数字海河流域是海河流域水利信息化建设通俗的、易于理解的一种表达。它以流域的水管理单元为对象，应用遥感 (RS)、数据收集系统 (DCS)、全球定位系统 (GPS)、地理信息系统 (GIS)、虚拟仿真、网络和通信等高科技手段，通过从空间结构、时间过程、特征属性和客观规律四方面对海河流域的全息化描述，以面向问题和面向对象的组织方式，采用业务系统、专业模型和对象参数相分离的构件化方法，在数字空间中构建一条“数字的海河”，实现水事活动描述的全息化、过程的可视化和决策的科学化，提高对流域水利管理的宏观把握、微观控制能力，以保证管理决策的效率、效能和科学性。

一、规划指导思想和目标

指导思想：遵循国家信息化建设“统筹规划、国家主导，统一标准、联合建设、互联互通、资源共享”的指导方针，贯彻水利为流域经济社会发展服务的思想，按照水事活动信息“采集自动化、传输网络化、存储数字化、决策科学化”的要求，逐步建立与国民经济基础设施地位相适应的、能实现水资源可持续利用的水利信息化体系，以数字海河流域为基础，实现水利现代化。

规划目标：数字海河流域建设规划的目标就是在充分利用、整合、挖掘现有信息资源的基础上，通过对流域内各级水利部门的水事活动（包括信息资源、业务职能、水规律等）进行完整的梳理，构筑数字流域基础平台，建设重点业务应用系统，实现实时、准确地收集和监控流域内所有的水利信息及用户的需求信息；对水事活动管理做出科学的评估、分析；对其发展趋势自动做出预测、预报；依据实际情况为决策者提供准确、高效的信息支持，并提供合理的调度方案，使之做出科学决策。

二、数字海河流域建设规划的总体结构

数字海河流域分为四个层次、九个组成部分。四个层次包括支撑层、基础层、应用层和服务层。九个组成部分包括信息资源采集系统、信息传输网络系统、数字流域基础平台、业务应用系统、决策支持系统、水电子政务系统、水信息网站发布系统以及安全体系和标准体系等(图1)。

图1 数字海河流域体系结构图

数字海河流域中的所有数据、信息、分析和决策结果都回到基础平台，所有业务应用、决策支持、电子政务、公众服务都从平台中获取数据、模型、参数、信息和方案，实现充分共享和透明。

数字海河流域的建设将允许用户从任何地点、在任何时间获取海河流域的水信息、水规律，支持应用部门获取实时在线信息；集成流域内各类型管理对象的信息，实现无缝的全息描述；实现从数据到应用、再到服务的无间隙链；保证数据的动态更新，允许流域内、国内外的其他单位合作完成更新和交换，方便与流域内其他行业部门建立合作和伙伴机制，建立连接和互补机制。在共同的公共标准和开放信息标准下实现互操作。

不同层次的用户采用B/A/D（浏览器／WEB服务器／数据库服务器）、C/S（客户机／服务器）、C/A/D（客户机／应用服务器／数据库服务器）三种不同方式访问数字海河流域。

数字海河流域具有六大功能：①实时监测功能；②实时传输功能；③信息共享功能；④预测预报功能；⑤决策支持功能；⑥可视化功能。

三、数字海河流域建设规划内容

（一）信息资源采集系统建设规划

根据流域防汛抗旱、水资源管理、水环境保护、水土保持生态建设、水利工程运行管理等不同需要，采用先进、实用、可靠的采集设施，通过改造、调整、增添，建成覆盖全流域包括气象、雨水情、工情、旱情、灾情、水环境、水土保持、地下水及空间动态信息监测等九类信息采集系统，实现信息（包括数据、文字、图表、图像、视频等）的动态监测、自动采集和实时在线分析，为数字海河流域的建设提供最基础、准确、可靠的数据源。

（二）信息传输网络系统建设规划

充分利用通信专网资源,结合租用公网链路，在现有海河流域计算机网络的基础上, 规划建设覆盖全流域的传输交换信息网络，实现全流域各级信息节点之间的宽带联网，为数字海河流域的各种业务应用提供先进、统一、可靠、高效的传输网络平台。

