水利前言講座--第一講 數(shù)字水利概述

1、 水利工程學科前沿講座水利工程學科前沿講座n水之源？水利工程學科前沿講座水利工程學科前沿講座水利工程前沿學科 有哪些？ 水利工程學科前沿講座n水利工程前沿學科 之一：n數(shù)字水利 數(shù)字水利講稿數(shù)字水利講稿 主講主講: 陳炳貴陳炳貴第一講、數(shù)字水利概述第一講、數(shù)字水利概述 (1)(1)數(shù)字水利的概念數(shù)字水利的概念 n(2)(2)數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景n(3)(3)數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術n(4)(4)數(shù)字水利的特點數(shù)字水利的特點 n(5)(5)數(shù)字水利的應用前景數(shù)字水利的應用前景 n(6)(6)數(shù)字水利與中國水利現(xiàn)代化數(shù)字水利與中國水利現(xiàn)代化 一一.數(shù)字水

2、利的概念數(shù)字水利的概念1.數(shù)字水利的提出原由數(shù)字水利的提出原由:水利行業(yè)是一個歷史十分悠久的行業(yè)，水利行業(yè)是一個歷史十分悠久的行業(yè)，也是信息十分密集的行業(yè)。也是信息十分密集的行業(yè)。一方面，水利部門要向國家和相關行一方面，水利部門要向國家和相關行業(yè)提供大量的水利信息，如汛情旱情業(yè)提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水量水質信息、水環(huán)境信息和信息、水量水質信息、水環(huán)境信息和水工程信息等，水工程信息等，一一. 數(shù)字水利的概念數(shù)字水利的概念n另一方面，水利本身了離不開相關行另一方面，水利本身了離不開相關行業(yè)的信息支持，如氣象信息、地理地業(yè)的信息支持，如氣象信息、地理地質信息、社會經濟信息等。當今信息質

3、信息、社會經濟信息等。當今信息技術飛速發(fā)展，對水利信息的采集、技術飛速發(fā)展，對水利信息的采集、處理、共享的方式都發(fā)生了翻天覆地處理、共享的方式都發(fā)生了翻天覆地的變化，信息技術加速向水利行業(yè)滲的變化，信息技術加速向水利行業(yè)滲透，水利行業(yè)面臨著全面技術升級的透，水利行業(yè)面臨著全面技術升級的大好機遇。大好機遇。一一. 數(shù)字水利的概念數(shù)字水利的概念n水利政務、防汛減災、水資源監(jiān)控調度、水利政務、防汛減災、水資源監(jiān)控調度、水環(huán)境綜合治理、大型工程的設計和施工、水環(huán)境綜合治理、大型工程的設計和施工、大中型灌區(qū)的綜合管理等都迫切需要采用大中型灌區(qū)的綜合管理等都迫切需要采用計算機技術、通訊網(wǎng)絡技術、微電子技術

4、、計算機技術、通訊網(wǎng)絡技術、微電子技術、計算機輔助設計技術、計算機輔助設計技術、3S技術（遙感、地技術（遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)）等一系列高理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)）等一系列高新技術進行技術改造新技術進行技術改造.一一. 數(shù)字水利的概念數(shù)字水利的概念2.數(shù)字水利定義數(shù)字水利定義: 利用以信息技術為核心的一系列高新技利用以信息技術為核心的一系列高新技術對水利行業(yè)進行全面技術升級和改造術對水利行業(yè)進行全面技術升級和改造這一過程形象地稱為數(shù)字水利這一過程形象地稱為數(shù)字水利. 二二. .數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景n1.社會社會背景背景 新的治水思路立足于可持續(xù)發(fā)展這一基新的治水思路立

5、足于可持續(xù)發(fā)展這一基本理念，著眼于人與自然的協(xié)調共處，本理念，著眼于人與自然的協(xié)調共處，把水利放在自然和國民經濟宏觀巨型系把水利放在自然和國民經濟宏觀巨型系統(tǒng)中統(tǒng)籌考慮，水利信息的種類和來源統(tǒng)中統(tǒng)籌考慮，水利信息的種類和來源大大擴展了，對信息需要更加深度的加大大擴展了，對信息需要更加深度的加工和處理，新的治水思路迫切需要先進工和處理，新的治水思路迫切需要先進的技術手段提供支持的技術手段提供支持 .1）人與自然要和協(xié)相處，人類在探）人與自然要和協(xié)相處，人類在探索利用水索利用水,土土,氣平衡轉化規(guī)律的同時氣平衡轉化規(guī)律的同時,更要深刻充分地尊重這種自然規(guī)律，更要深刻充分地尊重這種自然規(guī)律，在防止水

