水质信息管理系统及可视化平台关键技术研发与示范.docx

水质信息管理系统及可视化平台关键技术研发与示范黄健１黄金桃１ 张晓亮１ 宋秀明１ 杨柳忠１ 曾文２许峰２剀 水质信息管理系统及可视化平台关键技术研发与示范 黄 健１ 黄金桃１ 张晓亮１ 宋秀明１ 杨柳忠１ 曾 文２ 许 峰２ 剀６ 张忠贵２ 扈 尹建四７ 震２ 边 际３ 牛 晗３ 黄平捷４ 侯迪波４ 陈兴厅５ 王 （１ 住房和城乡建设部信息中心，北京 １００８３５；２ 中国地质大学，武汉 ４３００７４；３ 中国城市规划 设计研究院，北京 １０００４４；４ 浙江大学，杭州 ３１００２７；５ 济南市供排水监测中心，济南 ２５００２１； ６ 东莞市水务监测中心，东莞 ５２３００６；７ 郑州市自来水总公司，郑州 ４５０００７） 摘要 针对各级城市供水主管部门难以及时完整获取水质数据、多样化海量水质数据难以综合 处理和分析等问题，课题研究了四项关键技术，研发了国家、省、市水质信息管理系统及可视化平台， 提供多种可视化表达方式和多维数据分析手段，展示水质信息、分析水质变化趋势。 课题在国家、山 东省、济南市、杭州市、东莞市进行了应用示范。 研究成果能够解决当前供水管理部门水质监管急需 解决的难题，丰富了各级主管部门的日常监管手段。 关键词 水质信息管理 可视化 水质监测 时空关系 数据融合 ３５ 项大幅度增 加 到 １０６ 项、各地检测频率增加、在 线监测和实验室检测及流动检测等采集方式增加， 水质数据呈现多样化、海量的发展趋势。 这些 数 据 大多以表格形式孤立呈现，缺乏直观的、多样化的表 现方式，缺乏有效的整理和分析。 由于信息化手段具有及时完整获 取 海 量 数 据， 以及开展综合分析的能力。 因此，本课题设计 建 立 国家、省、市三级水质信息管理系统及可视化 平 台， 支撑水质安全监管，形成新的管理形态。 不仅 有 效 解决了以上问题，而且能提高监管效率。 拟解决的关键技术问题 城市供水水质安全监管是城市供水主管部门的 重要职责，但现行手段难以全面有效地支撑监管，主 要存在以下问题： （１）各级城市供水主管部门难以及时完整获取 水质数据。 为切 实做好城 市供水 水质监督管理工 作，２００７ 年建设 部 颁 布 了 修 订 后 的 《城 市 供 水 水 质 管理规定》（部令１５６ 号文），明确了建立我国从中央 到地方的城市供水水质监测体系。 同年颁布了《城 市供水水质数据报告管理办法》，明确了城市供水单 位上报水质数据的内容和流程，以及各级政府的监 督责任，并提出通过信息系统上报数据。 水质数 据 管理包含日检、月检、季检、年检等多个频率的检测； 包含实验室检测、在线监测、流动检测等多种检测方 式；包含水厂、水司、监测中心等多个检测单位的数 据。 由于缺乏有效的支撑手段，水质数据往往未 能 及时完整进行上报，导致供水主管部门难以高效履 行城市供水水质安全监管职责。 （２）多样 化 海 量 水 质 数 据 难 以 综 合 处 理 和 分 析。 我国有６５０ 多 个 城 市，仅 县 城 以 上 城 镇 的 水 厂数量就达４５００ 多 座，各地的供水水质现状具有 多样性。《生活饮用水卫生标准》将水质监测指标由 １ 课题技术路线 课题技术路线如图１ 所示，通过深入山东省、济 南市、东莞市、杭州市等示范地及其他代表性城市调 研，分析三 级 平 台 数 据 多 样 性 完 整 性 需 求、功 能 需 求，为课题研究与实施提供指导。 遵循标准先 行 的 原则，结合调研实际情况，开展对水质数据信息分类 编码标准、水质数据交换接口标准、水质信息管理系 统及可视化平台技术规范、水质信息管理系统及可 视化平台构建模式的研制工作并贯穿课题全过程。 研究水质数据管理与分析的关键技术，为三级平台 构建提供 技 术 支 撑。 开 展 国 家、省、市 三 级 平 台 研 发，形成包括日常管理、多维分析、应急处理信息化 支持等模块的平台。 开展示范建设，为示范地 的 水 质管理提供支撑，为实现中央到地方的水质分级管 理提供可操作的技术路线。 ２ 国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００８ＺＸ０７４２０－００３）。 １８ 给水排水 Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．６ ２０１３ 据形成信息孤岛，不能 满 足 水 质 监 测 管 理 业 务 据形成信息孤岛，不能 满 足 水 质 监 测 管 理 业 务 对 两 类数据的整合使用的需求，进行了基于时空关系模 型的水质数据存储技术的研究。 研究了不同类型水质数据样本，按照水样类别、 数据来源、检测标准和水质数据集等进行分类，提取 各类样本共性，确定水质数据结构与约束关系，构建 水质数据模型。 通过将实验室检测数据与在线监测数据时间特 征按照时间节点、时间频率等划分，空间特征按照空 间坐标、地域、流域等划分，梳