灌区一张图标准化管理研究.pdf

广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（3）随着灌区信息化的发展，灌区信息作为灌区信息化的基础，其标准化、规范化管理日益受到重视。水利部灌排中心提出利用全国灌区一张图实现全国灌区主要空间信息与基础信息管理，部分灌区也逐步探索通过灌区一张图实现灌区信息一张图展示与业务管理。基于灌区一张图的灌区信息管理已取得一定效果，但标准不统一、信息不规范、信息不齐全、实用性不强等问题仍较为突出。本文以水利部灌排中心全国灌区一张图为基础，按照相关规范，结合实际管理需求，提出可服务于灌区级信息管理与业务管理的灌区一张图解决方案，促进灌区基础信息、空间信息标准化与规范化管理。灌区一张图解决方案涵盖灌区一张图设计、灌区一张图信息获取、灌区一张图标绘、灌区一张图应用、灌区一张图管理等各个方面，为推广应用灌区一张图提供全过程支撑与借鉴。1灌区一张图设计灌区一张图是利用GIS技术，以图层加属性方式管理灌区空间信息、基础信息的一种技术。灌区一张图设计包含图层、图层属性、数字字典、图式与表达4个方面。1.1灌区一张图图层为更全面收集并规范管理灌区环境、灌区工程、灌区管理信息，以农田水利规划、农业水价改革、续建配套与节水改造、节水型灌区建设、灌区标准化规范化管理等业务需求为核心，将灌区信息分类、分组、分图层管理。共设置3大类16小组119个图层，基本涵盖灌区主要对象类型，分类、分组与图层设置如下：（1）基础地理数据。行政驻地（省会驻地、地级市驻地、县驻地、乡镇街道驻地、村委会驻地）、行政界线（国界、省界、市界、县界、乡镇界、村界）、交通网（铁路、高速公路、国道、省道、县道、乡村道、防汛道）、水系（一级河流、一级河流面型、二级河流、二级河流面型、三级河流、三级河流面型、四级河流、四级河流面型、五级河流、五级河流面型、湖泊、大型水库、中型水库、小型水库、塘坝、圩区）、种植结构（作物）。（2）水利基础数据。建筑物（渠首、水闸、泵站、水电站、渡槽、渡槽线型、隧洞、隧洞线型、涵洞、涵洞线型、倒虹吸、倒虹吸线型、陡坡、跌水、沉沙池、桥梁、桥梁线型、斗门、水井、溢洪道、大坝、大坝线型、溢流堰、退水洞、堰坝、水池、阀门）、计量（量水设施）、堤防（圩堤、一类堤、二类堤、三类堤）、输水渠系（总干渠、干渠、分干渠、支渠、斗渠、农渠、退水收稿日期2022-10-10基金项目广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院有限责任公司2020年院级科研项目“智慧灌区综合业务管理平台”（GXS-KY-Y-2020-24）作者简介张廷强（1988-），男，四川资阳人，广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司工程师，硕士，主要从事节水灌溉和水利信息化设计与研究工作。智慧水利 灌区一张图标准化管理研究张廷强,赖河涛,刘珮玥（广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司，南宁530023）摘要针对灌区空间信息与基础信息标准化、规范化管理问题，基于水利部全国灌区一张图成果与经验，从灌区一张图设计、一张图信息获取、一张图标绘、一张图应用、一张图管理等全过程提出服务于灌区信息与业务管理的灌区一张图解决方案。关键词灌区一张图；标准化；图层；标绘中图分类号S27文献标识码A文章编号1003-1510（2023）03-0090-0490广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（3）渠）、管道（总干管、干管、分干管、支管、斗管）、排水沟系（总干沟、干沟、分干沟、支沟、斗沟、截流沟）、灌排结合（总干灌排、干灌排、分干灌排、支灌排、斗灌排）。（3）水利管理数据。管理机构（管理局、市水利局、县水利局、管理所、管理站、灌溉试验站）、信息化（气象站、水文站、墒情站、水质站、水位站、流量站、压力站、视频站、工程安监站、自建光缆）、管理界线（灌区内边界、灌区外边界、易涝区、水资源保护区界、管理界、灌片界、产权界、水权界）、用水户（农业种植大户、工业用水户、人饮用水户）、辅助图层（渠道桩号、水流方向）。1.2灌区一张图图层属性各图层属性信息有所差异，但也有一定共性，为便于信息管理，将图层属性分为逻辑信息、范围、工程属性、高程、库容、田间工程、信息化、运行状况、机构信息、基层水管组织、管护、管理人员、产权、水权、定额、责权、水费、水价、两费、耕地面积、灌溉面积、种植面积、社会经济、备注共24类，实现分类管理。逻辑信息包括对象编码、所属行政区划、所属灌片编码等；范围包括涉及县、乡镇、村信息；工程属性管理工程特有属性信息；高程包括特征水位、特征高程信息；库容包括各类特征库容信息；田间工程包括各类田间节水灌溉面积信息；信息化包括采集、通信、供电、汇聚平台等信息；运行状况包括损毁记录、现场照片等信息；机构信息包括机构位置、性质、级别等信息；基层水管组织包括各类组织数量与管理面积信息；管护包括产权、管护责任主体信息；管理人员包括总人数、定编人数信息；产权包括产权清单与附件信息；水权包括初设水权、现状水权、水权证等信息；定额包括各作物灌溉定额与灌溉水有效利用系数信息；责权包括三定方案职责、管理范围信息；水费包括应收水费、实收水费、收缴方式等信息；水价包括全成本水价、运行成本水价、执行水价等信息；两费包括两费核定与落实信息；耕地面积包括水田、旱地等耕地面积信息；灌溉面积包括设计、有效、实际、林果草灌溉面积信息；种植面积包括各作物种植面积信息；社会经济包括人口、粮食产量、经济作物产量等信息；备注包括更新日期等其他备注信息。