6、對人類的侵害的同時，要在防止水對人類的侵害的同時，要特別注意防止人類對水的侵害。特別注意防止人類對水的侵害。 二二.數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景2）以水資源的可持續(xù)利用支持社會）以水資源的可持續(xù)利用支持社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。強調淡水資源的經濟的可持續(xù)發(fā)展。強調淡水資源的稀缺性；強調水資源對社會經濟發(fā)展稀缺性；強調水資源對社會經濟發(fā)展的剛性約束，從以需定供轉變?yōu)橐怨┑膭傂约s束，從以需定供轉變?yōu)橐怨┒ㄐ?；對水資源開發(fā)、利用和治理的定需；對水資源開發(fā)、利用和治理的同時要特別強調對水資源的配置、節(jié)同時要特別強調對水資源的配置、節(jié)約和保護；對水資源的利用要實現(xiàn)代約和保護；對水資源的利用要實現(xiàn)代際

7、公平際公平 .二二.數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景3） 在重視水利工程建設的同時，要特在重視水利工程建設的同時，要特別重視非工程措施，并強調科學管理和別重視非工程措施，并強調科學管理和先進技術的使用；先進技術的使用； 4） 水不僅是一種資源，而且可以成為水不僅是一種資源，而且可以成為商品，在市場經濟條件下可以形成水權商品，在市場經濟條件下可以形成水權和水市場。和水市場。 5）水資源必須實行統(tǒng)一管理和調度。）水資源必須實行統(tǒng)一管理和調度。 二二.數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景二二.數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景n國務院日前發(fā)布的國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見:n將改變

8、地方經濟社會發(fā)展綜合評價體系和縣級以上人民政府官員考核和問責制度，衡量水資源開發(fā)、利用、節(jié)約和保護等的一些主要“水指標”將納入上述體系及制度，水資源管理與保護將真正提升至各地經濟社會發(fā)展的首要任務之一。 二二.數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景n針對當前水資源過度開發(fā)、粗放利用、水污染嚴重三個方面的突出問題，國務院出臺意見首次明確了水資源管理“三條紅線”，主要是嚴格控制用水總量過快增長、著力提高用水效率、嚴格控制入河湖排污總量。所劃的紅線2030年是7000億立方米，而我們現(xiàn)在的用水量是剛剛6000億立方米，我們還有1000億利用的空間。我們現(xiàn)在要嚴格的要求，主要是著眼于騰出一定的發(fā)展空間，

9、保留發(fā)展后勁 二二.數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景n萬元工業(yè)增加值用水量降低到40立方米以下，農田灌溉水有效利用系數(shù)提高到0.6以上；主要污染物入河湖總量控制在水功能區(qū)納污能力范圍之內，水功能區(qū)水質達標率提高到95%以上。 n2.技術背景技術背景n信息技術飛速發(fā)展信息技術飛速發(fā)展,計算機主頻不斷提高計算機主頻不斷提高,操作系統(tǒng)不斷升級操作系統(tǒng)不斷升級,寬帶互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)寬帶互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn),傳感傳感器技術日趨成熟器技術日趨成熟,為信息采集、傳輸、處為信息采集、傳輸、處理、共享、控制提供了前所未有的技術理、共享、控制提供了前所未有的技術手段和解決方案，將對水利的科研、規(guī)手段和解決方案，將對水利的科研

10、、規(guī)劃、設計、施工和管理產生全方位的影劃、設計、施工和管理產生全方位的影響，為水利行業(yè)全面技術升級提供了可響，為水利行業(yè)全面技術升級提供了可能能 .二二. .數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景二二.數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景 信息技術正在加速向水利行業(yè)滲信息技術正在加速向水利行業(yè)滲透，遠程遙測自動化技術為水資透，遠程遙測自動化技術為水資源監(jiān)測提供了千里眼，計算機主源監(jiān)測提供了千里眼，計算機主頻的不斷提高使得對大面積水流頻的不斷提高使得對大面積水流進行快速實時模擬成為可能，進行快速實時模擬成為可能，二二.數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景n如火如荼的技術將水資源與如火如荼的技術將水

