概括：

传统水利行业普遍面临信息共享壁垒高、设计规划不完善、服务沟通不畅等诸多问题。在物联网、大数据、云计算等新技术和“智慧城市”建设带来的时代变革背景下，以福建省沙县智慧水利信息平台为背景以此为例探讨“智慧水利”的建设思路和实践经验。该平台设计开发了水利地图、水资源管理系统、采砂管理系统、水利工程管理系统、水利视频管理系统等5个子系统。整合已建立的山洪灾害预警系统和河长系统管理系统，建设了配套的水利数据中心，制定了智慧水利标准。智慧水利信息平台的建设进一步提升了沙县水利局的信息共享和综合应用水平，有效提升了沙县水利信息化建设水平，树立了县（区）级水利标杆福建省乃至全国的信息化建设。

关键词：

信息平台；智慧水利；水利信息化；信息共享；福建省沙县

信息技术快速发展，信息化、网络化、智能化已成为全球趋势。水利信息化就是充分利用现代信息技术，深入挖掘和有效利用信息资源，促进信息共享和资源优化配置，提高应急决策的科学性，实现水利工程信息化、智能化。管理。新一代互联网技术的不断渗透，带动水利信息化水平不断提升，“智慧水利”也应运而生。 “智慧水利”依托互联网、物联网、云计算、3S等技术手段，实现水利信息数据的采集、存储、管理、应用和共享，构建标准化、智能化的水利应用管理平台，形成较为完善的信息化管理体系，有效提升水利综合管理能力，有力推进水利现代化建设[1]。

作为互联网技术与地理信息技术相结合的新技术，通过计算机网络按照一定的运行机制对多源异构空间地理数据进行组织、管理和发布，提供空间数据浏览、主题查询和统计分析等功能。实现信息运行共享和辅助决策[2]。本文以技术为基础，以福建省沙县为研究对象，设计并实现了智慧水利信息平台。

01

总体设计

平台在充分整合现有水利信息硬件设施和软件系统的基础上，着力构建完整、标准、结构化的水利信息平台架构体系，包括数据存储层、数据管理层、服务层、接口层。 、认证层、应用层和操作管理层等[3]，总体框架如图1所示。

(1)

数据存储层是指数据库的物理存储层，包括工程项目数据、空间数据、水文数据、水雨数据、水土保持数据、水资源数据等。

(2)

数据管理层是指数据管理的操作层，包括元数据编辑、数据导出、数据转换、数据更新、数据编辑、数据仓储等[4]。

(3)

服务层是指为数据库封装服务并通过数据和信息服务引擎实现对外部数据的服务功能的层。

(4)

接口层是指基于服务层实现数据操作的具体接口，包括水利工程数据服务接口、空间数据服务接口、水文数据服务接口、水雨数据服务接口、水土保持数据服务接口、水资源数据服务接口等

(5)

访问控制层是指数据、信息和软件服务的统一认证接口。通过项目设计的统一的用户管理和认证机制，实现用户的统一安全管理。

(6)

应用层是指向用户提供的应用系统层，包括智慧水利地图、水资源管理子系统、水利工程管理子系统、采砂管理子系统、水利视频管理子系统等。

(7)

运行管理层针对整个硬件、数据和软件的安全运行管理，主要包括安全管理、服务管理、日志管理、统计分析等[5]。

02

关键技术

2.1

它是利用互联网技术改进和优化传统GIS的一项新兴技术。其核心是利用网络协议对环境中的空间信息进行管理和发布，实现空间信息的操作和共享。基于B/S架构，可以实现系统的分布式部署，通过互联网实现服务器与客户端的互联。客户端使用Web浏览器，用户可以通过浏览器访问发布在不同服务器上的空间数据，并进行各种空间检索和分析。

2.2

( ) 是一种绘图协议，无需安装特殊的渲染插件即可在 Web 浏览器中渲染 3D 图形。是目前比较先进的轻量级3D绘图技术标准。它提供... 0 添加绑定来实现-和。 0，从而提供硬件3D加速渲染，最终实现基于Web浏览器的3D系统开发和跨平台应用。

2.