1.3灌区一张图数据字典为实现各属性规范化收集与管理，按照 水利空间要素数据字典（SL 729-2016）逐图层制定标准化数据字典。数据字典包括图层名称、图层标识、图层描述、图层几何特征、空间关系、图层属性表，图层属性表又包括属性项名称、属性项标识、属性项描述、数据类型、约束或条件、属性项值域、备注等内容，用以约束属性填写方式与填写要求。为实现灌区对象统一编码，按照 水利对象分类与编制总则（SL/T 213-2020）要求，结合灌区管理实际需求，制定灌区一张图图层对象编码规则，实现全国范围内各对象代码唯一。灌区一张图图层对象编码包括对象分类代码、对象实例代码两大项。对象分类代码用以标识图层分类，包括对象抽象类代码、对象顺序代码；对象实例代码用以标识对象所属地理位置、所属层级以及对象顺序特有编号，包括灌区所属行政区划代码、灌区所在行政区划顺序、对象层级类型代码、对象顺序代码。1.4灌区一张图图式与表达为便于直观、可视化辨识各图层对象信息，基于 水利空间要素图式与表达规范（SL 730-2015）等规范结合灌区实际需求，统一制定灌区一张图图式与表达方案。灌区一张图图式与表达方案包括图式符号、要素表达2个方面。图式符号规定各点线面图层符号样式、符号尺寸、符号定位点和定位线、符号颜色、文字格式等图式符号显示样式。要素表达规定要素叠放、要素分级、要素选择3方面。要素叠放按照局部压全局、关键图层压非关键图层、点压线、线压面、面压影像的思路设置。要素分级设置20个层级金字塔，实现分级固定比例尺显示。要素选择根据按照负载与比例尺适应、下级内容逐级递增、平滑过渡原则分级显示原具体业务相关图层信息。2灌区一张图信息获取灌区一张图所需信息较多，其信息收集工作量较大，为提高信息收集效率，科学收集各类信息，灌区一张图需采用内业调查、外业调查、测量、联合分析等多种方式获取信息。灌区信息以内业调查为主，缺失部分通过外业调查或测量补充收集，部分信息还需要通过内外业成果联合分析确认。（1）内业调查。内业调查通过收集与分析农田水利规划、一灌一册、灌区电子地图、农业水价综合改革、灌区续建配套与节水改造等资料，初步获取空间信息以及除运行状况外的主要对象属性信息。91灌区资料多，且以往不同资料间信息可能存在一定差异，信息复核与辨识显得尤为重要。灌区工程信息一般以最后一次工程完成后信息为准，灌区面积信息以灌区范围与土地确权叠加分析成果为准，灌区管理信息以农业水价综合改革成果为准，机构、管护、水价、产权、两费等信息以相应正式文件为准。（2）外业调查。外业调查基于内业调查成果，主要针对工程外观形状、结构形式、设施设备数量、建筑物材料、设施设备主要参数等工程属性以及通水情况、损毁情况、现场照片等运行状况信息进行复核与查缺补漏。（3）测量。测量基于内业成果补充测量建筑物、计量、堤防、输水渠系、管道、排水沟系、灌排结合等工程空间位置、走向、规格尺寸信息。点位置信息主要测量中心点位置，走向测量线型图层首尾以及拐点位置，规格尺寸测量典型断面长宽高等关键信息。（4）联合分析。联合分析基于内业调查、外业调查以及测量成果，进一步复核修正面积、种植结构、信息化、田间工程、界限等信息。面积方面主要核实设计、有效、实际灌溉面积，种植结构方面复核实际种植作物与范围，田间工程方面复核节水灌溉方式与范围，界限方面复核各类界限边界。3灌区一张图标绘3.1分阶段标绘由于灌区一张图标绘内容较多，很难一次性实现所有信息标绘。因此，灌区一张图分两个阶段逐步完成标绘工作。第一阶段通过专项工作实现关键图层、关键属性标绘，第二阶段结合工程建设实现全部图层与属性标绘。关键图层指骨干渠（管）、主要建筑物以及主要管理信息图层，包括建筑物（渠首、水闸、泵站、水电站、渡槽线型、隧洞线型、倒虹吸线型、桥梁线型、水井、堰坝、水池、阀门）、计量（量水设施）、输水渠系（总干渠、干渠、分干渠、支渠）、管道（总干管、干管、分干管、支管）、排水沟系（总干沟、干沟、分干沟、支沟）、灌排结合（总干灌排、干灌排、分干灌排、支灌排）、管理机构（管理局、管理所、管理站）、信息化（流量站、自建光缆）、管理界线（灌区内边界、灌区外边界、管理界、灌片界、产权界、水权界）、用水户（农业种植大户、工业用水户、人饮用水户）、辅助图层（渠道桩号、水流方向）等45个图层。关键属性主要包括对象名称、编码、所属行政区划、所属灌片、工程类型、关键工程属性、损毁记录、现场照片、是否信息化、供电方式等关键属性信息。3.2标绘分工根据管理权限，灌区电子地图由平台提供、市水利局、县水利局、灌区管理单位、水库管理单位等5个途径协同标绘。行政驻地、行政界限、交通网、水系等基础地理信息由平台提供，水库相关属性信息由水库管理单位标绘，市县界、市县水利局信息由市县水利局标绘，其他灌区内图层信息由灌区管理单位标绘。3.3标绘要求需按照从总干、干、分干、支、分支顺序，并从上游至下游逐条渠道、逐个建筑物标绘。渠沟灌需按水流方向标绘。标绘过程中开启捕捉功能，自动捕捉要素节点，消除节点重叠或缝隙，确保下级渠道、建筑物有效连接在上级渠道上。图层属性需严格按数据字典备注要求填写。