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摘要：大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧水利的發(fā)展中具有核心地位，如何將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用效率最大化，探究其技術(shù)特點(diǎn)特征是今后建設(shè)智慧水利工程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。通過對(duì)云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析等大數(shù)據(jù)技術(shù)本身的研究，查找當(dāng)前智慧水利與未來發(fā)現(xiàn)需求存在的差距，從而按圖索驥，尋求解決智慧水利應(yīng)用難題的方法，探索今后基于大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建平臺(tái)的可行性極其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。在設(shè)計(jì)平臺(tái)和應(yīng)用技術(shù)能夠全面建立的理想情況下，智慧水利的效果可以得到顯著地提升，能夠真正的使智慧水利和大數(shù)據(jù)技術(shù)緊密結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)水利管理的數(shù)字化、智能化、規(guī)范化。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘；數(shù)據(jù)分析；智慧水利；大數(shù)據(jù)

1引言

對(duì)于“大數(shù)據(jù)”（Bigdata），KusnetzkyDan在他的《Whatis"BigData?"》中在給出了定義，“大數(shù)據(jù)”是來自各種來源的大量非結(jié)構(gòu)化或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用軟件不足以處理的大或復(fù)雜的數(shù)據(jù)集，必須使用在數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千臺(tái)服務(wù)器上同時(shí)平行運(yùn)行的軟件來進(jìn)行處理。現(xiàn)代化的通信和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，專業(yè)的大數(shù)據(jù)技術(shù)，讓水利信息化走進(jìn)了人們的視線。完善的信息化網(wǎng)絡(luò)傳輸體系，共享和可利用的信息資源、在線的檢測(cè)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)查詢等功能，讓水利信息的時(shí)效性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性得到了充分的保證，各項(xiàng)信息的傳輸更加及時(shí)和可靠，也由此形成了基于大數(shù)據(jù)的智慧水利[1]。當(dāng)前，隨著我國(guó)水利信息化現(xiàn)代化程度不斷提升，相應(yīng)的難題和以往存在的薄弱環(huán)節(jié)也暴露無遺[2]。由于水利信息采集類型多樣，站點(diǎn)分布廣泛，信息化項(xiàng)目的多事權(quán)特征，造成了資源整合難度大、共享利用不到位、數(shù)據(jù)分析難深入等弊端，因此需要在建立和完善數(shù)據(jù)采集、匯集交換、存儲(chǔ)處理和數(shù)據(jù)服務(wù)能力的基礎(chǔ)上，以開放的狀態(tài)構(gòu)建水利數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)分布異構(gòu)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和高效利用。要想解決日益復(fù)雜的水利信息數(shù)據(jù)，只有高效運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，才能滿足水利信息化面向公眾服務(wù)、面向行業(yè)應(yīng)用、面向領(lǐng)導(dǎo)決策的需求[3]。本文重點(diǎn)通過對(duì)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)概念、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域的分析，闡述其在智慧水利中的重要作用。

2大數(shù)據(jù)技術(shù)特征及其應(yīng)用

大數(shù)據(jù)從誕生到現(xiàn)在為世界帶來了翻天覆地的變化。“小數(shù)據(jù)時(shí)代”向“大數(shù)據(jù)時(shí)代”的邁步，象征著由簡(jiǎn)至繁的計(jì)算方式，更意味著可以通過并行疊加的窗口去探索“新大陸”。大數(shù)據(jù)技術(shù)將在未來社會(huì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步中扮演著重要角色，而大數(shù)據(jù)分析將成為其中的關(guān)鍵。大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入各行各業(yè)，這些行業(yè)利用大數(shù)據(jù)分析，解決了很多問題[4]。目前，不論是國(guó)計(jì)民生還是各行各業(yè)，都開始引進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)，并將其作為主要分析手段，比如在智慧城市發(fā)展中的電力方面，我們可以通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)一步確定用電的高峰期和熱點(diǎn)區(qū)域，生成相應(yīng)的管理調(diào)度決策，改進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行；在金融行業(yè)方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅僅是被運(yùn)用在貿(mào)易往來，在客戶情緒分析、行為推測(cè)方面也逐漸大顯神威；在快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁┵N心、精準(zhǔn)的推薦服務(wù)。最常用方式是預(yù)測(cè)分析，通過采集數(shù)據(jù)、處理分析、預(yù)測(cè)結(jié)果，從而指導(dǎo)行動(dòng)，一定程度上規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，提升未來事物發(fā)展的確定性。隨著信息化發(fā)展不斷橫向拓寬、縱向加深，大體量、多種類、低價(jià)值的數(shù)據(jù)高速涌向數(shù)據(jù)庫(kù)，如何從這些海量的數(shù)據(jù)中，快速準(zhǔn)確地獲得有價(jià)值的信息，則需要采用Map（映射）和Reduce（化簡(jiǎn)）兩個(gè)階段，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類、關(guān)聯(lián)、分析、重組，從而獲取分析處理結(jié)果。整個(gè)處理過程，在大數(shù)據(jù)分析中占據(jù)了非常重要的一環(huán)。