11、資源與自然界的交互作用真實地再現(xiàn)在人自然界的交互作用真實地再現(xiàn)在人們眼前，不斷發(fā)展的數(shù)據(jù)庫技術使們眼前，不斷發(fā)展的數(shù)據(jù)庫技術使得大量有關水資源的各類數(shù)據(jù)存儲得大量有關水資源的各類數(shù)據(jù)存儲檢索變得容易，衛(wèi)星遙感技術使大檢索變得容易，衛(wèi)星遙感技術使大面積災害監(jiān)測和評估成為現(xiàn)實面積災害監(jiān)測和評估成為現(xiàn)實二二.數(shù)字水利提出的背景數(shù)字水利提出的背景 所有這一切表明：所有這一切表明： 中國水利現(xiàn)代化的技術條件已經成熟。中國水利現(xiàn)代化的技術條件已經成熟。 良良好的宏觀環(huán)境，準確的市場定位，明確的好的宏觀環(huán)境，準確的市場定位，明確的工作目標，清晰的治水思路，成熟的技術工作目標，清晰的治水思路，成熟的技術條件，

12、這就是對當前水利發(fā)展形勢的總估條件，這就是對當前水利發(fā)展形勢的總估計，如何整合水利行業(yè)的資源，抓住這一計，如何整合水利行業(yè)的資源，抓住這一難得的發(fā)展機遇實現(xiàn)中國水利現(xiàn)代化是擺難得的發(fā)展機遇實現(xiàn)中國水利現(xiàn)代化是擺在全體水利同仁面前一個宏大的課題。在全體水利同仁面前一個宏大的課題。 三三. .數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術1）數(shù)字水利的關鍵技術數(shù)字水利的關鍵技術 氣象、水文、地質、電力、航運、建筑、氣象、水文、地質、電力、航運、建筑、計算機、通訊、管理、經濟、環(huán)境、法計算機、通訊、管理、經濟、環(huán)境、法律等多學科、多專業(yè)的知識和技術律等多學科、多專業(yè)的知識和技術。具具體如下體如

13、下:A、傳感器微電子技術傳感器微電子技術 ; B、3S技術技術 ;C、通訊網(wǎng)絡技術、通訊網(wǎng)絡技術 ; D、數(shù)學模擬技術數(shù)學模擬技術 ;E、數(shù)據(jù)庫技術、數(shù)據(jù)庫技術 ; F、CADCAM技術技術 CADCAM; G、系統(tǒng)集成技術、系統(tǒng)集成技術 數(shù)字水利的關鍵技術數(shù)字水利的關鍵技術 3.3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術術A、傳感器微電子技術傳感器微電子技術 傳感器傳感器技術是水利信息自動化采集的技術是水利信息自動化采集的基礎，通過對信息采集點合理基礎，通過對信息采集點合理布置，有關的水利信息（如雨布置，有關的水利信息（如雨情、水情、工情、災情、水質情、水情、工情、災情、水質等等

14、）監(jiān)控指標通過傳感器轉等等）監(jiān)控指標通過傳感器轉化為電子信號再傳送到控制中化為電子信號再傳送到控制中心，實現(xiàn)遠程自動化遙測和遙心，實現(xiàn)遠程自動化遙測和遙控。控。 3.3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術術 B、3S技術技術 3S技術是遙感（技術是遙感（RS)、地理、地理信息系統(tǒng)（信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位）、全球定位系統(tǒng)（系統(tǒng)（GPS）的統(tǒng)稱）的統(tǒng)稱,是以處理是以處理地球表面信息為主要特征的空地球表面信息為主要特征的空間信息技術。間信息技術。3.3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術遙感是采用衛(wèi)星、雷達等航天觀測技遙感是采用衛(wèi)星、雷達等航天觀測技術對地球表

15、面進行連續(xù)觀測并經過一術對地球表面進行連續(xù)觀測并經過一系列分析處理獲得地球表況特征信息系列分析處理獲得地球表況特征信息的一種新技術；的一種新技術； 地理信息系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)（GIS）通過計算）通過計算機技術，對各種與地理位置有關機技術，對各種與地理位置有關的信息進行采集、存儲、檢索、的信息進行采集、存儲、檢索、顯示和分析，將水利專業(yè)屬性數(shù)顯示和分析，將水利專業(yè)屬性數(shù)據(jù)與空間位置直觀地聯(lián)系起來，據(jù)與空間位置直觀地聯(lián)系起來，為水利信息可視化表達提供了強為水利信息可視化表達提供了強有力的技術手段。有力的技術手段。 3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術3.3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)

