城市水土保持信息化建设的设计与思考

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

梁利妍

承德市水利水电勘测设计院,河北省承德市,067000

摘要

水利信息化是当前和今后一个时期事关水利发展全局的重大战略任务。目前,城市水土保持普遍存在水土保持监测手段、监督方式及相关行政管理业务信息化程度低的问题,与城市水利现代化管理不相适应,更难以适应经济社会高速发展与大数据时代信息化管理的要求。


关键词

城市水土保持;信息化建设;关键技术

正文

水土流失指由人为因素或天然原因造成的土地与水分损失的过程,使得降雨无法就地消纳,对土地形成的冲击。造成水土流失的主要因素是植被毁坏、土地利用不合理、土壤梯度大、耕种方式不合理、盲目放牧、土壤疏松等。

1水土保持信息化建设所需要的条件技术

1.1数据安全技术

在水土环境保持与信息化工程建设期间,使用到的安全技术主要有:(1)IDS的攻击分析技术,它可以对生态环境保护信息系统受到的侵犯行为及数据非法使用行为作出处理,在未授权情况出现时,能够进行迅速反应的计算机技术,可以适时向主管部门发送告警。(2)防火墙技术。生态环保信息化工程建设中需要进行防火墙配置,当第三方体突破或进入常规的权限中后,防火墙可以利用授权管理提高安全性,避免相关信息被非法使用,抵御漏洞入侵。(3)数据加密技术。水土保持信息没有达到使用条件前存放在信息系统中,为确保数据安全,可通过保存信息加密对水土保持信息进行完整的安全保障。存储信息加密的具体使用中,可进行权控技术和加密技术的集成,并保障加密信息的实时查询能力。

1.2图库一体化技术

水土保持信息化建设的最重要目的之一是为提高工程作业水平,提高工程施工质量,便于相关工作人员查询、利用水土环境保持的信息系统,同时为实现水土保持信息系统数据化能够满足不同项目应用的需求,我们在水土保持信息化建设中积极融入了图库一体化技术系统,将关于水土环境的视频影像、数据资料、地理区域信息进行了关联,并以地理区域图片与视频图像为基础,将有关水土环境保持的数据资料融入其中,并辅以表格方式,从而实现了对水土保持项目的图文结合和访问信息可视化和统一处理,为水土保持项目的有效快速实施奠定了基础。

1.3自动监测技术

1.3.1气象数据监测

气象信息是保持水土区环境监测工作质量的最基本内容,要运用自动监测技术获取气象、雨水、气压耗冷量压、草地温度、土壤地表温度、结露温度等信息,为生态保护和管理的正常进行提供数据保证[3]。从自动气象监测系统功用上来分,信息系统主要由存储系统、微控制系统、传感器系统、供电系统、通信系统等构成。传感器系统能够把所获取到的气象要素转化为信息系统中所能够识别的格式,在微控制系统功能下,能够对信息获取结果进行数字化处理和线性解析,同时转换工程量,并筛分信息,从而能够有效收集我国各区域的气象要素数据。当完成信息采集与要素交换任务时,信息还必须及时地将传输至数据库机制中。此外,在该气象信息监测技术应用下,还必须能够按照实际需求及时开展气象数据报表,并同时开展遥感检测工作,以通过新技术的驱动提高气象信息检测准确度,为水土保持项目的开展提供了良好基础。

1.3.2土壤水分监测

通过土壤湿度检测设备可以获取土壤的水分数据,而土壤水分是生态环境改善中的关键参数,主要反映在土地蒸发量、雨水入渗量、土壤侵蚀情况和斜坡的产流等。而在土地水分数据检测中,较为普遍的仪器设备则是TDR土壤湿度数据采集仪,通过此仪器与设备可以直观掌握土地的含水率情况,并通过对不同水分状态下的土导电情况进行判断分析,以及通过时域分析反射原理进行对土壤湿度的信息收集分析。土层含水率较高时,其吸引能力得到显著增加,而传感器所释放出的电磁波也显示出更快的传播速度,此时就可通过传感器测量电磁波的延时长度,并以此为基础确定土壤介电常数值,在此基础上通过描绘土壤湿度和介电常数值之间的相互作用曲线,进而获取土层含水率信息。

1.3.3水文水质监测

水文质量信息也是人们开展水土保持作业的主要依据之一,在信息化时代背景下,我们已经能够利用自动监测技术获取水文质量信息,如水温、pH值、电导率、溶解氧、泥沙含量、流量、水位,以及浊度等。完成了这些数据的采集工作中,就能够通过无线+有线的方式将信息快速的传输至网络系统中,从而确保水文和环境信息都能够获得充分利用。

 