2.1數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘（DataMining）是各類大數(shù)據(jù)分析，特別是預(yù)測(cè)分析的必經(jīng)之路。一套成熟的預(yù)測(cè)分析模式可以幫助水利部門準(zhǔn)確地把握下步工作重點(diǎn)，對(duì)預(yù)測(cè)到的水災(zāi)情況能夠制定相關(guān)的防范措施，提高水利綜合治理能力。尤其是在對(duì)水利數(shù)據(jù)具體的操作中，我們可以運(yùn)用Hadoop的軟件框架，對(duì)大體量的水利數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠、高效的分布式處理，利用機(jī)器學(xué)習(xí)（MachineLearning）的技術(shù)分析海量數(shù)據(jù)，采用MapReduce對(duì)節(jié)點(diǎn)間的通信與調(diào)度進(jìn)行有效管理，并在各節(jié)點(diǎn)之間快速搜索篩選信息，再采用DataBlock技術(shù)對(duì)復(fù)雜多樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，在其管理下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚與交換。2.2云計(jì)算云計(jì)算豐富的IT資源，其廣泛分布的特性，給大數(shù)據(jù)帶來了技術(shù)支持。而云計(jì)算中的云數(shù)據(jù)庫(kù)，則大大增強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)能力，在一定程度上消除了人力、物力的重復(fù)投入，使數(shù)據(jù)庫(kù)具有高度的可塑性、實(shí)用性。IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）和SaaS（軟件即服務(wù)）是云計(jì)算的三種商業(yè)服務(wù)模式。云計(jì)算意味著將計(jì)算能力當(dāng)作商品進(jìn)行流通，不論是取用還是存儲(chǔ)，都極為方便，且價(jià)格低廉，因?yàn)樗峭ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸。當(dāng)前，云計(jì)算應(yīng)是最普遍、最大眾的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地，絕大部分軟件必須主動(dòng)與云平臺(tái)有機(jī)結(jié)合，相配套的產(chǎn)業(yè)已基本健全，初具規(guī)模。目前，國(guó)內(nèi)云計(jì)算已推廣應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、物流、城市規(guī)劃、金融、汽車、能源、零售業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，水利行業(yè)也應(yīng)該迎頭趕上。云計(jì)算是大數(shù)據(jù)計(jì)算的一部分，是大數(shù)據(jù)的核心技術(shù)，能夠在海量的數(shù)據(jù)中快速搜尋、篩選有價(jià)值信息，從而得出優(yōu)化結(jié)果。

2.3可視化分析

大數(shù)據(jù)分析不單是數(shù)字化的體現(xiàn)，也可以利用可視化分析，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或者圖像，給人以直觀的印象。數(shù)據(jù)可視化是信息化的關(guān)鍵技術(shù)，是從靜到動(dòng)、從單調(diào)到多元的重大跨越，數(shù)據(jù)的采集、信息的提取、決策的生成，一系列過程都能夠以可視的狀態(tài)呈現(xiàn)出來，有利于激發(fā)人們的判斷力、創(chuàng)造力和洞察力[5]。大數(shù)據(jù)的可視化分析技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在工程、勘探、醫(yī)學(xué)等方面得到了廣泛應(yīng)用。在水利信息化方面，我們能夠?qū)?shù)據(jù)可視化的作用發(fā)揮到極致[6]。利用Tableau、IntelligenceDesigner等可視化工具，將全國(guó)的地理信息系統(tǒng)作為底板，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)作為背景，對(duì)水利數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)分析、預(yù)警預(yù)報(bào)、決策生成，輔以水利資源管理系統(tǒng)和相關(guān)業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、跨部門的數(shù)據(jù)共享和全國(guó)水利資源信息一體化，并繪制Dashboard控制面板圖，對(duì)水利數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示。使大數(shù)據(jù)具備知識(shí)服務(wù)功能，推動(dòng)我國(guó)水利信息化向深遠(yuǎn)發(fā)展。

