王春玲，孟　丹，王冬梅，卜崇德

(1.北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京100083;2.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京100083; 3.寧夏水利廳水土保持局，寧夏銀川750001)

我國水土保持信息化建設(shè)的現(xiàn)狀與建議

王春玲1，孟丹1，王冬梅2，卜崇德3

(1.北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京100083;2.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京100083; 3.寧夏水利廳水土保持局，寧夏銀川750001)

水土保持;信息化;標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè);水土保持監(jiān)測(cè)

隨著信息化的全面發(fā)展，信息化程度成了各行各業(yè)綜合實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力的衡量標(biāo)準(zhǔn)。按照水利部黨組以水土保持信息化推進(jìn)水土保持現(xiàn)代化的明確指示，本研究通過實(shí)地調(diào)研與網(wǎng)絡(luò)調(diào)研相結(jié)合的方法，在全面整理、分析我國主要流域(區(qū)域)水土保持信息化建設(shè)的基礎(chǔ)上，對(duì)水土保持信息化建設(shè)的優(yōu)勢(shì)及成果進(jìn)行了綜述，并對(duì)我國水土保持信息化存在的問題和障礙進(jìn)行了分析，進(jìn)而對(duì)水土保持工作在監(jiān)測(cè)運(yùn)行機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)體系、交流體制、宣傳平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)、人才隊(duì)伍培養(yǎng)等方面提出了一些建議。

信息化水平作為衡量一個(gè)國家或地區(qū)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，已成為評(píng)價(jià)國家綜合實(shí)力、國際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素［1］。十八大以來，信息化建設(shè)已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略高度，各個(gè)領(lǐng)域都將信息化建設(shè)作為長(zhǎng)期的發(fā)展目標(biāo)［2］。我國各級(jí)水土保持部門以全國水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)為依托，建立水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，開發(fā)水土保持信息管理系統(tǒng)，不斷強(qiáng)化信息化與水土保持工作的緊密結(jié)合，積極推動(dòng)水土保持信息化工作的有序開展，取得了可喜的進(jìn)展和成績(jī)，但與行業(yè)發(fā)展形勢(shì)及社會(huì)需求仍存在較大差距［3］。

近年來，水利部先后印發(fā)了《全國水土保持信息化發(fā)展綱要(2008—2020年)》《全國水土保持信息化規(guī)劃(2013—2020年)》《全國水土保持信息化實(shí)施方案》，進(jìn)一步明確了我國水土保持信息化工作的指導(dǎo)思想、基本原則、主要目標(biāo)、根本任務(wù)、組織實(shí)施和保障措施。根據(jù)全國重點(diǎn)流域及重點(diǎn)省區(qū)水土保持信息化情況，總結(jié)了我國水土保持信息化建設(shè)現(xiàn)狀，分析存在的問題，并在體制改革、運(yùn)行機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、宣傳教育、技術(shù)融合、人才隊(duì)伍建設(shè)等方面提出了相關(guān)建議，供廣大水土保持信息化工作者參考。

