水庫大壩管理信息化技術(shù)

水庫大壩管理信息化技術(shù)目錄1概述2水庫大壩管理信息化的主要技術(shù)3安全監(jiān)測信息化4水雨情測報信息化5水庫調(diào)度管理信息化6大壩風(fēng)險評估與應(yīng)急管理信息化7水庫大壩日常管理信息化8水庫大壩管理信息化系統(tǒng)開發(fā)1概述水庫大壩管理1.1我國水庫大壩管理概況水庫是在河道、山谷、低洼地及地下透水層修建擋水壩或堤堰、隔水墻，形成集水的人工湖，具有多方面的功能,如調(diào)節(jié)河川徑流、防洪、供水、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖、航運(yùn)、旅游、改善環(huán)境等，具有重要的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義。1.1.1水庫大壩概況1.1我國水庫大壩管理概況大壩是擋水建筑物的代表形式,一般分為混凝土重力壩、混凝土拱壩、土石壩等。我國是世界上水庫大壩最多的國家,根據(jù)水利部和國家統(tǒng)計局2013年發(fā)布的《第一次全國水利普查公報》統(tǒng)計資料,我國共有水庫98002座,總庫容9323.12億m3。水庫大壩在防洪、發(fā)電、供水、灌溉等方面發(fā)揮了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會安定起到了巨大作用。我國水庫大多建于20世紀(jì)50--70年代,由于歷史原因,大量水庫存在病險情和不安全因素,對水庫所在地區(qū)構(gòu)成潛在威脅。1.1.1水庫大壩概況1.1我國水庫大壩管理概況2020年5月中旬，美國密歇根州大范圍持續(xù)降雨，河道水位暴漲。5月19日下午7:30（當(dāng)?shù)貢r間），提塔巴瓦西河（Tittabawassee）河上的伊登維爾（Edenville）大壩發(fā)生潰壩事故，潰壩洪水下泄后，于晚上8:49造成下游桑福德（Sanford）大壩發(fā)生漫頂破壞。1.1.2國際潰壩事件1.美國密歇根州伊登維爾大壩與桑福德大壩潰壩事故1.1我國水庫大壩管理概況烏茲別克斯坦薩爾多巴水庫于2017年完工，依錫爾河（SidaryoRiver）而建，水庫類似我國引水注入式的平原水庫，由西、北、東三段堤壩圍成，庫容9.22億m3（相當(dāng)于我國大（2）型水庫），水庫功能以灌溉供水為主，兼顧漁業(yè)和水力發(fā)電。薩爾多巴水庫潰壩發(fā)生前，烏茲別克斯坦正在遭受強(qiáng)臺風(fēng)襲擊，潰壩發(fā)生在當(dāng)?shù)貢r間2020年5月1日6時左右，潰口位于水庫西側(cè)壩體，根據(jù)潰壩前后的衛(wèi)星圖片顯示，大壩潰決時水庫處于較高水位運(yùn)行，潰壩后大部分庫水迅速下泄，造成水庫以北的烏茲別克斯坦至哈薩克斯坦部分地區(qū)大量農(nóng)田和多座村莊被淹，約7萬名當(dāng)?shù)鼐用癖皇枭?，并造?人死亡、56人受傷。1.1.2國際潰壩事件1.烏茲別克斯坦薩爾多巴水庫潰壩事故1.1我國水庫大壩管理概況烏茲別克斯坦和美國的兩起潰壩事故均遭遇了強(qiáng)降雨過程，與極端天氣導(dǎo)致的洪水過程直接相關(guān)。在全球氣候變化背景下，極端天氣導(dǎo)致的旱澇災(zāi)害事件呈現(xiàn)明顯增加趨勢，尤其在部分沿海地區(qū)導(dǎo)致風(fēng)暴潮、臺風(fēng)等事件頻發(fā)，給大壩安全管理帶來前所未有的挑戰(zhàn)。1.1.2兩起潰壩事件的警示1.極端氣候變化將給大壩安全管理帶來前所未有的挑戰(zhàn)（1）工程質(zhì)量先天不足，老齡化大壩的安全運(yùn)行風(fēng)險長期存在。（2）僅具公益性功能的老齡化大壩日常維修養(yǎng)護(hù)資金缺口巨大。（3）病險水庫除險加固缺乏固定的渠道保障。（4）專業(yè)技術(shù)管理人員匱乏加劇老齡化水庫大壩管理難度。2.我國中小型水庫大壩老齡化問題存在潛在風(fēng)險1.1我國水庫大壩管理概況1.1.2兩起潰壩事件的警示3.全生命周期安全監(jiān)管體系是水庫大壩安全運(yùn)行的根本保障（1）我國基層水庫應(yīng)對突發(fā)事件能力仍然相對薄弱的現(xiàn)實(shí)應(yīng)引起重視。（2）水情測報系統(tǒng)和通信設(shè)施不完備的狀況應(yīng)盡快改善。