3智慧水利的現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)智慧水利還處于一個(gè)初步發(fā)展的階段，發(fā)展速度很快，但與未來需求存在不小的差距，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。3.1在布局和互聯(lián)上的工作不夠全面在水利部門內(nèi)部還存在共享難、格局小的現(xiàn)實(shí)情況，《中國(guó)水利》中“智慧水利現(xiàn)狀分析及建設(shè)初步設(shè)想”一文指出：當(dāng)前國(guó)內(nèi)73%的縣級(jí)水利部門是不能直接連接水利業(yè)務(wù)網(wǎng)的，基層水利部門較少使用水利信息系統(tǒng)[16]。數(shù)據(jù)庫(kù)不連通，無法實(shí)現(xiàn)地域間的數(shù)據(jù)整合、分析，導(dǎo)致數(shù)據(jù)僵硬化，很難對(duì)于水資源的聯(lián)合管理和洪澇災(zāi)情的聯(lián)合整治。

3.2在水利數(shù)據(jù)應(yīng)用上效果還不夠顯著

大數(shù)據(jù)雖然有數(shù)據(jù)多、種類雜的特點(diǎn)，但是對(duì)于數(shù)據(jù)本身也有要求。如今水利數(shù)據(jù)的采集缺乏標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的質(zhì)量得不到保證，從而在數(shù)據(jù)的應(yīng)用上問題明顯，并且對(duì)于基于數(shù)據(jù)生成決策的能力有待加強(qiáng)，對(duì)于數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘能力有待提高。

3.3在水利數(shù)據(jù)分析上技術(shù)還不夠先進(jìn)

大數(shù)據(jù)技術(shù)的最終目的在于生成分析處理結(jié)果，其中關(guān)于數(shù)據(jù)的分析至關(guān)重要。在水利信息化不斷推進(jìn)的情況下，水利數(shù)據(jù)分析技術(shù)缺乏針對(duì)性[1]。同水利專業(yè)最密切的水文系統(tǒng)，是地球上最大、最復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，包含了同樣復(fù)雜的多個(gè)子系統(tǒng)，其中有大氣層-海洋系統(tǒng)、坡面系統(tǒng)、河流系統(tǒng)、海岸線系統(tǒng)、冰川系統(tǒng)、地下水系統(tǒng)、風(fēng)成沉積系統(tǒng)。即使其中的河流系統(tǒng)，流淌著的水流千姿百態(tài)，自然狀態(tài)多為紊流，流動(dòng)規(guī)律過于復(fù)雜[7]，更何況挾沙水流中含大量泥沙顆粒后，影響因子增多，問題更為復(fù)雜[8][9]。因此，水利專業(yè)大數(shù)據(jù)除具備大數(shù)據(jù)的一般特點(diǎn)外，還具有不少特殊性[1]。水利數(shù)據(jù)來源形式多樣，存在大量?jī)?nèi)生性數(shù)據(jù)，加之其自身特殊性，現(xiàn)有技術(shù)難以挖掘其中價(jià)值，必須構(gòu)建水利汐超算[1]，從海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱含規(guī)律?！跋恪睂?shí)際上就是具有水利專業(yè)特色的云計(jì)算，能夠進(jìn)行超級(jí)計(jì)算與處理復(fù)雜水利問題的趨勢(shì)，用來解決水利數(shù)據(jù)分析技術(shù)不夠先進(jìn)的難題。