1　水土保持信息化發(fā)展情況

1.1發(fā)展現(xiàn)狀

自黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)確立為我國重要戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)以來，水利系統(tǒng)以“信息化帶動(dòng)現(xiàn)代化”為戰(zhàn)略指導(dǎo)，并將水土保持信息化工作列為重點(diǎn)工作之一，目前已初步建成了層級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)［4］。水利部于2007年首次提出了“數(shù)字水土保持”的概念，此后以黃河流域的“數(shù)字黃河”工程和長(zhǎng)江流域水土保持系統(tǒng)為代表的流域級(jí)建設(shè)，以福建、貴州等為代表的省級(jí)數(shù)字水土保持體系的建立，都充分體現(xiàn)了信息化在水土保持工作中占據(jù)的戰(zhàn)略位置。長(zhǎng)江流域結(jié)合水土保持監(jiān)督管理信息化現(xiàn)狀及需求，初步建成了水土保持監(jiān)督管理信息系統(tǒng)，但目前還存在信息資源不足、信息共享困難、應(yīng)用基礎(chǔ)薄弱等問題［5-12］。20世紀(jì)40年代開始，黃河流域相繼建立了天水、西峰、綏德水土保持監(jiān)測(cè)試驗(yàn)基地，隨著“數(shù)字黃河”工程全面開展，黃河水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)初步建成，現(xiàn)有各類技術(shù)人員120多人，但也存在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量過于龐大且各監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一、信息化技術(shù)水平不均衡等問題［13-18］。海河流域初步形成流域級(jí)監(jiān)測(cè)中心站(1個(gè))、省級(jí)監(jiān)測(cè)總站(7個(gè))和地市級(jí)監(jiān)測(cè)分站(27個(gè))三級(jí)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，基本滿足了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需求，但現(xiàn)有信息化水平不能很好地滿足水土保持事業(yè)發(fā)展的需求，且缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，信息化工作水平不夠平衡［19-22］。淮河流域啟動(dòng)了淮河流域水土保持監(jiān)測(cè)分區(qū)和淮河流域水土保持監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布局與監(jiān)測(cè)設(shè)施下墊面優(yōu)化配置項(xiàng)目，通過對(duì)流域水土保持監(jiān)測(cè)分區(qū)研究，確定合理的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)目，但是也存在管理機(jī)構(gòu)不健全、缺乏長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、信息化推廣程度相對(duì)較低的問題［23-26］。松遼流域通過規(guī)范水土保持信息管理工作，形成了一整套流域水土保持信息采集、編碼、分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等技術(shù)規(guī)范，開發(fā)了松遼流域水土保持監(jiān)測(cè)與管理信息系統(tǒng)，但是信息化建設(shè)實(shí)用性較差、專業(yè)人才匱乏、發(fā)展不均衡［27-30］。福建省共設(shè)立了19個(gè)水土保持試驗(yàn)站，利用現(xiàn)成的水文站點(diǎn)，定量分析全省水土流失的變化規(guī)律，但尚未建立水土保持監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、制度，尚未完成對(duì)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的制度化、規(guī)范化管理［31-34］。貴州建立了以貴州省水土保持監(jiān)測(cè)站為中心按照1(省級(jí))∶9(市級(jí))∶66(監(jiān)測(cè)點(diǎn))三層構(gòu)架的貴州省水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，完成了貴州省第二次水土流失遙感調(diào)查和喀斯特石漠化現(xiàn)狀遙感調(diào)查工作，建立了及時(shí)發(fā)布水土流失現(xiàn)狀和水土保持防治工作開展情況的基本信息平臺(tái)，但監(jiān)測(cè)區(qū)域布局分散、數(shù)據(jù)擾動(dòng)大、獲取數(shù)據(jù)困難［35-39］。

1.2成效分析

現(xiàn)階段我國水土保持信息化工作主要從標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、信息分類與傳輸體系建設(shè)、提高保障水平等6個(gè)方面展開。

(1)標(biāo)準(zhǔn)體系日益完善。我國水土保持信息化建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)先后發(fā)布，主要有《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(SL 277—2002)、《水土保持信息管理技術(shù)規(guī)范》(SL 341—2006)、《水土保持術(shù)語》(GB/T 20465—2006)、《水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn)代碼》(SL 452—2009)、《水土保持?jǐn)?shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》(SL 513—2011)、《水土保持遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(SL 592—2012)和《水土保持元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 628—2013)等。此外流域范圍內(nèi)，黃河水利委員會(huì)發(fā)布了《黃河流域水土保持信息代碼編制規(guī)定》(SZHH 12—2004)和《黃河流域水土保持?jǐn)?shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)字典》(SZHH 15—2004)［4］。

(2)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)。依托全國水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和信息共享平臺(tái)建設(shè)、“數(shù)字黃河”、21世紀(jì)初期首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃項(xiàng)目，我國完成了水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心、七大流域機(jī)構(gòu)水土保持監(jiān)測(cè)中心站、31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)水土保持監(jiān)測(cè)總站、175個(gè)水土保持監(jiān)測(cè)分站和741個(gè)水土流失監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建設(shè)，基本形成了覆蓋國家、流域、省、地、縣五級(jí)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，初步形成了包含泥沙、徑流、降雨、土壤、植被等的信息采集體系，搭建了上下貫通、高效完善的信息化基礎(chǔ)平臺(tái)。在水蝕、風(fēng)蝕和凍融侵蝕區(qū)，建立了坡面徑流小區(qū)、小流域控制站，以及常規(guī)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如滑坡泥石流預(yù)警點(diǎn)、風(fēng)蝕觀測(cè)場(chǎng)等［40］。

(3)水土保持?jǐn)?shù)據(jù)庫逐步優(yōu)化。水土保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的特征是將資源信息按照一定的空間地理坐標(biāo)，以統(tǒng)一格式輸入計(jì)算機(jī)建庫，提供用戶查詢、檢索使用等功能。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國省級(jí)以上水土保持?jǐn)?shù)據(jù)總量已超過1萬GB，建成了包括全國水土流失空間數(shù)據(jù)、重點(diǎn)防治區(qū)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成果、土壤侵蝕信息資源、長(zhǎng)江流域水土流失、開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持管理、水土保持生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目和法律法規(guī)、重要文件、機(jī)構(gòu)與人員等方面的數(shù)據(jù)庫。