16、和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術n全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(GPS)可以對地表可以對地表 空間任一位置準確定位，在水下地空間任一位置準確定位，在水下地形測量、防汛搶險實時指揮等方面形測量、防汛搶險實時指揮等方面有廣泛的應用。有廣泛的應用。 3. 3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術nC、通訊網(wǎng)絡技術、通訊網(wǎng)絡技術 n水利信息的傳輸、共享必須依賴通訊水利信息的傳輸、共享必須依賴通訊網(wǎng)絡技術。當今，以網(wǎng)絡技術。當今，以TCP/IP為主要為主要通訊協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)技術飛速發(fā)展，通通訊協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)技術飛速發(fā)展，通訊和計算機網(wǎng)絡技術已融為一體，構訊和計算機網(wǎng)絡技術已融為一體，構筑統(tǒng)一的筑

17、統(tǒng)一的IP寬帶網(wǎng)絡是大勢所趨，寬帶網(wǎng)絡是大勢所趨，各種數(shù)據(jù)流、語音流、視頻流均在統(tǒng)各種數(shù)據(jù)流、語音流、視頻流均在統(tǒng)一的一的IP寬帶網(wǎng)絡上傳輸。寬帶網(wǎng)絡上傳輸。 隨著寬帶網(wǎng)絡時代的到來，水利信息隨著寬帶網(wǎng)絡時代的到來，水利信息的傳輸速度將大大加快，實時動態(tài)視的傳輸速度將大大加快，實時動態(tài)視頻的流暢傳輸成為現(xiàn)實，為水利信息頻的流暢傳輸成為現(xiàn)實，為水利信息的可視化提供基礎技術條件。水利專的可視化提供基礎技術條件。水利專用通訊網(wǎng)絡的設計和建設必須充分考用通訊網(wǎng)絡的設計和建設必須充分考慮網(wǎng)絡技術的最新發(fā)展趨勢，充分利慮網(wǎng)絡技術的最新發(fā)展趨勢，充分利用豐富的公網(wǎng)資源，做到公網(wǎng)與專網(wǎng)用豐富的公網(wǎng)資源，做到公

18、網(wǎng)與專網(wǎng)互為聯(lián)通、互為備用?；槁?lián)通、互為備用。 3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術3.3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術D、數(shù)學模擬技術數(shù)學模擬技術 數(shù)學模擬是運用數(shù)學模型和計算機技術對自然系統(tǒng)進行仿真模擬的技術，在水利領域有較早的應用歷史，由于計算機主頻和內存不斷提高和擴大，對天氣系統(tǒng)、水流運動、水環(huán)境變化都能進行各種尺度的實時模擬，為準確揭示和把握水資源運動規(guī)律提供了先進的技術手段。3.3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術 數(shù)學模擬技術是數(shù)字水利的核心技數(shù)學模擬技術是數(shù)字水利的核心技術，它以各種水利專業(yè)模型為內核，術，它以各

19、種水利專業(yè)模型為內核，對各種水利信息進行綜合計算處理。對各種水利信息進行綜合計算處理。 3.3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術E、數(shù)據(jù)庫技術、數(shù)據(jù)庫技術 數(shù)據(jù)庫為各種水利信息的存儲和快速數(shù)據(jù)庫為各種水利信息的存儲和快速檢索提供了技術手段。雨情、水情、檢索提供了技術手段。雨情、水情、工情、災情各種實時數(shù)據(jù)、預報數(shù)據(jù)，工情、災情各種實時數(shù)據(jù)、預報數(shù)據(jù)，水資源遙感信息、地理數(shù)據(jù)等都需要水資源遙感信息、地理數(shù)據(jù)等都需要以字段編碼的形式按一定的表結構有以字段編碼的形式按一定的表結構有效地組織起來形成支撐數(shù)字水利的數(shù)效地組織起來形成支撐數(shù)字水利的數(shù)據(jù)庫。據(jù)庫。 3.3.數(shù)字水利所涉及

20、的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術各類水利數(shù)據(jù)庫的建設是一項長期各類水利數(shù)據(jù)庫的建設是一項長期艱苦細致的工作，為適應信息互聯(lián)艱苦細致的工作，為適應信息互聯(lián)共享的要求，對各類數(shù)據(jù)庫字段編共享的要求，對各類數(shù)據(jù)庫字段編碼進行統(tǒng)一的設計以形成行業(yè)規(guī)范碼進行統(tǒng)一的設計以形成行業(yè)規(guī)范是目前水利信息化一項極其最迫的是目前水利信息化一項極其最迫的任務。任務。 3.3.數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術F、CADCAM技術技術 CADCAM它們是計算機輔助設計和計算機輔它們是計算機輔助設計和計算機輔助制造的簡稱助制造的簡稱，在水利勘測設計和在水利勘測設計和水電設備制造等領域有廣泛的應用。