4大數(shù)據(jù)技術(shù)在未來智慧水利中的應(yīng)用

當(dāng)前是用數(shù)據(jù)說話的時(shí)代，水利行業(yè)作為關(guān)乎國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展和普惠民生的關(guān)鍵，在數(shù)據(jù)增長(zhǎng)方面也是幾何式的，不管是黃河治理還是南水北調(diào)調(diào)控，不管是居民用水還是工、農(nóng)業(yè)用水，日益增加的數(shù)據(jù)都必然引起人們關(guān)注。為應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的水利數(shù)據(jù)，增強(qiáng)水利行業(yè)部門之間的信息共享和聯(lián)動(dòng)能力，探索大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧水利中的應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫。需要進(jìn)一步確立大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要性，建立健全配套的采集、匯總機(jī)制，強(qiáng)化存儲(chǔ)、更新能力，真正做到讓數(shù)據(jù)“說話”。對(duì)于信息共享和數(shù)據(jù)服務(wù)要廣開大門，打破地域、行業(yè)之間的限制壁壘，在數(shù)據(jù)流通中獲取高價(jià)值回報(bào)。大數(shù)據(jù)分析下的智慧水利，從根本上打破了信息的壁壘，將大量的放置的數(shù)據(jù)變的不再“僵硬”，而是隨時(shí)可以調(diào)用，數(shù)據(jù)從此也可以“說話”，對(duì)于水利部門來說，沒有大數(shù)據(jù)分析的智慧水利，是沒有“靈魂”的。大數(shù)據(jù)分析下的智慧水利，使水利數(shù)完成了由“靜”到“動(dòng)”的轉(zhuǎn)變。各相關(guān)部門應(yīng)按照水資源管理數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)水資源、水功能區(qū)、水資源量檢測(cè)、取用水量檢測(cè)等實(shí)時(shí)水利數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用平臺(tái)層提供的監(jiān)控管理功能建立水利基本數(shù)據(jù)庫(kù)，在實(shí)現(xiàn)水資源數(shù)據(jù)資源的集成管理、存儲(chǔ)管理、安全管理的同時(shí)，整合水利信息資源，實(shí)現(xiàn)省市縣之間的數(shù)據(jù)匯集、業(yè)務(wù)應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)交換，強(qiáng)化數(shù)據(jù)處理分析能力。以全國(guó)水利信息化架構(gòu)為基礎(chǔ)，以水利網(wǎng)絡(luò)為載體，以通訊網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通為神經(jīng)，以數(shù)據(jù)中心為中樞，以智慧服務(wù)的水利應(yīng)用為核心，廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、視聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、可視化新技術(shù)，促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”與現(xiàn)代水利的深度融合，全面承載各類水利信息資源，真正將智慧化水利當(dāng)作惠及民生的重點(diǎn)工程去建設(shè)，最終形成以物聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)支撐的水利數(shù)據(jù)采集監(jiān)控體系，完善水利大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。下圖為模擬水利大數(shù)據(jù)平臺(tái)，其中包含信息采集、數(shù)據(jù)匯集、應(yīng)用支持和分析決策4大模塊。通過信息采集系統(tǒng)將各類水利數(shù)據(jù)采集匯總，傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)平臺(tái)中；利用匯集系統(tǒng)將數(shù)據(jù)清洗、分類，按需存儲(chǔ)在云平臺(tái)上；應(yīng)用支持平臺(tái)提取已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行日常辦公等活動(dòng)；分析決策平臺(tái)通過建模將數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)，所得結(jié)果供用戶決策。借助這四個(gè)平臺(tái)，水利大數(shù)據(jù)才具有完整性、連續(xù)性和系統(tǒng)性。

4.1建立水利工程綜合運(yùn)行管理平臺(tái)

利用互聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等對(duì)河流流域的市縣級(jí)水利工程進(jìn)行綜合管理和開發(fā)，將目前我國(guó)各流域的水利工程“制度化、專業(yè)化、信息化、景觀化”，保證水利工程的全面監(jiān)管。初步完成大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用平臺(tái)、云數(shù)據(jù)庫(kù)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的搭建。打造使用NoSQL可擴(kuò)展的、能與云計(jì)算緊密融合的互聯(lián)互通、資源共享的水利數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.2建立防洪預(yù)報(bào)系統(tǒng)