(4)業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用與信息服務(wù)拓展。在國家、流域、地方層面上充分結(jié)合各自的工作性質(zhì)和區(qū)域特色完成信息化建設(shè)工作。目前已完成全國水土保持監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)，黃土高原淤地壩信息管理系統(tǒng)，長(zhǎng)江流域水土保持監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，長(zhǎng)江上游滑坡、泥石流預(yù)警管理系統(tǒng)，松遼流域水土保持監(jiān)測(cè)與管理信息系統(tǒng)，北京市水土保持自動(dòng)監(jiān)測(cè)和信息管理系統(tǒng)，遼寧省小流域信息管理系統(tǒng)等。

(5)水土保持信息分類與傳輸體系初顯規(guī)模。在水土保持信息分類與編碼規(guī)范中按水土保持業(yè)務(wù)將水土保持?jǐn)?shù)據(jù)分為基礎(chǔ)信息、水土保持監(jiān)測(cè)信息、綜合治理信息、預(yù)防監(jiān)督信息和綜合信息五大類。信息傳輸體系則主要依托于公共網(wǎng)絡(luò)通信資源、水利電子政務(wù)內(nèi)外網(wǎng)建設(shè)、各層級(jí)之間的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匯集和傳輸。

2　存在的問題

目前，我國水土保持信息化工作進(jìn)展順利，進(jìn)入了發(fā)展的加速期，取得了可喜的成績(jī)，但與國家整體的信息化戰(zhàn)略布局、生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)、社會(huì)公眾的需求仍存在很大差距。

(1)水土流失數(shù)據(jù)未能定期獲取。《中華人民共和國水土保持法》及《中華人民共和國水土保持法實(shí)施條例》明確規(guī)定應(yīng)“定期”監(jiān)測(cè)并及時(shí)公告，但由于未給出明確的期限，且“定期”普查經(jīng)費(fèi)也沒有保障，讓“定期”成了“長(zhǎng)期”甚至是“無期”。我國在1983年進(jìn)行了第一次全國水土流失情況普查，相隔16年后進(jìn)行了第二次，而國際上的普查周期大多為5年一次［40］。水土保持?jǐn)?shù)據(jù)的獲取，除了應(yīng)定期對(duì)全國水土流失情況普查外，還應(yīng)隨時(shí)掌握重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)項(xiàng)目的水土流失情況，這樣才能為水土流失災(zāi)害的預(yù)防和治理提供強(qiáng)有力的支撐。

(2)水土保持信息化基礎(chǔ)設(shè)施不完善，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)滯后。近年來，相對(duì)于我國其他行業(yè)信息化程度，水土保持信息化相對(duì)滯后。早期的水土保持信息化監(jiān)測(cè)站的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)立較早，設(shè)備老化嚴(yán)重，各流域、區(qū)域水土保持信息化標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，形成了“各依各法、各自為政”的局面［4］，在一定程度上影響了水土保持信息化的發(fā)展。

(3)信息技術(shù)應(yīng)用與信息化發(fā)展不同步。我國信息化發(fā)展已走過了兩個(gè)階段，目前正在向以物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等新技術(shù)為代表的第三階段邁進(jìn)。擁有多核處理及超級(jí)計(jì)算能力的高端計(jì)算機(jī)成為科技創(chuàng)新及復(fù)雜運(yùn)算的有效工具，微電子、納米電子技術(shù)飛速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的元器件在芯片上的集成。但在水土保持信息化建設(shè)過程中未能充分利用高新技術(shù)，形成了與信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)的局面。

3　水土保持信息化發(fā)展建議

(1)進(jìn)一步健全水土保持監(jiān)測(cè)運(yùn)行機(jī)制。借鑒國際上的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，以立法的形式明確水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的管理與實(shí)施，將各級(jí)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的經(jīng)費(fèi)納入同級(jí)政府財(cái)政預(yù)算，設(shè)立專項(xiàng)水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)經(jīng)費(fèi)，保障重點(diǎn)項(xiàng)目及區(qū)域的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，做到專款專用，保證監(jiān)測(cè)站能夠及時(shí)維護(hù)、更換監(jiān)測(cè)設(shè)備，使監(jiān)測(cè)工作的各個(gè)環(huán)節(jié)都能得到有效落實(shí)。