21、水電設備制造等領域有廣泛的應用。 三三. .數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術 在目前通用的在目前通用的CAD平臺上進行二次開平臺上進行二次開發(fā)，開發(fā)出集水利專業(yè)計算模型與自發(fā)，開發(fā)出集水利專業(yè)計算模型與自動成圖為一體的水利動成圖為一體的水利CAD設計平臺是設計平臺是水利工程自動化設計的努力方向；在水利工程自動化設計的努力方向；在水電設備制造領域，水電設備制造領域，CAM在設備的精在設備的精密加工和自動控制方面可以發(fā)揮重要密加工和自動控制方面可以發(fā)揮重要作用。作用。 三三. .數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術G、系統(tǒng)集成技術、系統(tǒng)集成技術 系統(tǒng)集成技術涵蓋

22、的范圍比較寬泛，系統(tǒng)集成技術涵蓋的范圍比較寬泛，即有硬件設備的集成，也有軟件組即有硬件設備的集成，也有軟件組件的集成。硬件設備的集成好壞主件的集成。硬件設備的集成好壞主要受制于社會當時儀器設備制造水要受制于社會當時儀器設備制造水平的高低，而軟件組件的集成好壞平的高低，而軟件組件的集成好壞直接與系統(tǒng)集成商水平高低相關。直接與系統(tǒng)集成商水平高低相關。 三三. .數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術數(shù)字水利所涉及的專業(yè)和技術n對于水利系統(tǒng)而言，重硬件輕軟件的對于水利系統(tǒng)而言，重硬件輕軟件的傳統(tǒng)觀念嚴重影響著水利各類專業(yè)業(yè)傳統(tǒng)觀念嚴重影響著水利各類專業(yè)業(yè)務系統(tǒng)的集成建設，最終導致硬件設務系統(tǒng)的集成建設，最終導致

23、硬件設備的閑置和系統(tǒng)不能有效運行，因此，備的閑置和系統(tǒng)不能有效運行，因此，軟件組件的集成在水利業(yè)務系統(tǒng)建設軟件組件的集成在水利業(yè)務系統(tǒng)建設方面顯得尤其重要，開發(fā)出各類高水方面顯得尤其重要，開發(fā)出各類高水平的水利專業(yè)軟件組件是數(shù)字水利在平的水利專業(yè)軟件組件是數(shù)字水利在我國得以興旺發(fā)達的關鍵。我國得以興旺發(fā)達的關鍵。 四四. 數(shù)字水利的特點數(shù)字水利的特點 n數(shù)字水利有三大鮮明的特點：數(shù)字水利有三大鮮明的特點：交叉、集成、創(chuàng)新交叉、集成、創(chuàng)新。 n交叉交叉主要是指知識的交叉、主要是指知識的交叉、專業(yè)的交叉、技術的交叉。專業(yè)的交叉、技術的交叉。 四四. 數(shù)字水利的特點數(shù)字水利的特點 數(shù)字水利不僅需要自

24、然科學方面的知識，數(shù)字水利不僅需要自然科學方面的知識，而且更需要社會科學方面的知識，不僅需而且更需要社會科學方面的知識，不僅需要水利專業(yè)的技術，而且需要其它相關行要水利專業(yè)的技術，而且需要其它相關行業(yè)和業(yè)和IT行業(yè)的技術。行業(yè)的技術。四四. 數(shù)字水利的特點數(shù)字水利的特點數(shù)字水利致力于采用一系列的高新技術手數(shù)字水利致力于采用一系列的高新技術手段將水利放在社會、經濟和自然綜合環(huán)段將水利放在社會、經濟和自然綜合環(huán)境中進行整體研究開發(fā)，實現(xiàn)跨領域、境中進行整體研究開發(fā)，實現(xiàn)跨領域、跨學科、跨專業(yè)的聯(lián)合攻關。數(shù)字水利跨學科、跨專業(yè)的聯(lián)合攻關。數(shù)字水利這一特點對人才提出了更高的要求，將這一特點對人才提出了

