來源:黃河網
編者按:物聯網、大數據和云計算等新一代信息技術的廣泛應用,為水資源水環境現代化管理實現跨越式發展提供了良好機遇:物聯網提供了透明感知水資源水環境情勢的技術手段,物聯網技術可以快速獲取海量的水資源水環境數據;大數據技術則為水資源水環境管理提供決策支持,而數據資源整合共享是大數據技術應用的前提。
水資源水環境數據資源整合共享,橫跨眾多行業、部門、機構、企業、社會團體,不僅涉及到利益、產權、技術、安全,更涉及到管理機制、法律法規制度、標準規范體系等,是極為復雜的系統工程,其推進將遇到許多挑戰。法國的水資源水環境信息整合共享與服務管理,在法律法規、組織管理、技術標準、數據生產和增值服務等方面取得了良好成效,本文介紹其經驗,期望對我國或者流域尺度的水資源水環境數據資源整合共享工作有所裨益。
“水資源是人類生存的最基本條件,是人類共同的財富;保護水資源水環境必須采取共同的行動。”這一理念在歐盟各成員國早已成為共識。在歐洲各國的歷史上,水資源水環境曾因人類不當的生活和生產活動而受到極大傷害,即使在當代社會,仍然面臨著各種潛在的危險和挑戰。為使水資源水環境達到并保持良好狀態,2000年歐盟頒布了《歐盟水框架指令》,要求各成員國采取一致的行動,建設歐盟水信息系統,實現相關水資源水環境信息的整合共享利用。
在歐盟統一的框架下,法國政府和相關組織為加快水資源水環境數據的公開、共享和增值利用,搭建了法國國家水信息系統,有效推動了水資源水環境數據在科學研究、生產生活、政策制定和評價、公共管理、水生態修復等方面的應用。
法國眾多的部委、局署、公私科研機構、公私企業、協會,均參與了國家水信息系統的建設。包括環境部下屬的水資源和生物多樣性管理署、災害防護總署、可持續發展總局、26個地方環境保護局、100多個水資源管理綜合服務局,以及健康保障部和農業漁業土地資源部;國家水資源水環境辦公室(以下簡稱國水辦)、法國地質礦產調查局、法國海洋開發研究院、法國氣象局、國際水資源辦公室、法國國家度量和測試實驗室、法國電力、威立雅水務、法國國家認可委員會等公立機構、企業及協會。
目前,法國數百個數據庫中的水資源水環境監測數據,包括地下水、河流水位及流量、近海域水、濕地、河流魚類、實時洪水預警、實時氣象警報、取用水、水質、浴場水等14類數據,實現了公開共享資訊服務。
法國水資源水環境信息整合共享開放利用,得到了政府的高度重視,具有良好的法律法規制度基礎和現實的迫切需求。早在20世紀70年代,人們已經認識到,長期積累的海量水資源數據是一筆巨大財富,但其分散、不一致、碎片化等問題,嚴重阻礙了共享和再利用。
為此,法國根據1992年頒布的《法國水法》,建立了國家水資源數據網,有效推進了水資源數據的共享,同時,把編制第一個國家水資源開發和管理總規劃需要的相關數據都上線公開。1993年,法國成立了國家水資源數據和技術標準管理局,負責更新和發布水資源數據的標準和服務。
特別是進入21世紀,歐盟和法國的相關法律法規不斷強化水資源水環境知識在公共水政策、公眾參與、透明公開等方面發揮的重要作用,為水資源水環境數據的整合公開共享利用提供了根本保障。其中較為密切的法律法規有:2000年頒布的《歐盟水框架指令》、2001年生效的《Arhus公約》、2003年頒布的《法國水框架指令》、2004年納入《法國憲法》的《環境章程》、2006年頒布的《法國水和水環境法》、2007年制定的《格雷諾爾環境協議》。《Arhus公約》提出了環境信息公開制度的詳細規范,強調了公眾在環境問題上參與的重要性和獲取環境信息的權利。
法國水資源信息整合共享服務工作的開展和推進采取統一組織、統一規劃、多方參與、分工負責、定期協商的方式,組織管理架構可分解為3層:戰略層、管理層、實施層。
1.國家層面的戰略管理
國家層面跨越不同的部委。其中,環境部的水資源和生物多樣性管理署負責提出水資源信息系統的建設目標,國家可持續發展總局、災害防治總署、健康保障部和農業土地資源部等參加協商目標的確定;根據國水辦的建議,水資源和生物多樣性管理署與可持續發展總署、災害防治總署、健康保障部及農業漁業土地資源部商定實施計劃,并負責各部際之間的協調工作。水資源和生物多樣性管理署每年至少召開1次相關方參加的工作推動會。
