數字水利

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　　數字水利就是利用數字地球的思想與技術建設和改造傳統水利行業，實現各種水利工程規劃、建設與管理的數字化、網路化、智能化和可視化。

　　1.數字水利實現了各種水利信息的數字化與集成化

　　數字化是數字地球的最基本要求。客觀世界的地理實體、事件與過程都發生在地球錶面及其附近的地理空間里，而地理空間屬於物質空間，無法直接進入電腦。所以，要建設數字地球，首先要對地理空間的信息和其他相關信息進行數字化，也就是把信息變為按一定規律編碼的二進位字串，才能被電腦處理，進而進行建模，構建虛擬地理空間。

　　傳統水利行業的相關信息和資料，大都是以圖表、圖像、文檔、文件、音頻等形式分門別類地存儲在紙質或其他載體上，使用和分析這些數據十分煩瑣。數字水利系統將以上所有的資料數字化，然後利用資料庫進行存儲和管理，第一次實現了基礎空間數據、屬性數據和專題水利數據(基於地理坐標)的無縫整合與集成，使水利專業信息處理、建模、綜合分析和應用變得十分方便、快捷和有效。

　　2.數字水利構建了水利工程規劃、建設、管理與應用的高效技術平臺

　　數字水利關鍵技術包括3s技術、網路通信技術、資料庫技術、數學模擬技術等，是一個多種技術平臺無縫集成的數字工程架構，其中，3S技術從圖1可以看出，數字水利的總體技術架構是一個由數據獲取與更新平臺(體系)、數據存儲與管理平臺、信息提取與分析平臺、網路平臺和標準平臺無縫集成的、有機統一的大平臺。這個大平臺為各類用戶(包括各類機構、單位和個人)藉助數字水利實現業務處理和邏輯應用提供了一個方便快捷的技術環境。

　　3.數字水利推動了當代水利事業的全面發展

　　數字水利作為信息時代的新生事物，以其強勁的動力大大推動了當代水利科學的理論、技術與應用的全面發展。正是在數字水利的背景下，提出了數字流域、數字水資源、數字水庫、現代水利和大水利。等諸多新的理念與框架策略。

　　3S中的GNSS(全球導航衛星系統)技術，不但為數字水利提供基本的地理空間參考框架，而且其本身又是一個遙感系統——穿過大氣層的衛星信號，攜帶很多大氣層溫度、濕度、粒度、密度等相關信息。RS(遙感)技術以其高角度、寬視野、多時相、多解析度的全息遙感影像，提供大到全球、小到某個小流域的地物地貌、水資源分佈、地表覆蓋、地面溫度與濕度、水質、泥沙、洪水分佈和水污染等自然環境信息，為地表水文過程研究、水文水資源模型、各種水利工程的規劃和建設與管理、防災減災運籌等提供全方位的信息。各種地理空間信息、屬性信息和專題信息，利用GIS進行處理和建模，構建虛擬地理空間，模擬和推演現實世界。GIS為數字水利提供了一個可視化的三維虛擬水空間，供人們構建、模擬和推演各種水文過程和水利工程，挖掘和拓展各種水文水資源模型，甄別和優選水利工程建設方案，評價各種水利工程的建設質量、生態效果和經濟效益，推廣水利科普知識，宣傳山水旅游，併為水利工作者提供方便快捷的無紙辦公環境。文獻和系統總結了近些年來空間信息技術在水利行業的應用成果。

　　4.數字水利促進了水利信息資源的互通與共用

　　信息或數據是數字地球的基礎，信息共用正是建設數字地球的基本目的。數字地球建設的成果之一就是實現了全球基礎地理信息的全面共用，例如，Google Earth系統實現了全球多解析度的基礎地理信息共用，天地圖實現了數字中國基礎地理信息共用。如今，人們從Internet上可以很容易獲取自己所需的非涉密數據。

　　基於數字水利的信息共用體現在以下幾方面：

　　1)數字水利將傳統的紙質信息數字化，建立大型水利信息資料庫，為信息共用打下了堅實基礎，可以實現一個部門的橫向信息共用；

　　2)基於Intemet和WebGIS技術，可以實現國家整個水利系統的縱向信息共用，比如從國家水利部到市縣級水利部門的信息共用；

　　3)通過科研和項目協作，基於數字水利可以實現水利與相關部門的橫向信息共用，例如與地質、氣象、環境、國土、農林業等部門的信息共用，跨區域大型水利工程的信息協調與共用等。

　　信息共用是信息時代的主題。地理信息和專題信息的共用不但可以避免重覆生產、重覆建設，大大降低生產成本，而且還可以促進地區合作、部門合作、科研合作、生產合作等，提高信息技術生產力，促進社會經濟的快速發展。

　　5.數字水利營造了數字水文化環境

　　一定時期的人文文化理念總是和當時的社會生產力發展水平相適應。正如青銅器產生了農業文化，鐵器推進了工業文化發展一樣，硅器(信息)技術催生了數字文化。同理，數字水利催生了現代數字水文化。

　　在數字水利的概念中，除信息系統的建設外，其他與信息系統管理、應用、效應、影響與滲透等密切相關的各種因素稱為數字水利文化環境，主要由信息技術、政策體系、精神文化、技術更新、數字生活和數字工作等6大要素構成，是與數字水利主體(信息系統)相適應的大環境。數字水文化的實質與精髓就是追求從業人員、水利信息系統和水利業務三和諧。

• 曹巨集文.數字水利到智慧水利的構想(J).測繪標準化.2013,4