4灌区一张图应用灌区一张图可服务于灌区信息管理、灌区专题业务展示、灌区信息化监控一张图展示等。灌区信息管理是灌区一张图的基础功能，主要实现灌区空间信息与基础信息分图层分对象逐条有序管理，便于信息收集、存储、分析与展示。灌区专题业务展示通过设置图式与表达方式实现灌区水源工程、灌区灌溉工程、灌区排水工程、灌区水资源、灌区管护、灌区信息化等专题业务信息管理与展示。灌区信息化监控一张图展示实现灌区监测、控制、实时业务信息基于一张图可视化管理。5灌区一张图管理（1）分步实施。灌区一张图标绘工作涉及灌区多、工作量大，为有序推进工作开展，制定分步实施计划。第一步全区所有灌区按照水利部灌排中心全国灌区一张图要求完成基础版灌区一张图标绘；第二步各灌区通过农业水价综合改革、续建配套等项目开展专项工作完成关键图层、关键属性标绘；第三步各灌区通过农业水价综合改革、续建配套等项目在项目验收前完成项目涉及内容属性标绘；第四步灌区通过巡检巡查更新维护灌区一张图信息。（2）逐级质检。建立灌区一张图分级审核机张廷强,赖河涛,刘珮玥:灌区一张图标准化管理研究92广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（3）Intelligent management system design for Naban Reservoir in GuangxiLI Jun-lin(Guangxi Water&Power Design Institute Co.,Ltd.,Nanning 530023,China)Abstract:Under the background of accelerating the digital China strategy and deepening water conservancy reformand development,intelligent water conservancy provides new driving force for promoting high-quality developmentof water conservancy,and is an important lever to promote the transformation of water conservancy engineering fromhuman governance to digital governance.The current status and existing problems of informationization constructionof Naban Reservoir were analyzed.Following the demand-oriented and problem-oriented principles,the construction target,overall framework and major measures of Naban intelligent reservoir upgrade design are put forward.Key words：Intelligent reservoir;management system;design;Naban Reservoir（上接第 89 页）制，灌区自检审查数据准确性、完整性、真实性、标准性，市县初审审查关键数据一致性，自治区校审软件自动检查审查数据规范性、完整性，各项审核完成后统一入库管理。（3）共享与应用。灌区一张图标绘完成后，作为灌区基础信息的唯一来源，灌区往后的规划、设计、管理均以此为基础，确保数据一致性。灌区一张图需充分共享，由自治区统一管理，灌区以及市县可根据业务需求申请调用。灌区信息化建设需基于灌区一张图实现可视化展示。（责任编辑：刘征湛）Research on standardized management of irrigation zone mapZHANG Ting-qiang,LAI He-tao,LIU Pei-yue(Guangxi Water&Power Design Institute Co.,Ltd.,Nanning 530023,China)Abstract:To realize the standardization and standardized management of spatial information and basic informationof irrigation zone,based on the achievements and experience of the Ministry of Water Resources in irrigation zonemap of whole country,an irrigation zone map solution is proposed from the aspects of the design of irrigation zonemap,information acquisition of map,plotting of map,application of map,management of map etc.Key words：Irrigation zone map;standardization;layer;plotting93