可持續發展總局所屬的統計觀測局與其他有關職能機構合作,負責國家水信息系統和其他環境信息系統之間的共享協同。可持續發展總局的創新研究署下屬的地理信息部負責國家水信息系統與國家地理信息政策標準的協調。
國家水委員會負責對國家水信息系統進行咨詢、督導管理。
2.國家層面的管理運行
國水辦負責國家層級國家水信息系統框架內運行管理工作,對工作具體協調和支持,主要職責是:制訂國家水資源數據共享實施計劃,制定具體要開展建設的項目,負責國家水信息門戶的運行,并向水資源和生物多樣性管理署匯報工作;設立一個流域工作協調組及若干技術工作協調組。各流域委員會和水務管理局負責流域級的技術協調并支持國水辦的工作。
流域工作協調組有固定的專職人員,其中包括國水辦的水信息知識部主任,各流域國家水信息系統的負責人,還有來自水資源和生物多樣性管理署及災害防護總署的水利和自然災害部、可持續發展總局的觀測統計部在內的6個公立機構的代表。協調組每季度至少召開1次會議,其下設有4個橫向聯絡組和若干業務專題組,組內工作人員分別來自水資源和生物多樣性管理署及相關部門、流域委員會、區域和省級的相關公立機構、各水務局、國水辦以及某個特定的科研機構。
橫向聯絡組包括:(1)水資源地理信息組。負責制定和維護更新地表水和地下水相關的地理坐標及位置數據。(2)促進工作組。負責研究制定和開發利用數據資源技術標準,確保國家水資源數據和技術標準管理局的目標活動的執行及國家水信息系統與其他環境健康信息系統之間的語義協同和互操作。(3)水資源信息增值利用工作組。負責水資源數據的增值利用和公開相關工作計劃執行情況。(4)應用促進組。負責水資源信息系統框架內各類信息應用系統之間的協同。
針對水資源水環境的業務類別,設立了相應的業務專題組,如水文測量組、水清潔處理組、非點源污染防治組等。這些專題組在國家水信息系統的框架內負責研發各領域的知識處理方法、需求表達和相應的應用子系統。
3.實施計劃
在國家水資源信息框架內,為了保證相關工作的持續發展,分別制訂了國家級和流域級的多年實施計劃。國水辦負責組織制訂國家級實施計劃,水資源和生物多樣性管理署負責審批,每年要總結實施計劃執行情況并向國家水委員會匯報,同時對實施計劃進行必要的修正;流域級實施計劃由流域委員會的技術秘書處委任的項目負責人共同制訂,并經流域委員會和水務管理局批復。
實施計劃主要確定年度需要完成的任務、成果形式、任務的組織推進等。其涉及的內容主要包括:與各類水資源水環境及水資源供給和水清潔公共服務相關的數據采集、存儲、發布,如水生態系統的動植物群種、濕地、洪泛區的數據;對水環境有影響的人類活動;國家水信息系統的管理機制,以及數據生產、入庫、處理、增值利用及分發機制;數據標準規范、信息服務接口方法及數據質量控制等。國家水信息系統流域級實施計劃是國家級實施計劃的補充,而后者要根據不同流域的情況進一步細化調整落實。
為保障國家水信息系統框架內不同應用間及與其他信息系統間在語義和技術上能夠互操作,也為了保障信息在不同應用和系統中具有客觀性、可比性并且符合相關規范,國水辦負責組織制定了一系列的數據標準、數據訪問處理方法標準以及數據質量控制標準。這些標準具有國家法規性質,相關方必須采用實施。
1.數據標準
制定數據標準的目的是確保在概念理解、發布共享、對象表述與地理定位等方面數據語義和處理技術方法的互操作。主要遵循原則是:歐盟空間信息基礎設施的規定、歐盟水信息系統框架的有關規定及相關國際互操作技術規范。具體內容包括4個方面:(1)數據及其相關服務的技術標準;(2)有關制定這些技術標準及其使用的規則;(3)數據集分類及其范圍;(4)涉及數據生產、更新維護、發布和利用等管理方面的機制規則。
國家水資源數據和技術標準管理局協助國水辦開展數據標準的相關工作。國家水資源數據和技術標準管理局將水資源信息系統的10多個相關機構組織起來形成1個數據標準工作網絡,協同開展工作,各機構負責所在領域的數據標準。
2.數據訪問處理方法標準
國水辦圍繞以下幾類數據訪問服務制定了數據訪問處理的方法標準:(1)對與水資源相關的活動或對水資源產生影響的活動的表述刻畫及經濟分析;(2)對人類活動產生的水資源水環境影響的分析;(3)對水資源水環境狀態的監測;(4)對水資源水環境狀態的評估;(5)對洪水、洪災及其造成的損失的描述表示;(6)水生態系統。