（3）中小型水庫應(yīng)急預(yù)案（EPP）編制質(zhì)量偏低的狀況應(yīng)盡快提高。2.非工程措施是水庫風(fēng)險管理中的重要支撐（1）新建水庫或除險加固水庫工程必須嚴(yán)格按要求開展蓄水安全鑒定。（2）定期安全鑒定是準(zhǔn)確掌握大壩安全狀況的有效手段。（3）必須嚴(yán)控水庫汛期限制水位對水庫合理調(diào)度。（4）重視除險加固前和降等報廢后水庫（山塘）存在風(fēng)險的監(jiān)督管理。1.1我國水庫大壩管理概況1.1.3水庫大壩管理概況水庫大壩管理就是采取法律.行政、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)措施，合理組織水庫的建設(shè)與運(yùn)行,保證水庫安全,滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對水庫綜合效益的需求。我國水庫的管理分為水庫工程建設(shè)管理和水庫大壩運(yùn)行管理,水庫工程建設(shè)管理是對水庫建設(shè)管理工作的總稱,包括建設(shè)行政管理和建設(shè)項目管理。水庫大壩運(yùn)行管理是對建成后水庫大壩管理工作的總稱。1.1我國水庫大壩管理概況1.1.3水庫大壩管理概況中華人民共和國成立后，水庫大壩管理在法規(guī)制度、管理手段等方面大致分為以下三個階段。（1）重建輕管(20世紀(jì)50---70年代)1.建設(shè)管理發(fā)展歷程（2）注重工程安全（20世紀(jì)80-90年代）（3）管理信息化（2000年至今）1.1我國水庫大壩管理概況1.1.3水庫大壩管理概況大壩安全管理實(shí)行從中央到地方分級負(fù)責(zé)的管理體制,管理機(jī)構(gòu)可分為水行政管理、技術(shù)管理和運(yùn)行管理三類。各級防汛抗旱指揮機(jī)構(gòu)參與水庫大壩管理相關(guān)工作,科研、教學(xué)和設(shè)計單位為水庫大壩管理提供技術(shù)支撐服務(wù)。2.管理機(jī)構(gòu)水行政管理機(jī)構(gòu)包括國務(wù)院水行政主管部門、流域管理機(jī)構(gòu)、地方各級水行政主管部門。技術(shù)管理機(jī)構(gòu)：各級大壩安全管理中心、水利工程管理總站、水利工程管理局。運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)即水庫業(yè)主(法人)設(shè)立的管理單位,負(fù)責(zé)工程維修養(yǎng)護(hù)、執(zhí)行調(diào)度指令和日常運(yùn)行管理。1.1我國水庫大壩管理概況1.1.3水庫大壩管理概況水庫大壩管理制度包括安全管理、注冊登記、調(diào)度運(yùn)用、防汛搶險、風(fēng)險管理、安全監(jiān)測、維修養(yǎng)護(hù)、安全鑒定、除險加固和降等報廢等制度,是《水庫大壩安全管理條例》所要求的水庫安全管理基本制度。3.管理制度4.信息化設(shè)施根據(jù)2012年水利部、國家電監(jiān)會、國家能源局、國家安全監(jiān)督管理總局四部委聯(lián)合開展的全國大型水庫大壩安全調(diào)研情況,全國水利行業(yè)311座大型水庫中，平均每座水庫有測點(diǎn)248個，,96%的水庫具有監(jiān)測數(shù)據(jù),73%的水庫建立了自動化系統(tǒng),72%的水庫建立了監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，大型水庫大壩管理信息化工作總體充分。1.2水庫大壩管理業(yè)務(wù)范疇分類1.2.1安全監(jiān)測安全監(jiān)測范圍包括壩體、壩基、壩肩、對大壩安全有重大影響的近壩區(qū)岸坡以及與大壩安全有直接關(guān)系的其他建筑物和設(shè)備。水庫大壩管理按業(yè)務(wù)范圍可分為安全監(jiān)測、水雨情測報、水庫調(diào)度管理、風(fēng)險評估與應(yīng)急管理、日常運(yùn)行管理等系統(tǒng)。1.2.2水雨情測報水雨情測報內(nèi)容主要包括:水位、雨量、流量.流速、蒸發(fā)、泥沙、冰凌、墑情、水質(zhì)等。