1.4数据库技术

现代信息技术是水土保持现代化建设的关键,要提高信息系统的效率,需要尽力提高信息模型的真实性和准确度,建立完整的信息逻辑。作为数据库,其内容主要取自于对水土环境保持的主动监测技术,而这些技术可以在进行采集后更直接地传递至数据库,所以在建设数据库之前,就必须做好数据库与网络,以及数据库与监控系统之间的连接等工作,以确保在数据库中所存储的内容具有真实性、时效性强的特点。在水土保持数据库中,比较常用的数据库形式包括了土壤水分报告表、气象安全监测资料报表,以及系统日志等。

2水土保持信息化管理系统总体的构建思路

2.1规划部署

随着全国水土流失综合治理工作的不断深入,为进一步提高水土保持工作成效,要将先进科技融入水土保持区的管理机制当中,并根据本地生态环境保持工作的进展情况实行统筹管理,以实现全区域覆盖。为确保城市水土管理系统的智能化建设效果,要将信息系统针对全国各地的智能水务工程建设需求,从监督管理、保持预警、资源流失控制、动态监测等领域入手,以进一步增强城市水土保持信息系统的功能性和应用价值。

2.2建设原则

水土环境保持与信息化体系构建要适合全国各地的实际状况,应坚持如下原则:(1)兼容互联。加强水土保持业务和各类政策的协调联系,包括行政审批、住建规划、环保、资源、经济政策等,使得水土保持信息系统可以整合各种信息接口,进行信息关联,形成兼容互通式的水土保持信息化体系。(2)数据资源共享。以高空数据底图为基础,集成水土流失、土地利用、扰动图斑、生态环境保持措施图斑、土壤侵蚀调查等数据,在基础上进行整合发布工作,在一定行业区域内进行资源共享,使水土保持事业得以不断有效发展。(3)信息系统内容完整。信息化建设要包括水土保持项目的全部内容,并具备监督审核、水土流失管理、档案流转、数据检索报告等功能,并确保各项业务都可顺利实施。

2.3系统框架

水土保持信息化建设目标是要形成一个综合互通、数据共享的大信息网络,通过按照确定的时间目标,根据确定的空间位置,实现大信息整合,并通过根据要求而形成的专门数据库,共同关联相应政务工作,从而确保了已经形成的国家水土保持网络信息系统体系能够切实发挥其作用。而我们一般可以将其分为“一张网”“一张图”“一个库”与应用服务。其中,“一张网”主要是为了完善国家网络信息结构,在现代物联网、移动互联网等技术的作用下实现不同环节的信息关联衔接,为与国家水土资源部保持全国信息系统数据的有效集成互动与共享,奠定了基础。“一张图”是指依靠“天地图”、遥感图像获得准确的水土保持现状情况,确定坐标系,并在此基础上明确弃渣场范围、扰动图斑范围、生态清洁小流域、水土保持监测站点等情况,以此实现统一管理。“一个库”是为了形成了异构、全方位、海量的有关各项资源信息的综合数据库,从而实现了对环境保护活动和有关信息资源的统一监管管理,使图像、栅格、矢量、图形、影像等信息资源均可加以合理的保存。而功能性的则是为完成了对生态环境保持和农业现代化建设统一的监管、评估与管理的作用。

3水土保持工作实施的基本要求

在进行水土保持管理工作时,为了实现水土保持管理工作的实效,就应当注意水土保持管理工作的重要性。为了进行水土保持管理工作,就需要形成牢固合理的水土保持管理体系。同时,由于现代计算机技术的飞速发展,水土保持工作的信息管理水平也获得了进一步提高,所以,在开展水土保持管理工作时,就必须把水土保持管理工作同最先进的计算机技术有效地结合起来。不过,因为当时中国的社会经济和科技发展时间相对较短,再加上中国在水土保持领域还没有大量的成功经验,所以就无法保证水土保持管理工作的良性进展,从而推动中国水土环境保持的健康发展。过去,随着水土保持工作的蓬勃发展,因为社会经济技术等原因,水土保持工作中出现了不少问题,所以有必须提高水土保持工作的有效性。同时对于水土保持工作人员,也需要遵循一定的管理方针,例如通过不断培养人员的职业素养。从总体质量上提高了工作人员的水土保持技术。而当前,在环保意识与降低碳排放可持续发展的理念下,水土保持工作应该建立在可持续发展理念的基础上,以便于科学合理地使用自然资源,来实现人类的正常生存需要。不过,还有很多原因影响着水土保持活动的进展。所以,政府为了维护水土保持活动的顺利进行,要求相关政府部门和工作人员认真做好水土保持活动的开展。处理水土流失,继续完善相应的施工环境,同时要求当地的自然环境、自然资源以及经济环境,以及对与水土保持相关的附属设备等进行检查,并进行相应的保障措施。我们有必要利用先进的技术,全面提升水土保持质量,实现科学合理使用耕地等自然资源,推动国家经济社会的安全发展。