以洪災(zāi)頻發(fā)的黃河為例，雖然最近由于治理較好，特大洪水災(zāi)情基本上已經(jīng)很少見，但是，“三年兩決口、百年一改道”的黃河，依舊是世界上最為復(fù)雜難治的河流，據(jù)黃委水文局統(tǒng)計(jì)，僅2010—2017年，黃河中游便有7條支流9個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)建站以來最大洪水。其中，黃河一級(jí)支流無定河流域2017年遭遇特大暴雨，陜西子洲、綏德縣城受淹，最大水深達(dá)4m，最大淤積厚度2.6m。（來源中國(guó)水利網(wǎng)，《黃河洪水，憂思仍在——汛來問黃河•專家訪談•之一》）。對(duì)于黃河來說，洪災(zāi)的預(yù)報(bào)比直接治理洪災(zāi)更重要，而報(bào)警系統(tǒng)的建立，可以依賴智慧水利對(duì)歷史降雨洪水的過程進(jìn)行模擬，同時(shí)通過輸入降雨量等數(shù)據(jù)，利用高水平的水沙數(shù)學(xué)模型[10]，預(yù)測(cè)流域某出口的洪水流量等信息，從而進(jìn)行預(yù)報(bào)。為了保證防洪預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，水利部門應(yīng)完成水沙因子檢測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等需要的基礎(chǔ)性設(shè)施建設(shè)。此外，依賴于大數(shù)據(jù)技術(shù)建立的防汛防凌抗旱指揮系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)不僅依賴當(dāng)前的實(shí)際收集，也應(yīng)該有歷史洪水的參數(shù)模擬。同時(shí)，防洪預(yù)報(bào)對(duì)于黃河流域土壤侵蝕的治理也有很大的效果，通過對(duì)流域內(nèi)水沙因子的數(shù)據(jù)分析，可以分析出不同地方的水土的侵蝕的程度，從而進(jìn)行針對(duì)性的治理，對(duì)于整個(gè)流域的水土治理，在平臺(tái)的數(shù)據(jù)監(jiān)控下，也可以隨時(shí)掌握[11]。

4.3建立智慧水電云平臺(tái)

水資源的利用一直都是普遍關(guān)注的課題。對(duì)于水電的管理，也需要一個(gè)智慧化的管理平臺(tái)，此平臺(tái)的設(shè)立，需要云存儲(chǔ)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓水電站的運(yùn)行和監(jiān)管、監(jiān)控一體化，實(shí)現(xiàn)水利大數(shù)據(jù)移動(dòng)端應(yīng)用全部上線，開展水務(wù)一體化管理系統(tǒng)、水利政務(wù)及公共服務(wù)等應(yīng)用系統(tǒng)[12]。一個(gè)部門統(tǒng)籌和集中運(yùn)營(yíng)監(jiān)管水電站，實(shí)現(xiàn)少人或者無人值班值守，完成Web端和移動(dòng)端的全部上線運(yùn)行。

4.4支持河長(zhǎng)制任務(wù)落實(shí)

建立與河長(zhǎng)制相配套的信息保障平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)整合、動(dòng)態(tài)監(jiān)控和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，同時(shí)兼顧社會(huì)輿情監(jiān)督服務(wù)，通過數(shù)據(jù)的采集分析，為河長(zhǎng)制提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。和傳統(tǒng)的河長(zhǎng)制對(duì)比，擁有信息保障平臺(tái)的河長(zhǎng)制任務(wù)，落實(shí)的過程中可以更加全面的依靠互聯(lián)網(wǎng)手段，不管是數(shù)據(jù)的整合還是數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測(cè)，都會(huì)更加全面和詳實(shí)，對(duì)于提升數(shù)字化辦公能力，起到十分關(guān)鍵的作用，更好的為河長(zhǎng)制任務(wù)的落地生根服務(wù)。