1.2.3水庫調(diào)度管理水庫調(diào)度包括防洪調(diào)度與興利調(diào)度兩個方面，水庫調(diào)度管理的主要內(nèi)容包括:編制水庫調(diào)度方案和運(yùn)行計劃,及時掌握、處理、傳遞水文氣象和社會經(jīng)濟(jì)及綜合利用等基本情況，為水庫調(diào)度工作提供可靠依據(jù)1.2水庫大壩管理業(yè)務(wù)范疇分類1.2.4風(fēng)險評估與應(yīng)急管理2006年3月，國家防汛抗旱總指揮部辦公室在遵循《國家有關(guān)部門和單位制定和修訂突發(fā)公共事件應(yīng)急預(yù)案框架指南》(2004年，國務(wù)院辦公廳)；《國家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》(2006年,國務(wù)院)的基本原則基礎(chǔ)上頒布了《水庫防汛搶險應(yīng)急預(yù)案編制大綱》；2015年9月,水利部頒布了《水庫大壩安全管理應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則》(SL/Z720-2015)。1.2.5日常運(yùn)行管理水庫大壩日常運(yùn)行管理工作主要包括工程的維修養(yǎng)護(hù)、水庫大壩管理考核、安全生產(chǎn)管理、工程檔案管理以及辦公管理等內(nèi)容。1.3水庫大壩管理信息化的作用與意義1.3.1水庫大壩管理信息化的意義優(yōu)化水庫水資源配置、提升水庫安全預(yù)測預(yù)警及應(yīng)對突發(fā)事件的能力、提高防災(zāi)減災(zāi)能力，有效保障工程安全、飲水安全、糧食安全與公眾安全起到重要技術(shù)支撐作用。實(shí)現(xiàn)工情、水情的在線監(jiān)測、實(shí)時傳輸和智能評價，有效提高水庫工程運(yùn)行管理的信息化水平，極大地提高水庫工程運(yùn)行管理地效率和效能1.3.2水庫大壩管理信息化的作用信息資源共享、信息管理與決策支持、提高管理效率和水平。1.4水庫大壩管理信息化發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀1.4.1水庫管理信息化技術(shù)實(shí)踐與應(yīng)用水庫管理信息化工作主要體現(xiàn)在單座水庫大壩安全監(jiān)測自動化與信息管理、群體水庫大壩安全運(yùn)行監(jiān)督管理平臺建設(shè)。全國水利行業(yè)311座大型水庫中,平均每座水庫測點(diǎn)248個,96%的水庫具有監(jiān)測數(shù)據(jù),73%的水庫建立了自動化系統(tǒng),72%的水庫建立了監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,大型水庫管理信息化工作總體充分。但由于監(jiān)測項目多、監(jiān)測儀器種類多、設(shè)備供應(yīng)商不同,存在監(jiān)測數(shù)據(jù)共享性差,整合難度大,基層管理單位分析應(yīng)用能力薄弱，監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用能力嚴(yán)重不足等問題。水利部大壩安全管理中心先后開發(fā)研制了全國水庫大壩基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、全國病險水庫除險加固及潰壩信息管理系統(tǒng)、除險加固動態(tài)信息報送系統(tǒng)、水庫大壩注冊登記系統(tǒng)等系統(tǒng),在相關(guān)工作中得到廣泛應(yīng)用,在我國水庫大壩建設(shè)與管理領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。1.4水庫大壩管理信息化發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀1.4.2國內(nèi)水庫大壩管理信息系統(tǒng)存在的問題（1）數(shù)據(jù)不能共享,無法有效融合，“信息孤島”。（2）管理軟件系統(tǒng)是結(jié)合具體水庫的特定業(yè)務(wù)定制開發(fā)的,功能比較單一，未能形成良好的聯(lián)動、協(xié)調(diào)，效力有限。