前端框架是目前流行的开源响应式UI框架，集成了HTML、CSS和JS。简单灵活，让前端开发更快更简单。所有开发者都可以快速上手，旨在解决页面兼容性问题。 。借助它，网站和应用程序可以通过同一份代码快速有效地适配电脑、平板和移动设备，真正实现跨平台适配，让网页在不同终端设备、不同分辨率下自动调整页面布局。以达到最佳的客户端显示效果[10]。

2.4

图表库是百度推出的可视化开源开发框架。它是一个基于ZR的纯图表库。底层依托轻量级矢量图形库ZR提供直观、生动、交互、可定制的可视化数据图表。创新的数据视图、数值范围漫游、拖放重新计算等功能极大提升了用户体验。通过配置项的设置，可以控制数据的呈现形式和视觉效果，增强用户挖掘和整合数据的能力。大数据时代的到来为重新定义数据图表提供了完美的工具。

2.5

后端框架是团队为了简化开发而提供的框架。约定大于配置，将复杂化为简单，从而可以更快地开始开发[13]。优势主要体现在：①快速创建独立运行的项目并集成主流框架； ② 使用嵌入式容器，应用程序无需打包成war包； ③ 自动依赖和版本控制； ④大量自动配置，简化开发，默认值也可以修改； ⑤ 无需配置xml，无需生成代码，开箱即用； ⑥​​准生产环境运行时应用监控； ⑦ 与云计算自然融合。

03

功能设计与实现

3.1 水利一图子系统

水利一图子系统是开展水利业务活动的地图载体及相关服务系统（如图2至图3所示）。它以水利业务数据库为基础，梳理现有系统和新建系统的需求，提供统一的运行环境和技术框架，为系统集成建设提供通用的应用服务，为水利业务的集成提供操作平台。数据资源和共享信息[14]。

（一）空间信息服务

水利地图最基本的服务是共享权威地理信息数据，为工程实施提供精准定位，为应用系统和数据交换共享提供基础。各部门工作人员可以使用普通浏览器在线浏览、查询各部门的基础地理信息资源，如基础地形数据、水文数据、水利工程数据等。

（二）信息收集

以水利图为载体，叠加基础空间数据库、基础水利工程数据库、水文数据库、水雨量数据库、工业状况数据库、水资源数据库、水土保持数据库、社会经济数据库等，实现水利相关数据的收集。采集、查询、分析功能。在水利地图的基础上，叠加专题地图和业务应用地图，实现水利数据的二维、三维一体化可视化展示。通过水利地图的综合建设，可以最大限度地提高各种水利业务数据结果的利用率和直观性。通过整合不同格式数据所需的地理信息服务（图形浏览、定位查询、空间分析等）和属性，封装查询、统计分析、专题图发布等服务，建立标准的数据共享服务机制，实现对主题业务模块进行服务化、组件化、模型化管理，以信息化带动管理精细化，实现信息共享、数据共享、业务共享。

3.2 水资源管理子系统

水资源管理子系统是基于水资源网络和数据采集平台的综合业务管理系统，为水资源信息服务和水资源业务管理提供统一的基础框架。

(一)综合信息管理

整理水资源管理和决策过程中所需的各类信息（包括雨情、水情、取水许可及水资源费征收、地下水、计划用水、节水、水功能区、水源地、等）实现空间位置分布、名称、行政区划、河流等各类水利要素的动态查询和管理，并提供地图显示、浏览、定位、查询等功能。水资源费征收管理界面如图4所示。

(2)智能检测预警

对辖区内水资源进行智能监测，设定预警阈值，对取排水超标、水量、水位、水质相关参数超标等问题及时排查并及时预警，有效提高水资源水平管理。生存交通监控界面如图5所示。系统实现了取水许可证、水功能区、水库水源地、水利景区、水厂、渠道、水资源费征收等精细化管理。建立物联网网络，完善水资源、生态排放流量实时监测。监测方面，设备将采集到的数据通过物联网传输至终端平台进行智能计算，实现对目标的监测预警，从而提高水资源监管能力。

3.3 水利工程管理子系统

水利工程管理子系统是整合水利工程数据库和其他相关信息而建立的管理系统。

（一）项目管理

所有建设项目均以地图POI的形式进行管理，可以快速查询定位项目，并可以查看项目对应的基本信息并提供当前项目进度显示功能。

(2) 数据管理

管理水利工程文件和资料，收集和保存有价值的文字、音频、视频和图表，实现工程数据电子归档，全面了解工程建设状况。归档后，员工可以根据权限进行访问，从单位层面实现核心数据的管控。