目前我國水土保持監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)由上至下分級(jí)設(shè)置，形成了中央、流域(區(qū)域)、省級(jí)、地市級(jí)的層次性體系。但在水土保持監(jiān)測(cè)方面這樣的分級(jí)管理尚不成熟，國務(wù)院水行政主管部門應(yīng)按照國家相關(guān)規(guī)定對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分級(jí)建設(shè)、統(tǒng)籌管理:針對(duì)不同區(qū)域特色，建設(shè)完善合理且目標(biāo)明確的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，加快建立起中央、流域(區(qū)域)、省級(jí)、地市級(jí)水土保持監(jiān)測(cè)的層級(jí)體系;重要的水土保持監(jiān)測(cè)設(shè)施應(yīng)得到法律保護(hù)，監(jiān)測(cè)設(shè)施由于不可抗拒因素遭到破壞時(shí)，所屬轄區(qū)水行政主管部門應(yīng)積極組織力量進(jìn)行修復(fù);建立統(tǒng)一的水土保持監(jiān)測(cè)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完善管理制度和監(jiān)督機(jī)制。

(2)完善信息化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)隊(duì)伍。信息化標(biāo)準(zhǔn)體系具有信息標(biāo)準(zhǔn)多、建設(shè)難度大、建設(shè)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，應(yīng)以“急用急建，實(shí)用優(yōu)先”為原則，明確設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的優(yōu)先級(jí)。在水土保持信息化標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)過程中，由于企業(yè)在主體工作中占據(jù)著主導(dǎo)地位，因此在制定標(biāo)準(zhǔn)體系的過程中，應(yīng)本著“政府監(jiān)管，企業(yè)參與”的原則進(jìn)行。在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中應(yīng)采用擇優(yōu)立項(xiàng)的方式，逐步加大對(duì)我國在水土保持信息化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方面的投資力度。

(3)深化交流體制改革，拓展宣傳教育平臺(tái)。水土保持信息化需要融合計(jì)算機(jī)、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象等多門學(xué)科。這就要求水土保持部門在信息化建設(shè)中，積極尋求與相關(guān)部門協(xié)作，充分利用其他部門長(zhǎng)期觀測(cè)、實(shí)踐得來的資料及成果，學(xué)習(xí)相關(guān)的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)來加速水土保持信息化的發(fā)展［16］。同時(shí)，還要加強(qiáng)國際交流，積極參加國際技術(shù)交流合作，把國外先進(jìn)的技術(shù)引進(jìn)來，充分消化、吸收后，結(jié)合我國實(shí)際情況應(yīng)用于水土保持信息化技術(shù)的改進(jìn)中［17］。近年來人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)日益提高，但多數(shù)人對(duì)水土保持的認(rèn)知僅僅存在于認(rèn)識(shí)層面，并不了解水土保持信息化對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用［41］。政府應(yīng)充分利用好已有的基礎(chǔ)平臺(tái)，加大投入，多方密切配合，對(duì)公眾、中小學(xué)生進(jìn)行水土保持科普教育，多措并舉豐富教育形式，開拓網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)，全面提升全民水土保持意識(shí)。

(4)融合新技術(shù)，推動(dòng)信息系統(tǒng)研發(fā)。在信息化建設(shè)過程中，應(yīng)加大水土保持應(yīng)用信息系統(tǒng)和新技術(shù)的研發(fā)力度，積極與高等院校、科研院所和高科技企業(yè)聯(lián)合，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等高新技術(shù)，結(jié)合光纖、無線電子通信技術(shù)，推動(dòng)水土保持信息資源的采集、整合與利用，建立更高效的水土保持信息系統(tǒng)，促使水土保持信息化建設(shè)更快更好地發(fā)展。

(5)加快水土保持信息化復(fù)合型人才培養(yǎng)。目前，我國水土保持信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已具備一定基礎(chǔ)，水土保持信息化工作也進(jìn)入了統(tǒng)籌規(guī)劃、競(jìng)相發(fā)展的新階段，但與其相適應(yīng)的復(fù)合型人才相對(duì)缺乏。應(yīng)采用自主培養(yǎng)與外派委托培養(yǎng)并重方式有針對(duì)性地開展人才培訓(xùn)，努力培養(yǎng)具有水土保持專業(yè)特色的信息化人才，形成一支集水土保持專家、計(jì)算機(jī)技術(shù)人員為一體的復(fù)合型水土保持信息化隊(duì)伍。

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(責(zé)任編輯李楊楊)

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典型旅游區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)植被修復(fù)及生態(tài)旅游管理關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項(xiàng)目(2012BAC16B00)

王春玲(1975—)，女，山東萊州市人，副教授，博士，主要研究方向?yàn)樗帘３中畔⒒?、?shù)據(jù)庫技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

2015-06-19