（3）信息化系統(tǒng)主要針對水雨情測報和大壩安全監(jiān)測的信息采集、管理以及后續(xù)的查詢、展示,更接近于信息查詢管理系統(tǒng)。只有“看”的功能,而不能滿足水庫大壩管理真正需要“做”的業(yè)務(wù)。（4）管理人員數(shù)量有限、缺乏信息化等專業(yè)人員、水庫的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)限制等,亟需信息化系統(tǒng)為其提供專業(yè)化的技術(shù)支持,對水庫大壩安全性態(tài)進(jìn)行分析評估。（5）軟件系統(tǒng)對信息安全、數(shù)據(jù)存儲安全、網(wǎng)絡(luò)安全以及操作系統(tǒng)安全等問題考慮不周全，系統(tǒng)的開發(fā)、部署以及運(yùn)行維護(hù)沒有統(tǒng)一的對內(nèi)、對外安全控制機(jī)制,系統(tǒng)的數(shù)據(jù)未進(jìn)行加密處理、分級審計及管理。1.4水庫大壩管理信息化發(fā)展趨勢（1）集成化管理平臺以通信和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ),形成集水資源調(diào)度、防汛抗旱、指揮決策、工程管理等多功能和多任務(wù)為一體的水利信息網(wǎng)絡(luò)和集成化管理系統(tǒng)平臺是當(dāng)前水庫大壩管理信息化的總體趨勢。（2）移動智能終端移動終端系統(tǒng)和計算機(jī)終端系統(tǒng)的整合逐步推廣開來,使水庫大壩管理人員能夠隨時隨地掌握水庫大壩各類信息,為防洪抗災(zāi)、現(xiàn)場指揮等決策部署提供科學(xué)依據(jù)。1.4水庫大壩管理信息化發(fā)展趨勢（3）遙感技術(shù)遙感已經(jīng)成為水利信息化建設(shè)不可分割的一個重要組成部分，水利是遙感技術(shù)應(yīng)用范圍最為廣泛的一個行業(yè),其發(fā)展前景將呈現(xiàn)全方位、定量化和業(yè)務(wù)化。（4）地理信息系統(tǒng)移動終端系統(tǒng)和計算機(jī)終端系統(tǒng)的整合逐步推廣開來,使水庫大壩管理人員能夠隨時隨地掌握水庫大壩各類信息,為防洪抗災(zāi)、現(xiàn)場指揮等決策部署提供科學(xué)依據(jù)。（5）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與水利行業(yè)的深入結(jié)合將能夠有效促進(jìn)水利信息化建設(shè),擴(kuò)大信息采集終端的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍,提升信息處理、決策和響應(yīng)能力。1.4水庫大壩管理信息化發(fā)展趨勢（6）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬仿真系統(tǒng)為水利工程規(guī)劃設(shè)計提供了一個全新的研究平臺,具有安全、經(jīng)濟(jì)、可控、便于觀察、便于參與、實(shí)用、無破壞性、可多次重復(fù)、整體性等特點(diǎn),可以對各種決策的效果與作用進(jìn)行分析比較,以做出科學(xué)合理的選擇,為宏觀決策和項目管理提供快速、系統(tǒng)、準(zhǔn)確的信息與技術(shù)支持,大大提高各項工作的及時反應(yīng)能力和決策水平。2水庫大壩管理信息化的主要技術(shù)水庫大壩管理2.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)對雨量、水位、流量、滲流、變形、應(yīng)力等物理量的觀測以及視頻信息采集,需要先通過傳感器把上述物理量轉(zhuǎn)換成能模擬物理量的電信號(即模擬電信號),再將模擬電信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能識別的數(shù)字量,這就是數(shù)據(jù)采集。2.1.1數(shù)據(jù)采集基本概念用于數(shù)據(jù)采集的成套設(shè)備稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS,dataacquisitionsystem)。數(shù)據(jù)采集的主要技術(shù)指標(biāo)是采集速度和精度。2.