25、更高的要求，將對現(xiàn)行的水利人才培養(yǎng)體制和學科設置對現(xiàn)行的水利人才培養(yǎng)體制和學科設置提出嚴峻挑戰(zhàn)。提出嚴峻挑戰(zhàn)。四四. 數(shù)字水利的特點數(shù)字水利的特點集成集成就是對與水利有關的各類知識和就是對與水利有關的各類知識和技術進行全面整合技術進行全面整合。知識和技術的交叉不是胡亂的組合，而是著眼于解決中國 三大水問題而對相關的知識和技術進行有序整合。四四. 數(shù)字水利的特點數(shù)字水利的特點綜合集成各類高新技術以建設先進綜合集成各類高新技術以建設先進高效的水利業(yè)務系統(tǒng)為目標是實高效的水利業(yè)務系統(tǒng)為目標是實施數(shù)字水利的核心內容。施數(shù)字水利的核心內容。 四四. 數(shù)字水利的特點數(shù)字水利的特點n創(chuàng)新創(chuàng)新n意味著沒有現(xiàn)成

26、的技術模式可以意味著沒有現(xiàn)成的技術模式可以照搬，將各類高新技術全面引入照搬，將各類高新技術全面引入水利行業(yè)需要艱苦的技術創(chuàng)新。水利行業(yè)需要艱苦的技術創(chuàng)新。 四四. 數(shù)字水利的特點數(shù)字水利的特點nIT技術日新月異，各類先進的技術設技術日新月異，各類先進的技術設備不斷涌現(xiàn)，我們必須在紛紜繁雜的備不斷涌現(xiàn)，我們必須在紛紜繁雜的技術潮流中準確把握數(shù)字水利的關鍵技術潮流中準確把握數(shù)字水利的關鍵技術，認真處理好技術，認真處理好“變變”與與“不變不變”的關系，正確區(qū)分哪些是亙古不變的的關系，正確區(qū)分哪些是亙古不變的水資源運動規(guī)律，哪些是變化較少的水資源運動規(guī)律，哪些是變化較少的的東西（如信息流程），哪些是變

27、化的東西（如信息流程），哪些是變化較快的技術手段。較快的技術手段。四四. 數(shù)字水利的特點數(shù)字水利的特點n對前人研究的成果要虛心研究吸收，對前人研究的成果要虛心研究吸收，對日新月異的新技術要努力跟蹤學對日新月異的新技術要努力跟蹤學習，只有這樣，數(shù)字水利才有發(fā)展習，只有這樣，數(shù)字水利才有發(fā)展的基礎，才有不斷創(chuàng)新的源泉和動的基礎，才有不斷創(chuàng)新的源泉和動力。力。 五五 數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成 n數(shù)字水利應用系統(tǒng)主要由采集層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)層、應用層、表示層、接口層、支撐層七個部分組成（圖2） 五五 數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成n1 采集層 水利信息化系統(tǒng)是建立在信息基礎之上

28、的，而這些信息的獲得需要通過不同手段和措施；這些獲得信息的手段和措施以及相應的采集點就組成了采集層。采集層采集的內容有氣象、水雨情、工情、旱情、圖像、水質、地下水、水土保持等信息，采集手段包括遙感、遙測和其他傳感器自動采集、云臺攝像、手工輸入、通過數(shù)據(jù)接口自動獲取等；具體的采集內容、手段、采集地點的布局等根據(jù)具體系統(tǒng)決定。五五 數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成n2 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡層為信息共享和數(shù)據(jù)傳輸提供基礎，網(wǎng)絡的建設一般根據(jù)實際情況采用公網(wǎng)和專網(wǎng)相結合的方式。 五五 數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成n3 數(shù)據(jù)層 數(shù)據(jù)層通過建立所有與水利相關的數(shù)據(jù)的模型或結構，使應用層能夠更方

29、便、更快捷地獲得各種水利信息，產生各種水利應用。因為面對的是海量的異構的數(shù)據(jù)，還要兼顧直接的面向信息的應用。此外，數(shù)據(jù)結構的建立必須遵循相關標準，以便為上級或下級系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。 五五 數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成n4、應用層 應用層建立在數(shù)據(jù)層的基礎之上，通過建立各種應用模型如洪水演進模型、排水模型等，提供水利行業(yè)的各種應用功能。如水利信息服務、統(tǒng)計分析、虛擬仿真、預報決策等。應用層通過充分利用數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)以及最先進的信息技術如3S等，建立虛擬的數(shù)字水利，從而能夠更好的利用水利為人類服務。 五五 數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成n5 表示層 表示層以瀏覽器為載體，直接向