4.5綜合管理信息系統(tǒng)的效益

大數(shù)據(jù)技術(shù)加持下的智慧化黃河管理是全國(guó)水利信息化進(jìn)程中的關(guān)鍵一環(huán)，通過管理、預(yù)警、治理、調(diào)度平臺(tái)，強(qiáng)化了水利管理效能，使水利數(shù)據(jù)信息傳遞得到有效提速，一方面提高了預(yù)警預(yù)報(bào)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，另一方面為管理人員決策提供了科學(xué)依據(jù)，管理效率得到提升，一定程度上降低了成本，形成了全面參與、共享共治的黃河水利管理新局面。綜上所述，擁有大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧水利，具有大數(shù)據(jù)技術(shù)同樣的屬性，黃河智慧化的管理，就充分說明了智慧水利是可以跟隨大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展的，準(zhǔn)確的和及時(shí)的預(yù)報(bào)，管理效率的提高，讓智慧水利顯得離不開大數(shù)據(jù)分析，而事實(shí)上也是這樣。大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)水文數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸、處理和預(yù)報(bào)，更重要的是可以將采集到的數(shù)據(jù)和其他相關(guān)部門進(jìn)行傳輸，比如水利可以和林業(yè)部門進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，不僅可以豐富數(shù)據(jù)分析依據(jù)，還可以共享處理結(jié)果，實(shí)現(xiàn)全平臺(tái)的信息共享。且大數(shù)據(jù)技術(shù)還能夠充分利用龐大的水文數(shù)據(jù)，按照優(yōu)化后的計(jì)算方式，進(jìn)行旱澇預(yù)報(bào)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、資源調(diào)度、管理協(xié)調(diào)等。智慧水利關(guān)鍵在于“智慧”，而大數(shù)據(jù)技術(shù)就是為用戶提供知識(shí)型智能服務(wù)[12]，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)的海量數(shù)據(jù)處理功能，提取有價(jià)值信息，形成分析結(jié)果，只有大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠在信息化飛速發(fā)展的今天，使水利走進(jìn)數(shù)字時(shí)代。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水利綜合決策科學(xué)化、水利監(jiān)管精細(xì)化、水利公共服務(wù)便民化。此外，為了響應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃，大數(shù)據(jù)與專業(yè)結(jié)合勢(shì)在必行。智慧水利在將來的應(yīng)用必然是全方位的，通過數(shù)據(jù)的深入分析，可以輕松的獲取區(qū)域水域的監(jiān)管信息，從而提高水資源的利用效率[13]。智慧水利不僅運(yùn)用于灌溉農(nóng)田和水資源共享管理，在洪澇災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)警方面，通過建立相應(yīng)的水文數(shù)據(jù)庫(kù)，將歷史上的洪澇災(zāi)情、方向、流量、區(qū)域進(jìn)行匯總分析，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析對(duì)可能發(fā)生的災(zāi)情進(jìn)行預(yù)警和評(píng)估[14]，通過可視化技術(shù)展示，制定各類方法措施、通過有線或無線通信手段，實(shí)現(xiàn)智能控制[15]。與此同時(shí)，有效利用水質(zhì)監(jiān)測(cè)站檢測(cè)結(jié)果，對(duì)區(qū)域內(nèi)水污染根源進(jìn)行排查整治。

5.結(jié)語(yǔ)

智慧水利的進(jìn)步，需要加強(qiáng)水利數(shù)據(jù)中心和分中心數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)的搭建，推進(jìn)各級(jí)數(shù)據(jù)中心的資源共享平臺(tái)建設(shè)，并增強(qiáng)水利數(shù)據(jù)中心和分中心的容災(zāi)能力，從而保障智慧水利的業(yè)務(wù)應(yīng)用和監(jiān)管能力。依托大數(shù)據(jù)分析下的智慧水利，實(shí)現(xiàn)人水和諧的水利現(xiàn)代化建設(shè)。智慧水利的成功必須建立在大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，沒有科學(xué)分析過的數(shù)據(jù)，是僵化的，沒有生命力的數(shù)據(jù)。水利數(shù)據(jù)來源形式多樣，存在大量?jī)?nèi)生性數(shù)據(jù)，加之其自身特殊性，現(xiàn)有技術(shù)難以挖掘其中價(jià)值，必須構(gòu)建具有水利專業(yè)特色的云計(jì)算平臺(tái)——“汐超算”，從海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱含規(guī)律，用來解決水利數(shù)據(jù)分析技術(shù)不夠先進(jìn)的難題，實(shí)現(xiàn)智慧水利的目標(biāo)。各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能分析，讓水利監(jiān)管人員對(duì)于各種突發(fā)情況有更加全面的處理能力。智慧水利的發(fā)展和建設(shè)，都離不開大數(shù)據(jù)分析，只有將大數(shù)據(jù)分析全面落實(shí)到智慧水利的每一個(gè)方面，才能在智慧水利的理念和發(fā)展下，實(shí)現(xiàn)水利管理的數(shù)字化、智能化和規(guī)范化。

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作者：趙藝璇1,2 單位：1.美國(guó)哥倫比亞大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院，2.清大動(dòng)力（北京）水治理科學(xué)技術(shù)研究院有限公司