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。硬件部分又可分為模擬部分和數(shù)字部分。2.1.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成2.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)水庫大壩管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集分空間數(shù)據(jù)采集和屬性數(shù)據(jù)采集兩部分。2.1.3數(shù)據(jù)采集技術(shù)在信息化系統(tǒng)的應(yīng)用對于相對較為小型的、覆蓋流域面積小且工況較為簡單的水庫大壩,可以直接使用高分辨率衛(wèi)星影像與1:50000DEM結(jié)合工程地形圖等資料,通過空間數(shù)據(jù)的整理入庫，形成基確的空間數(shù)據(jù)庫。對于中型或重點(diǎn)監(jiān)測的水庫大壩，由于涉及流域及大壩上下游受影響面積大,水庫大壩控制系統(tǒng)及設(shè)施復(fù)雜,對其進(jìn)行監(jiān)測管理的流程較多、面積和范圍也較廣,可采用最新的航拍數(shù)據(jù)；采用近年較為流行的無人機(jī)航拍方式；在要求不高以及條件允許的情況下,也可以使用當(dāng)前流行的網(wǎng)絡(luò)地圖引擎(GOOGLEMAP、天地圖等)作為基礎(chǔ)空間信息的底圖。2.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)水庫大壩屬性數(shù)據(jù)：基本數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)。基本數(shù)據(jù)：流域和社會經(jīng)濟(jì)概況、工程和水文概況、水情和工情監(jiān)測系統(tǒng)概況以及歷次病險及處置情況。2.1.3數(shù)據(jù)采集技術(shù)在信息化系統(tǒng)的應(yīng)用水庫大壩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集涵蓋了多種不同的數(shù)據(jù)源,包括地形地貌數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、交通、基礎(chǔ)設(shè)施等。但大部分?jǐn)?shù)據(jù)都具備地理位置的概念,因此必須通過統(tǒng)一的位置坐標(biāo)將這些多源數(shù)據(jù)整合到一個框架或場景下,便于查詢、統(tǒng)計和分析。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的差異可以將地形三維顯示的數(shù)據(jù)分為柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù),其中柵格數(shù)據(jù)主要是數(shù)字高程模型(DEM)與紋理圖像數(shù)據(jù),矢量數(shù)據(jù)主要有等高線、地形特征點(diǎn)以及相關(guān)要素數(shù)據(jù)(如河流、道路等)。DEM是地形三維顯示中最重要的數(shù)據(jù),可以通過等高線、地形特征點(diǎn)等矢量數(shù)據(jù)生成,紋理圖像數(shù)據(jù)主要是各種數(shù)字遙感圖像。2.2數(shù)據(jù)處理及存儲技術(shù)2.2.1數(shù)據(jù)處理概述數(shù)據(jù)處理是指使用計算機(jī)對大量的原始數(shù)據(jù)或資料進(jìn)行錄人、編輯、匯總、計算、分析、預(yù)測、存儲管理等的操作過程。過程：①對所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理,按一定的格式輸人,并保存在存儲介質(zhì)上。②在輸入數(shù)據(jù)過程中,對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、邏輯判斷、查錯、修改和簡單的算術(shù)運(yùn)算。③對錄人的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、合并、邏輯校正、插人、更新、排序檢索等操作。