根據需要,國水辦還組織并資助有關科研機構參與相關工作,主要包括:國家食品健康安全局、國家環境和工作健康安全局、國家地質調查局、國家海洋資源開發利用研究院、國家工業環境及災害研究院、水文觀測與洪水預報中心管理局等。這些科研機構負責所擅長領域的數據處理訪問和服務標準的制定。
法國圍繞水資源水環境數據的生產、整合管理、增值服務等工作,建立了一套常態運行機制,并且已標準化、網絡化。國水辦、流域委員會及流域管理局是數據生產管理和增值服務的具體組織者和推動者,相關公私機構是重要的參與者和貢獻者,也是受益者。
1.數據生產管理
流域委員會和流域管理局負責組織相關的公共機構,采集生產環境觀測數據,主要包括水質、水生態系統、用戶的用水量、水環境壓力、河流水位與流量、地下水位及化學構成等數據。采集途徑有:現地測量或觀測,采集水樣并在實驗室內分析。數據生產獲取采用的觀測和處理方法必須符合數據及處理方法標準,同時必須符合相關的數據質量控制標準。數據的生產過程包括數據集的質量控制、元數據的建立、數據的入庫存儲等環節。
流域管理局對數據生產需要的相關成本費用進行評估,并且作為國家財政預算的補充,對具體生產數據的有關機構提供經費支持,而流域委員會對開展的有關前期工作提供必要的經費資助。
另外,國家水信息系統也需要從其他信息系統中收集數據,如氣象、飲用水分水測量站點、相關企業的污染物排放等數據。為此,國水辦將與數據的擁有者簽訂協議,明確數據的用途、獲取方式及相關規則,主要涉及健康部、農業部、環境部等部委機構。
2.數據庫管理及增值利用機制
國水辦負責國家水資源數據庫管理工作,制定數據入庫管理、元數據、數據發布規則。國家水資源數據庫系統可為其他信息系統或者數據處理工具包,特別是對環境的數值模擬,提供數據訪問服務。根據規定,法國國家水信息系統框架涉及的數據都將逐漸過渡到國家水資源數據庫中,并實施統一管理和發布利用。目前,法國水資源數據庫的管理有些尚分散在離數據生產者最近的機構節點上保存,沒有進入國家總庫。不過,現有的分散數據庫和數據應用處理工具軟件都將逐漸被國家水資源數據庫代替,而將由后者提供用戶需要的統一的數據管理和增值服務。
水資源信息增值利用工作組協助國水辦具體定義應該提供的水資源數據增值利用服務,主要包括:水資源水環境有關數據序列;基于地圖的信息可視化工具;與水資源水環境相關的通用地圖符號的定義;標準術語的定義;制定指導國家水信息系統的參與者開展增值應用時保持和諧性和互補性的規則。同時,科研技術機構也參加增值應用的定義和實施工作。
國家水信息系統框架內生產和融合整理的數據可通過Eaufrance主門戶、國家級各類業務門戶網站及流域機構門戶網站構成的網站群進行發布和共享。通過流域機構的門戶網站,可以訪問存儲在國家水資源數據庫系統中的相關流域數據。數據訪問的方式包括:利用元數據在線查詢、在線瀏覽訪問及下載;數據的形式有:圖表、影像地圖、文本報告、相關業務普查統計數據等。根據《格雷諾爾環境協議》第27款的規定,所有觀測的水資源水環境數據在1年后都應允許在線訪問。
法國水資源水環境數據共享與公開利用之所以能取得較大發展,主要原因有以下3個方面:(1)有比較全面的法律法規環境作為根本保障;(2)有完善的跨部門、跨行業、跨層級的常態化協調管理機構;(3)有標準規范制度、經費支持及可行的實施計劃。當然,法國在這方面仍然還有許多工作要做,如現實中也存在要完成一項公益的或基礎的科研課題,當需要第三方數據時,即使是納稅人投資生產的數據,也不得不讓數據擁有者加入課題,或者花費高昂的代價購買數據。
比較而言,我國水資源水環境數據的整合共享、公開利用,與我國經濟社會發展要求還有很大差距。其中,最需要解決的問題包括:(1)制訂完善配套的法律法規制度、環境保障措施,并監督落實;(2)建立橫跨部委、部門的協調管理機制;(3)建立跨部際的常設工作推動組織體系,長期組織推動國家水資源水環境數據整合共享工作;(4)提供最基本的經費保障。
美麗中國和生態文明建設的大幕已經拉開,“三條紅線”、“水十條”正在大力推進,迫切需要建立統一的、公開共享的國家水資源水環境數據服務平臺。在“互聯網+”行動計劃框架下,水資源水環境數據資源的整合共享和公共服務已經成為打開我國水資源水環境全面協調、科學發展之門的一把鑰匙。