广域网：以流域中心为基点，上连水利部，下连省市中心、地市分中心、信息采集点的网络。建成包括海委至水利部、海委至委属各局院和北京分中心、海委至流域内七省（市）水利厅（局）的14条骨干网。支线网由地方规划建设。

城域网：是流域中心、省市中心、地市分中心组建所在城市的城域网，用来连接各级机关和直属单位、地方政府以及相关部门。

局域网：由流域中心、省市中心、地市分中心、信息采集点内部的计算机互联而成的网络。

为确保网络有序、高效的运行，针对数字海河流域信息网络的复杂性、异构性和设备多样性，网络系统采用分步—集中相结合的系统管理模式。

（三）数字流域基础平台建设规划

数字海河流域基础平台是数字海河流域的核心，负责海河流域中所有对象、数据、信息、规律、方案和决策结果的存储、管理和交换。数字海河流域基础平台建设内容包括参数库、模型库、数据库和平台管理系统四个部分。

参数库存放着海河流域水事活动的管理对象、对象间的关系和与对象有关的功能模型的参数。数字海河流域将依据水事活动业务系统的功能划分对象，对象是组织数据和模型的基础。对于每一个对象，参数库中给出编码、边界条件、基本地理位置等，不同水事活动对应不同的模型，做到参数与对象一一对应。根据流域业务管理的实际情况，对象模型参数主要包括防汛抗旱、水资源管理、水环境保护、水土保持生态建设等模型参数。

数据库是整个数字海河流域基础平台的核心，是数据存放的地方并提供对数据检索的支持。数据库建设主要包括基础类数据库、实时类数据库、历史数据库、空间动态监测数据库、综合分析数据库和元数据库。

模型库是为决策和应用提供分析能力的部件，体现的是海河流域水的自然规律。模型库中存放着数字海河流域中所需要的全部模型，主要包括防汛抗旱模型、水资源管理与配置模型、地下水管理模型、水环境保护模型和水土保持生态建设模型五大类模型体系。每一模型体系中均包含与此水事活动业务相关的所有模型。

平台管理系统是确保数字海河流域基础平台有效和高效运行所应采取的必要措施。负责数字海河流域基础平台软硬资源的建设和管理。确保数据和信息存储、管理和应用的同步性、一致性、完整性和及时性。

（四）业务应用系统建设规划

根据流域管理工作的需要，数字海河流域主要业务应用系统包括防汛抗旱、水资源管理与配置、地下水管理、水环境保护、水土保持生态建设、水利工程运行管理等。

业务应用系统建设共分为三个层次，即事务构件层、业务流程层、业务系统层（图2）。

图2 业务系统层次结构关系图

事务构件层在业务应用系统中是基本的组织单元，它主要指业务分析过程中与模型相关的事务；业务流程层是业务系统解决问题需要的工作方法，它是事务构件的组织方式；业务系统层主要是为职能部门服务，针对问题，面向对象。系统以业务流程为主线，组织事务构件来解决业务问题。

业务应用系统的建设采用系统、模型、参数相分离的方式，主要通过构件化的方式实现每一个构件对应一个事务，具有单一的功能，面向具体化的对象。

（五）决策支持系统建设规划

数字海河流域的决策支持系统在概念上分为二层（图3），一层为会商系统，二层为领导信息系统。在第一层中包括防汛抗旱、水资源管理、水环境保护等会商系统。会商系统是跨职能部门，解决综合问题的系统，目的是评价各种解决方案、对方案进行集成和风险评价，并对其进行效益分析。第二层为领导信息系统，主要为领导了解海河流域全局服务，有汇总、详查、统计等各种信息查询、浏览功能。

