数字水利

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　　数字水利就是利用数字地球的思想与技术建设和改造传统水利行业，实现各种水利工程规划、建设与管理的数字化、网络化、智能化和可视化。

　　1.数字水利实现了各种水利信息的数字化与集成化

　　数字化是数字地球的最基本要求。客观世界的地理实体、事件与过程都发生在地球表面及其附近的地理空间里，而地理空间属于物质空间，无法直接进入计算机。所以，要建设数字地球，首先要对地理空间的信息和其他相关信息进行数字化，也就是把信息变为按一定规律编码的二进制字串，才能被计算机处理，进而进行建模，构建虚拟地理空间。

　　传统水利行业的相关信息和资料，大都是以图表、图像、文档、文件、音频等形式分门别类地存储在纸质或其他载体上，使用和分析这些数据十分烦琐。数字水利系统将以上所有的资料数字化，然后利用数据库进行存储和管理，第一次实现了基础空间数据、属性数据和专题水利数据(基于地理坐标)的无缝整合与集成，使水利专业信息处理、建模、综合分析和应用变得十分方便、快捷和有效。

　　2.数字水利构建了水利工程规划、建设、管理与应用的高效技术平台

　　数字水利关键技术包括3s技术、网络通信技术、数据库技术、数学模拟技术等，是一个多种技术平台无缝集成的数字工程架构，其中，3S技术从图1可以看出，数字水利的总体技术架构是一个由数据获取与更新平台(体系)、数据存储与管理平台、信息提取与分析平台、网络平台和标准平台无缝集成的、有机统一的大平台。这个大平台为各类用户(包括各类机构、单位和个人)借助数字水利实现业务处理和逻辑应用提供了一个方便快捷的技术环境。

　　3.数字水利推动了当代水利事业的全面发展

　　数字水利作为信息时代的新生事物，以其强劲的动力大大推动了当代水利科学的理论、技术与应用的全面发展。正是在数字水利的背景下，提出了数字流域、数字水资源、数字水库、现代水利和大水利。等诸多新的理念与框架策略。

　　3S中的GNSS(全球导航卫星系统)技术，不但为数字水利提供基本的地理空间参考框架，而且其本身又是一个遥感系统——穿过大气层的卫星信号，携带很多大气层温度、湿度、粒度、密度等相关信息。RS(遥感)技术以其高角度、宽视野、多时相、多分辨率的全息遥感影像，提供大到全球、小到某个小流域的地物地貌、水资源分布、地表覆盖、地面温度与湿度、水质、泥沙、洪水分布和水污染等自然环境信息，为地表水文过程研究、水文水资源模型、各种水利工程的规划和建设与管理、防灾减灾运筹等提供全方位的信息。各种地理空间信息、属性信息和专题信息，利用GIS进行处理和建模，构建虚拟地理空间，模拟和推演现实世界。GIS为数字水利提供了一个可视化的三维虚拟水空间，供人们构建、模拟和推演各种水文过程和水利工程，挖掘和拓展各种水文水资源模型，甄别和优选水利工程建设方案，评价各种水利工程的建设质量、生态效果和经济效益，推广水利科普知识，宣传山水旅游，并为水利工作者提供方便快捷的无纸办公环境。文献和系统总结了近些年来空间信息技术在水利行业的应用成果。

　　4.数字水利促进了水利信息资源的互通与共享

　　信息或数据是数字地球的基础，信息共享正是建设数字地球的基本目的。数字地球建设的成果之一就是实现了全球基础地理信息的全面共享，例如，Google Earth系统实现了全球多分辨率的基础地理信息共享，天地图实现了数字中国基础地理信息共享。如今，人们从Internet上可以很容易获取自己所需的非涉密数据。

　　基于数字水利的信息共享体现在以下几方面：

　　1)数字水利将传统的纸质信息数字化，建立大型水利信息数据库，为信息共享打下了坚实基础，可以实现一个部门的横向信息共享；

　　2)基于Intemet和WebGIS技术，可以实现国家整个水利系统的纵向信息共享，比如从国家水利部到市县级水利部门的信息共享；

　　3)通过科研和项目协作，基于数字水利可以实现水利与相关部门的横向信息共享，例如与地质、气象、环境、国土、农林业等部门的信息共享，跨区域大型水利工程的信息协调与共享等。

　　信息共享是信息时代的主题。地理信息和专题信息的共享不但可以避免重复生产、重复建设，大大降低生产成本，而且还可以促进地区合作、部门合作、科研合作、生产合作等，提高信息技术生产力，促进社会经济的快速发展。

　　5.数字水利营造了数字水文化环境

　　一定时期的人文文化理念总是和当时的社会生产力发展水平相适应。正如青铜器产生了农业文化，铁器推进了工业文化发展一样，硅器(信息)技术催生了数字文化。同理，数字水利催生了现代数字水文化。

　　在数字水利的概念中，除信息系统的建设外，其他与信息系统管理、应用、效应、影响与渗透等密切相关的各种因素称为数字水利文化环境，主要由信息技术、政策体系、精神文化、技术更新、数字生活和数字工作等6大要素构成，是与数字水利主体(信息系统)相适应的大环境。数字水文化的实质与精髓就是追求从业人员、水利信息系统和水利业务三和谐。

• 曹宏文.数字水利到智慧水利的构想(J).测绘标准化.2013,4