4水土保持信息化建设项目的具体工作目标以及面临的困难问题

1、水土环境保护信息化建设工程的主要任务。为了达到我国水土保持信息化的发展目标,中华人民共和国水利部颁布的《全国水土保持信息化规划(2013~二零二零年)》明确了我国水土保持信息化发展的目标。我国水土保持信息化发展的总目标是:到二〇二〇年,基本形成了覆盖全国各级水土保持管理系统的信息获取、传输、交换和开发体系,形成了全国、流域和地区的三个水土环境保持与信息传递中心,基本形成了上下贯通、全面有效的我国水土保持信息化基本业务网络平台,完成了我国信息化技术手段在水土保持信息系统基本业务方面的全面运用与集成,总体提升了我国水土保持政策、业务的管理水平。

2、水土保持信息建设中存在的问题分析。由于掌握了有关水土保持方面的数据,就可以更高效地提高水土保持的治理效益。所以,要求水土保持信息工作的各部门及其主管的技术人员,在进行水土信息系统的现代化建设的进程中,都必须充分掌握我国以往有关水土保持项目的成功的数据和经验教训。同时利用当今世界上最先进的计算机技术,以便于发挥完善我国水土保持信息系统的重要作用。并通过同各国的技术交流与合作,针对我国的实际情况,合理进行我国的水土保持管理,同时利用当今世界最优秀的水土保持数据。但是,由于上述一系列问题,在实际使用进程中还存在着许多困难,主要体现在:第一,有关的技术标准。因为目前的技术标准滞后于我国水土保持网络系统的建设,不能更有效地保障我国水土信息系统的信息化管理。其次,有关水土环境保持信息系统的数据库问题。由于当前的生态环境管理时间太短,以及有关水土保持区和能效标签管理领域的相关信息不足,严重干扰了对水土流失状况的预测预报和控制以及对有关的有效管理。其三,生态环境保持信息系统问题。因为目前生态环境保持信息系统还不够完善,对有关的水土资源数据还不能收集和充分反映。

5加强水土保持信息化建设的策略

1、基本完成了国家水土环境信息管理标准体系建设。随着中国信息化的飞速发展和水土保持的深入发展,从长期上来看已经规范了国家水土保持信息系统的建设。为实现水土环境保持系统信息化建设的及时性和功能有效性,我国水土与环境工程信息系统建设工作必须按照“实用优先”的原则决定了建设的先后顺序,在建设水土保持信息标准体系中,需要加强“监督”原则。政府“参与”了工程中建设的水土保持信息系统建设,要逐步增加地方政府部门对工程中水土保持信息系统建设的资金投入。

 2.水土保持监测信息化建设工作

  对水土保持监测工作进行信息化的建设应对系统进行业务全流程的覆盖,加强对责任的划分,并进行督促检查工作,在应用中应对发现的问题进行及时的反馈以及处理。通过信息化手段的应用逐渐改变传统的工作方式,以便提高工作效率以及各项工作的管理水平。对水土保持的各项数据进行专业化的管理,尽快完成完整数据库的建设工作。另外,当前也应推动卫星遥感技术在监管中的不断应用,应用先进的技术手段将此技术不断进行推广,使监管工作更为精确,也确保监管工作到位。各级水利部门也应将水土保持监测信息化工作作为日后工作的重点进行推广式的应用,在适应时代发展需求的促进下,更好地提高水土保持监测工作的效率。

3、深化体制改革

在水土保持信息化建设过程中。 与许多领域的紧密联系,例如计算机,水利和气象等部门。 因此,水土保持部门在信息建设过程中需要加强与有关部门的交流与合作。 从其他部门的实践结果中学习和运用。 积极学习先进的技术和经验。 促进水土保持信息技术的快速发展。同时,有必要做好国际交流,参与国外科技交流和合作。引入了外国的先进科学技术,全面吸取并吸纳我国现实,并结合完善的水土保持技术。

6结语

综上所述,尽管当前城市水土流失面积随水土保持管理工作的不断深入而将逐步下降,但仍需要加大城市水土保持管理监管力度,在当前的时代背景下,可将现代化信息技术全面渗透到城市水土保持管理工作中,逐步建立城市水土保持管理信息化体系,从各个视角出发,逐步构建全面的城市水土保持管理信息化架构体系,并以信息技术为驱动逐渐完善城市水土保持管理信息化体系的功能,努力增强其使用效果,从而保障城市水土保持管理工作得以高效开展。

【参考文献】

[1]孙俊青.信息化助力水土保持监管新举措[J].河南水利与南水北调,2019,48(9):91-92.

[2]桂琳贺“.互联网+”下水土保持信息化的发展[J].河南水利与南水北调,2019,48(9):7-8.

[3]罗亚静,王强林.大数据时代水土保持信息化建设探讨[J].陕西水利,2019(4):144-145.

 

 


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