图3 决策支持系统层次结构图

决策支持系统在实现上包括多媒体显示、虚拟现实、模拟仿真、声、影、像、光等显示效果，亦可用精细的仿真表示决策方案的实施效果。

（六）水电子政务系统建设规划

水电子政务系统包括行政电子政务系统和业务电子政务系统。

行政电子政务系统指行政管理产生的政令的上传、下达和发布，如计划、人事、财务、档案等，主要包括行政管理、水利经济信息管理、规划计划信息管理、工程建设信息管理、人力资源信息管理、水利科技信息管理、档案资料信息管理、数字化图书馆和后勤保障服务信息等子系统。

业务电子政务系统指业务职能部门的政令的上传、下达和发布，主要包括防汛抗旱业务管理、水资源业务管理、水环境保护业务管理、水土保持生态建设业务管理和水利工程运行业务管理。

（七）水信息网站建设规划

水信息网站提供海河水利管理信息的对外发布平台，将流域的工作和流域水事活动的信息向社会公众发布；进行环境道德、环境意识等教育；建立信息反馈机制，使公众参与流域水利管理。

（八）安全体系建设规划

通过对网络应用的全面了解，按照安全奉献、需求分析结果、安全策略以及网络的安全目标，在系统建设的同时，从物理安全、系统安全、网络安全、应用安全、管理安全等几方面同步保证信息的安全。

（九）标准体系建设规划

按照国家信息化标准化体系建设的要求，数字海河流域标准化体系由标准体系、管理体制和运行机制三部分组成。标准体系指为确保数字海河流域建设目标所必须的全部标准，包括现有的、正在制定的和应着手制定的所有标准；管理体制是贯彻标准中应遵循的标准化管理方针、原则、组织制度和标准体制，是标准化工作的运转中枢；运行机制是指在指定和贯彻标准中所运用的方式、方法和组织形式，是颁布标准和贯彻标准的具体手段。

四、实施计划

数字海河流域建设是一项庞大的系统工程，按照“统一规划、统一标准、统一平台”的建设原则和“全面启动、分步实现、重在实用”的指导思想，进行数字流域的建设。

（一）近期（2001年—2005年）建设内容

1、根据《数字海河流域总体规划》，完成《数字海河流域建设总体设计》。

2、信息资源采集系统建设。新建、完善流域中心和省市中心的气象信息系统，更新、改造完成中央级报汛站，布设工情信息采集点，布设旱情采集点，在26个蓄滞洪区建设26个灾情信息采集点，建设水质自动监测站，布设水土保持监测站，布设地下水监测井，并建设流域中心和省市中心、地市分中心。

3、信息传输网络系统建设。完成海委－水利部、北京水利局、天津水利局、石家庄、济南、郑州、呼和浩特的宽带广域网；建设海委至直属单位的宽带广域网，按年度分期分批建设各省市中心与各分中心、各采集点之间的广域网连接；完善海委和各省市中心局域网，完成各分中心和采集点的局域网建设，完成网管中心和网管分中心的建设。

4、数字流域基础平台建设。数字流域基础平台是数字海河流域的核心，完成基础平台的总体设计，并且重点建设基础数据库，在业务应用系统建设的同时，进行模型库、参数库的建设。

5、业务应用系统建设。结合“十五”期间流域在建或已立项的水利工程项目建设，全面完成流域内滦河、北三河、永定河、大清河、子牙河、漳卫河等河系的防汛抗旱应用系统，实现防汛数字化；重点完成京津地区重要水源地水资源实时监控系统、海河流域平原区地下水资源实时监控系统，初步实现京津地区水资源的合理配置；完成官厅、密云水库上游水生态环境监测与保护实时监控系统。

选择滦河作为数字海河流域建设的突破口，完成“数字潘家口水库”工程建设任务。同时，将行政电子政务系统推向全流域。

（二）远期（2006年—2010年）建设内容

随着社会的进步和技术的发展，在完善数字流域基础平台、专业应用系统和水电子政务系统建设的同时，着重决策支持系统等信息资源高层次开发系统的建设，以提高信息资源挖掘潜力，逐步深化数字海河流域各方面的建设，全面建成数字海河流域，全面提高水利对国民经济发展的贡献率，推动水利现代化。