30、從事水利的各級人員提供其所需要的相關功能或信息服務 五五 數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成n6 接口層 接口層通過向各級水利系統(tǒng)提供網(wǎng)絡接口、數(shù)據(jù)接口和系統(tǒng)接口使各類信息得到充分共享，各級水利系統(tǒng)成為一個有機的整體，最終形成“數(shù)字水利” 五五 數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成n7 支撐層 支撐層通過相關的標準體系以及最新的技術，保證整個系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、有效的運行。 六、水利決策支持系統(tǒng) n根據(jù)水利工作的實際情況，水利決策支持系統(tǒng)包括：防汛決策支持系統(tǒng)、抗旱決策支持系統(tǒng)、水資源決策支持系統(tǒng)、水環(huán)境決策支持系統(tǒng)、水土保持決策支持系統(tǒng)、水利綜合會商系統(tǒng)等（圖3） 六、水利決策支持系統(tǒng)

31、n1 防汛決策支持系統(tǒng) n系統(tǒng)的建設是保障防汛抗洪工作有效和科學的前提條件，在實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立的前提下，可以利用遙測數(shù)據(jù)、遙感圖片等進行相應的暴雨預報、洪水預報、洪水調度等工作，可以提前為防汛抗洪工作做出指導性的預報、預警措施。六、水利決策支持系統(tǒng)n當前，水資源緊缺成為世界性問題，引起學術界和各國政府的關注。洪水不僅是災害，同時，洪水調度已成為水資源研究的新課題，是“資源水利”的重要組成。六、水利決策支持系統(tǒng)2、抗旱決策支持系統(tǒng) 抗旱決策支持系統(tǒng)有兩類數(shù)據(jù)源，一是遙感數(shù)據(jù)源、另一類是旱情監(jiān)測站采集的旱情信息數(shù)據(jù)。六、水利決策支持系統(tǒng)n抗旱決策支持系統(tǒng)在遙感圖片基礎上，結合相關的計算模型進行

32、計算，可以快速、準確的獲得同一時期內大范圍的土壤含水量信息以提供第一手的輔助決策資料。同時也可以根據(jù)地面旱情固定、流動監(jiān)測站采集的地下水埋深、土壤含水量、土壤溫濕度等數(shù)據(jù)，作為區(qū)域遙感數(shù)據(jù)校正的參考。六、水利決策支持系統(tǒng)n3 水資源決策支持系統(tǒng) n系統(tǒng)在水資源數(shù)據(jù)庫及地理數(shù)據(jù)庫的基礎上，采用相關的數(shù)學模型進行計算，評價水資源量、預測水資源量、對水資源進行優(yōu)化管理和科學調度。 六、水利決策支持系統(tǒng)n4 水環(huán)境決策支持系統(tǒng)n在水環(huán)境數(shù)據(jù)庫及地理數(shù)據(jù)庫的基礎上，采用相關的數(shù)學模型進行計算，評價水質、預測模擬水質變化、計算水環(huán)境容量、控制規(guī)劃污染物總量。水環(huán)境決策支持系統(tǒng)將成為環(huán)境管理和環(huán)境執(zhí)法重要依

33、據(jù)。 六、水利決策支持系統(tǒng)n5 水土保持決策支持系統(tǒng) n系統(tǒng)是建立在水土流失數(shù)據(jù)庫和地理系統(tǒng)是建立在水土流失數(shù)據(jù)庫和地理數(shù)據(jù)庫的基礎上，利用水土流失評價數(shù)據(jù)庫的基礎上，利用水土流失評價及治理數(shù)學模型技術，采用智能決策及治理數(shù)學模型技術，采用智能決策支持系統(tǒng)的思想建立水土流失模型庫，支持系統(tǒng)的思想建立水土流失模型庫，為水土流失的評價及預測提供強大的為水土流失的評價及預測提供強大的決策支持。決策支持。六、水利決策支持系統(tǒng)n水土保持決策支持系統(tǒng)的研究不僅對土壤侵蝕的評價提供科學方法，水土保持決策支持系統(tǒng)與實時水保監(jiān)測系統(tǒng)的集成將為保障水土保持治理工程的科學性，并指導水保工程的規(guī)劃和實施。六、水利決策

34、支持系統(tǒng)n6 水利綜合會商系統(tǒng)水利綜合會商系統(tǒng) n水利綜合會商系統(tǒng)集中展示上述各種決策支持系統(tǒng)提供的關于防汛、抗旱、水資源、水環(huán)境、水土保持等數(shù)據(jù)，為水利部門主管領導提供集成的會商環(huán)境，便于會商人員迅速地作出科學決策，下達會商命令，以預防或盡量減少未來可能造成的各種損失。 七七.數(shù)字水利的應用前景數(shù)字水利的應用前景 七七.數(shù)字水利的應用前景數(shù)字水利的應用前景七七.數(shù)字水利的應用前景數(shù)字水利的應用前景B、 防汛減災防汛減災 綜合運用遠程自動遙測技術、綜合運用遠程自動遙測技術、3S技術、技術、通訊網(wǎng)絡技術、數(shù)值預報技術和數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡技術、數(shù)值預報技術和數(shù)據(jù)庫技術實現(xiàn)防汛信息的自動采集、傳庫技術實現(xiàn)

