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大数据水利应用初探

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：马媛惠

[导读] 摘要：大数据技术已经渗透到社会的方方面面中，水利工程是重要的基建工程，在水利工程中应用大数据已经成为了未来发展趋势。

        云南省红河州开远市水务局河库管理站云南省红河州开远市 661699
        摘要：大数据技术已经渗透到社会的方方面面中，水利工程是重要的基建工程，在水利工程中应用大数据已经成为了未来发展趋势。本文探讨了大数据和水利工程之间的联系，分析了水利工程各个阶段中如何应用大数据，能够显著的提升水利工程各个阶段的工作、管理效率，节约大量的人力、物力资源，促进水利工程的智能化发展。
        关键词：大数据；水利工程；应用
        1 大数据与水利大数据
        1.1大数据概述
        当前，我国已经进入到大数据时代，越来越多的行业逐步应用大数据来解决领域问题。大数据，即海量数据，它不仅具备传统数据的基本特点，还有特定的特征：数据类型种类多（Variety）；快速处理速度（Velocity）；低价值密度（Value）；数据量巨大[1]。因此如何从海量的数据钟挖掘出价值数据，并应用于解决领域问题才是大数据的根本意义。
        1.2水利大数据
        水利行业属于我国的基础产业，各个机关部门每天都会产生大量的数据，此外随着传感器、射频技术等物联网技术的普及应用，水利基础数据的采集能力也得到提升，基础数据库也得到了完善。水利数据包含了水文气象、水生态、水流量等实时采集信息，还包含了采用水利普查或其它辅助方式（互联网、地质灾害等）等相关采集数据[2]。综合上述分析后，有研究学者提出水利大数据概念为：水利单位通过某些技术手段获取得到的业务数据（例农田水利、地质、水文气象、水土保持等），水利相关领域的数据（例人口、环境等），社会大众根据自身的体验提供的水利数据（例网络图片、视频、音频等），且无法通过传统的数据处理方式在规定时间内存储、处理、分析，因此要应用大数据技术来实现数据的海量采集、分析、处理，并提供给相关管理人员决策数据。
        传统的水利数据分析方法大部分都是基于某个专业领域或部门内部采用抽样调查样本数据来完成，分析结果可能会出现偏差。水利大数据则是基于海量数据总体来进行多专业领域、多部门的多维度、多角度的数据分析[3]。
        2 水利工程的建设程序
        水利工程的规划阶段不同，应用得到的大数据技术也不同。水利规划阶段包含了项目建议书、可行性研究、初步设计、施工样图设计等，它是水利工程的重要阶段。规划阶段包含了水利工程的根本目的以及任务，它规定了工程的施工位置、规模、设计，制定了工程造价清单、工程效益，工程环保参数、工程参数等，最后则会论证项目施工建设的必要性以及合理性。
        水利工程施工详图设计是对水利建筑中各个参数的详细设计，它是总体规划设计的拓展，施工人员完全按照施工详图来实际的施工。水利规划过程中最为关键的为水利工程的设计，它直接决定了水利工程是否可以顺利完工。
        水利工程建设实施阶段为主体建筑的施工，招投标结束后各个施工主体承建相关的建筑主体，并确保工程质量。
        水利工程运营阶段则是充分发挥项目的功能效用，并对水利资源的进行合理调用和分配，实现防洪、减灾、泄洪等目标[4]。
        3 大数据在不同阶段的应用
        随着物联网技术的快速发展，水利数据的采集也越来越方便，水利工程各个阶段都会涉及到大量的数据，因此在水利工程应用大数据技术来处理海量数据也成为了未来发展的趋势。

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        3.1大数据在规划设计阶段的应用
        水利工程较为重要的环节是设计规划阶段，它需要通过各类传感器实时采集工程的水文气象、地质、地形图等基础数据，并基于此来确定水利工程的总体框架、工程规模等。
        在地形图绘制过程，传统绘制手段仍然使用人工方式，基于现有的经验已经获取得到了较多的地理信息数据，但存在测量结果精度值较低、覆盖面不光等问题。随着遥感技术、各种比例尺地形图、移动通信等大数据技术的快速发展弥补了空间、位置等多个方面的不足，数据的精度也在逐步提升，此外各类融合大数据的智能化模型能够自动分析数据，构建智能专业绘图软件来提升工作效率。
        在水文气象信息采集、分析过程中，大数据也发挥了非常重要的作用。水文气象信息采集工作数据量非常巨大，传统水文气象信息分析采用抽样方式，这就会使得数据精确度降低，大数据分析基于总体采集数据，数据精确度较高。水文信息的智能化也是未来发展的趋势，它综合了海、陆、空信息，使得水文监测越来越精确，这就有利于水利工程的建设和发展。
        水利工程中会涉及到非常多的地质地形，地质地形的可视化操作能够最大化的提升水利工程的设计和操作，由此有学者基于Hadoop框架来深度挖掘价值数据，通过MapReduce优化现有算法，HDFS技术来存储采集得到的海量地质数据文件，并应用Hive平台来完成价值数据的快速查询。水利工程的三维可视化可以从多个角度观察地质面貌，这就可以提升水利工程的设计和施工。但由于地质大数据可视化研究仍然处于初级阶段，因此具备非常好的发展前景。
        3.2大数据在施工阶段的应用
        水利工程的施工阶段是一个复杂的项目，它需要实现多目标优化，实时控制施工质量，把控施工进度，合理安排人力、物力等。应用大数据技术来构建智能施工决策模型，通过深入探讨施工过程中资源的合理调度、地理环境的突发应对等事情，并基于此来决策突发应急处理措施。
        3.3大数据在运营管理阶段的应用
        在运营阶段中，水利工程受到自然环境的影响非常大，通过大数据技术综合分析各类水利资源（洪涝灾害数据、枯水或丰水期数据等）来精准预测未来发展趋势。通过统计分析水资源调度、水量分配、用水户等数据，精准控制水库等资源的蓄洪、分流水量。
        在运营过程中还需要随时关注水利资源的变化对周遭环境的影响，例水土流失等，应用大数据技术中的GIS、数据挖掘等技术实现动态监测和评价，并实现多种水情的综合管理及自动化办公，提升了水利工程运营的管理效率。
        4结语
        水利工程作为我国重要的基建工程，随着大数据技术的快速发展，它在水利工程中的应用也是未来的发展趋势。大数据技术能够快速处理水利工程产生的海量数据，挖掘出价值数据，将重要的水利地质地貌以可视化形式呈现给施工人员，显著的提升了水利工程数据的采集、设计、分析、处理等效率。但水利工程中应用大数据仍然处于初级阶段，仍需要更多的学者不断的深入探讨。
        参考文献：
        [1]程益联.大数据水利应用初探[J].水利信息化，2019（05）：1-5.
        [2]张恒，宋广，孔卫瑞.大数据在水利信息化中的应用及创新[J].河南水利与南水北调，2019，48（06）：89-90.
        [3]张大鹏.水利信息化建设中大数据技术的应用探讨[J].数字通信世界，2018（11）：224.
        [4]李燕，杨石磊.大数据在水利工程中的应用[J].无线互联科技，2018，15（19）：142-143.