（三）资金管理

管理资金来源、使用情况、拨付审核等，快速查询资金信息、使用情况、项目计划等，并对相关信息进行统计分析。系统实现项目管理、数据管理、资金管理等功能，从而提高用户的工作效率和管理水平。

3.4 采砂管理子系统

采砂管理子系统利用北斗卫星导航、传感器、无线传输数据（GPＲS）、数字摄像头（DC）、Web、数据库和地理信息系统（GIS）等技术，对辖区内河道采砂船舶进行动态监控。沙县。结合河砂开采管理部门的实际需求，设计了基于数字化信息采集、处理、传输、存储、可视化和输入输出的软硬件技术平台。采砂管理界面如图7所示。

（一）采砂船管理

每天24小时连续提供被监控船舶的位置信息，可以通过查看船舶点名、设置形状、定时发送、发送警报等多种方式获取静态或动态数据信息[15]。管理人员可以查看采砂船的属性信息，如船名、采砂功率、吸砂管径、抓斗容量、作业方式、采砂许可证、采砂区域等，还可以进行历史行程信息船的。查询、回放。

（二）采砂区管理

可以在电子地图上绘制报警区域（如禁止采矿区域）。一旦船舶进入报警区域，控制中心将自动报警并提示管理人员处理。系统的运行为河流管理提供了便利，全面提升河道采砂管理水平，提高河道采砂管理效率。

3.5 水利视频管理子系统

水利视频管理子系统可以满足无人值班、少人值班的要求。视频监控系统是自动化监控系统的补充。水利视频管理界面如图8所示。

(1)远程监控

监控中心可以远程监控各单元的监控图像，可以方便快捷地访问和控制远程监控点的图像、声音、各种报警信号等。支持多路视频点播，可以选择观看多路实时网络视频进行多屏同时监控。

(2)视频管理

用户可以根据指定的设备、通道、时间、报警信息等因素，快速检索DVR、NVR和集中存储设备中存储的海量视频数据。系统提供4路视频文件同步播放服务功能，支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧播放、屏幕暂停、进度拖放、图像抓拍等操作，支持缩放、全屏显示回放图像，支持录像文件批量下载，可将中央存储服务器和DVR、NVR上的录像文件下载到客户端本地磁盘进行备份。系统利用宽带网络将独立、分散的视频监控点联网，实现同网段、跨区域的统一监控、统一存储、统一管理和资源共享，为管理决策者提供直观的方式扩展视觉和听觉范围。管理工具可实现可视化监控和调度，使生产和控制操作更加高效、安全。

04

结论

在“补水利短板、加强水利行业监管”的总体工作基调下，水利信息化建设显得尤为重要。本文以福建省沙县智慧水利信息平台为例，探讨“智慧水利”的建设思路和实践经验，建立集可视化、数字化、信息化、智能化为一体的综合管理体系，推动沙县智慧水利建设水利。信息化的发展提高了水利行业的监管能力，具体体现在：

①对辖区内水利数据信息进行数字化整合，实现信息数据和业务的统一管理和立体应用展示，进一步为水资源精细化管理奠定基础，提高信息共享和综合应用水平；

②利用人工智能和物联网技术，对重点监控点和重点区域进行智能监控，对超出警戒值的区域进行报警提示，以便管理人员及时、快速、高效地响应和指挥调度。

参考

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[2] 饶明.基于地理信息系统的开发与应用分析［J］．信息系统工程，2019（5）：48。

[3]马志斌.基于GIS的水利信息管理平台设计与研究［D］.苏州：苏州大学，2017。

[4]薛志忠，施建军．应急决策地理信息平台建设技术研究——以内蒙古自治区平台建设为例[J].测绘通报，2013（3）：101-104。

[5]马志斌.交通GIS服务共享平台设计与实现——以广东省交通集团高速公路项目为例［D］.福州：东华科技大学，2015。

[6]杨琳.基于组件技术的GIS研究与应用［D］.南京：南京航空航天大学，2007。

[7]于彪.基于GIS 的房地产管理信息系统设计与实现［D］．成都：电子科技大学，2011。

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[9] 王兴杰，护林.三维平台技术研究与应用[J].遥感情报, 2019, 34(3): 134-138.

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[15] 刘连元，姚玉章，王胜男，等. 基于物联网技术的三亚市智能交通系统研究［J］．物联网技术，2013（11）：72-74。

陈述