与数量累积进行粗略估算。

4）水利工程经济效益。参照《水利建设项目经济评价规范》（SL 72－2013）水工程经济后评价防洪效益的计算，按照项目可减免的灾害损失和可增加的土地开发利用价值计算。

4.4.2 数据库平台

收集、治理和存储水利相关的各类结构化和非结构化数据资源。为基本数据平台的数据统计分析、专题展示、公报生成等功能提供数据支撑。

1）数据治理

●数据标准与处理。根据水利数据库表结构及标识符相关标准，构建标准化的水利基本数据字段模板，新增数据的同时，制定系统平台间数据映射标准，实现与水利统计、大坝注册等系统的对接，保证数据交换的准确性。此外，根据数据标准，对接口采集数据、新增数据进行规范化处理。

●数据审核。加工后的数据需通过人工审核后入库，确保数据的准确性。

2）数据统计分析

●数据检索。提供一站式数据指标检索和可视化分析平台，根据需要选择水利业务模型和水利基本数据指标，并生成可视化图表，在编辑工具中直接引用。

●数据分析。根据已梳理的河湖、水工程、水资源等144 项基本数据，构建指标本体。利用机器学习和分布式计算技术，构建机器学习模型，为多种水利业务提供支撑。

●智能公报。建立省级基本数据公报模板，设定发布周期。根据预设模板，自动整合相关指标，生成公报底稿，经审核后可发布。同时，提供素材库、数据统计分析图表等编辑工具，人工编辑生成公报。

5 结 语

水利基本数据工作对于新时期水利跨越式发展具有十分重要的意义，是落实水安全战略规划的重要基础，其不仅涉及水利行业自身和水资产等方面，更涉及到电力、航运、农业等部门，是一项长期性的工作。后续实践建设过程中，需进一步与相关行业对接，实现共建共享，共同为数字水利提供技术支撑。