35、防汛信息的自動采集、傳輸、處理、存儲、查詢和集成，做到輸、處理、存儲、查詢和集成，做到信息傳遞及時、洪水預報準確、調度信息傳遞及時、洪水預報準確、調度指揮優(yōu)化、防汛管理可視，為現(xiàn)代防指揮優(yōu)化、防汛管理可視，為現(xiàn)代防汛指揮提供強大的決策支持。汛指揮提供強大的決策支持。 七七.數(shù)字水利的應用前景數(shù)字水利的應用前景C、 水資源配置管理水資源配置管理 以計算機通訊網(wǎng)絡技術為依托，以規(guī)范化、標準化的水資源綜合數(shù)據(jù)庫為基礎，以水資源供需平衡和優(yōu)化調度模型為內核，實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置管理。 七七.數(shù)字水利的應用前景數(shù)字水利的應用前景 D、 水環(huán)境治理水環(huán)境治理 綜合運用遙感技術、綜合運用遙感技術、GIS技術對

36、衛(wèi)星技術對衛(wèi)星照片進行解譯和信息處理，建立全國照片進行解譯和信息處理，建立全國各區(qū)域水土保持動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)；以水各區(qū)域水土保持動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)；以水質站網(wǎng)為依托，以污染源數(shù)據(jù)庫為基質站網(wǎng)為依托，以污染源數(shù)據(jù)庫為基礎，以水量水質模擬為核心，以礎，以水量水質模擬為核心，以GIS系統(tǒng)作為查詢交互平臺，建立水環(huán)境系統(tǒng)作為查詢交互平臺，建立水環(huán)境動態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)。動態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)。 七七.數(shù)字水利的應用前景數(shù)字水利的應用前景nE、水利工程建設、水利工程建設n 水利工程建設從規(guī)劃、設計、施工水利工程建設從規(guī)劃、設計、施工到運行維護均可采用一系列以計算到運行維護均可采用一系列以計算機技術為核心的信息技術全面提升機

37、技術為核心的信息技術全面提升自動化水平。規(guī)劃信息管理系統(tǒng)的自動化水平。規(guī)劃信息管理系統(tǒng)的建立可以實現(xiàn)滾動規(guī)劃和管理建立可以實現(xiàn)滾動規(guī)劃和管理.七七.數(shù)字水利的應用前景數(shù)字水利的應用前景n水利水利CAD設計平臺可以大大提高設計平臺可以大大提高設計方案的準確性和成圖效率，項設計方案的準確性和成圖效率，項目管理軟件可以加快項目施工進度目管理軟件可以加快項目施工進度和節(jié)約成本，水利工程的自動化監(jiān)和節(jié)約成本，水利工程的自動化監(jiān)控可以全面提高工程的運行管理水控可以全面提高工程的運行管理水平。平。 八八.數(shù)字水利與中國水利現(xiàn)代化數(shù)字水利與中國水利現(xiàn)代化 n數(shù)字水利以新的治水思路為指導，數(shù)字水利以新的治水思路為指導，緊密跟蹤當前科技的最新技術和緊密跟蹤當前科技的最新技術和發(fā)展趨勢，從水利信息流入手，發(fā)展趨勢，從水利信息流入手，將以計算機為核心的信息技術全將以計算機為核心的信息技術全面引入水利行業(yè)，對于實現(xiàn)中國面引入水利行業(yè)，對于實現(xiàn)中國水利現(xiàn)代化提供了可操作的具體水利現(xiàn)代化提供了可操作的具體內容內容。 八八.數(shù)字水利與中國水利現(xiàn)代化數(shù)字水利與中國水利現(xiàn)代化n科學的現(xiàn)代水利觀念、高效合理的管科學的現(xiàn)代水利觀念、高效合理的管理體制、先進合理的業(yè)務流程和技術理體制、先進合理的業(yè)務流程和技術手段、手段、 高素質的專業(yè)人才隊伍高素質的專業(yè)人才隊伍 、全、全面的資源整合、最終達成