水质信息管理系统及可视化平台关键技术研发与示范

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1、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１１１１１２２２２黄金桃张晓亮宋秀明杨柳忠曾文许峰张忠贵扈震边际３３４４５６７牛晗黄平捷侯迪波陈兴厅王剀尹建四（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

2、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１拟解决的关键技术问题３５项大幅度增加到１０６项、各地检测频率增加、在城市供水水质安全监管是城市供水主管部门的线监测和实验室检测及流动检测等采集方式增加，重要职责，但现行手段难以

3、全面有效地支撑监管，主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、多样化的表要存在以下问题：现方式，缺乏有效的整理和分析。（１）各级城市供水主管部门难以及时完整获取由于信息化手段具有及时完整获取海量数据，水质数据。为切实做好城市供水水质监督管理工以及开展综合分析的能力。因此，本课题设计建立作，２００７年建设部颁布了修订后的《城市供水水质国家、省、市三级水质信息管理系统及可视化平台，管理规定》（部令１５６号文），明确了建立我国从中央支撑水质安全监管，形成新的管理形态。不仅有效到地方的城市供

4、水水质监测体系。同年颁布了《城解决了以上问题，而且能提高监管效率。市供水水质数据报告管理办法》，明确了城市供水单２课题技术路线位上报水质数据的内容和流程，以及各级政府的监课题技术路线如图１所示，通过深入山东省、济督责任，并提出通过信息系统上报数据。水质数据南市、东莞市、杭州市等示范地及其他代表性城市调管理包含日检、月检、季检、年检等多个频率的检测；研，分析三级平台数据多样性完整性需求、功能需包含实验室检测、在线监测、流动检测等多种检测方求，为课题研究与实施提供指导。遵循标准先行的式；包含水厂、水司、监测中心等多个检测单位的

5、数原则，结合调研实际情况，开展对水质数据信息分类据。由于缺乏有效的支撑手段，水质数据往往未能编码标准、水质数据交换接口标准、水质信息管理系及时完整进行上报，导致供水主管部门难以高效履统及可视化平台技术规范、水质信息管理系统及可行城市供水水质安全监管职责。视化平台构建模式的研制工作并贯穿课题全过程。（２）多样化海量水质数据难以综合处理和分研究水质数据管理与分析的关键技术，为三级平台析。我国有６５０多个城市，仅县城以上城镇的水构建提供技术支撑。开展国家、省、市三级平台研厂数量就达４５００多座，各地的供水水质现状具有发，形成包括

6、日常管理、多维分析、应急处理信息化多样性。《生活饮用水卫生标准》将水质监测指标由支持等模块的平台。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国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００８ＺＸ０７４２０－００３）。理提供可操作的技术路线。１８给水排水Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．６２０１３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

7、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，梳理两类水质数据时间、空间上对应关系，建立低频实验室检测数据与高频在线监测数据的时间相关性，以及实验室采样点与在线监测点的空间相关性，构建了水质数据时空关系模型，表达水质数据自身的时空特性、实验室检测数据与在线监测数据之间的时空相关性（见图２、图３）。研究了海量数据分区储存方案，建立数据分区索引检索策略，实现了水质数据时空关系的数据图１课题技术路线库存储。３主要技术成果３．２

8、．２基于数据融合的辅助决策支持技术３．１标准规范针对实验室检测和在线监测水质数据缺乏可靠完成了《水质数据信息分类编码标准》、《水质数性检测手段，两类水质数据孤立零散，导致水质数据据交换接口标准》、《水质信息管理系统及可视化平监测业务信息检索和统计困难的问题，进行了基于台技术规范》，通过了主管部门组织的审