④對數(shù)據(jù)匯總、分析、制表打印、存檔等。⑤建立信息數(shù)據(jù)庫,便于今后使用。2.2數(shù)據(jù)處理及存儲技術(shù)2.2.1數(shù)據(jù)處理概述數(shù)據(jù)處理是指使用計算機(jī)對大量的原始數(shù)據(jù)或資料進(jìn)行錄人、編輯、匯總、計算、分析、預(yù)測、存儲管理等的操作過程。過程：①對所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理,按一定的格式輸人,并保存在存儲介質(zhì)上。②在輸入數(shù)據(jù)過程中,對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、邏輯判斷、查錯、修改和簡單的算術(shù)運(yùn)算。③對錄人的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、合并、邏輯校正、插人、更新、排序檢索等操作。④對數(shù)據(jù)匯總、分析、制表打印、存檔等。⑤建立信息數(shù)據(jù)庫,便于今后使用。2.3數(shù)據(jù)通訊技術(shù)2.3.1定義數(shù)據(jù)通信是指操作員利用終端設(shè)備,通過線路與遠(yuǎn)端計算機(jī)交換信息的過程,或者計算機(jī)之間交換信息的過程。數(shù)據(jù)通信可以采用數(shù)字信道和載波信道傳輸。數(shù)字傳輸是為各種通信業(yè)務(wù)(電報、電話、數(shù)據(jù)、傳真等)提供的一種與模擬傳輸不同的傳輸形式。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要有三大部分:數(shù)據(jù)終端設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備。2.3數(shù)據(jù)通訊技術(shù)2.3.2通信技術(shù)的發(fā)展（1）1G語音時代1G即第一代移動通訊系統(tǒng)。大哥大？之所以那時候打電話可以擺脫電話線是因?yàn)橛辛艘苿油ㄓ?G技術(shù)，其采用的是模擬蜂窩組網(wǎng)，是移動通訊時代的開始（2）2G文本時代第二代手機(jī)通訊技術(shù)規(guī)格，其以數(shù)字語音傳輸技術(shù)為核心。一般定義為無法直接傳送如電子郵件、軟件等信息；只具有通話和一些如時間、日期等傳送的手機(jī)通訊技術(shù)規(guī)格。不過，手機(jī)短信在它的某些規(guī)格中能夠被執(zhí)行2.3數(shù)據(jù)通訊技術(shù)2.3.2通信技術(shù)的發(fā)展（3）3G圖片時代TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)是擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代通信技術(shù)，其打破了長期以來歐美對國際通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的壟斷（4）4G視頻時代手機(jī)聊天、看視頻、玩游戲，這些都多虧了有4G的支撐。4G具備速度更快、通信靈活等特點(diǎn)。4G技術(shù)讓我們隨時看電影不再成為奢侈。（5）5G視頻時代5G是一個全新的通訊技術(shù)，具有高速率、大容量、低延時的特性，這使5G技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)、智慧家居、遠(yuǎn)程服務(wù)、外場支援、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域有了全新的應(yīng)用。2.3數(shù)據(jù)通訊技術(shù)2.3.3管理信息化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信方式主要分為無線和有線兩種(1)無線通信：INTERNET網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GSM短信方式、GPRS(2)有線通信：租用通信運(yùn)營商提供的VPN專線網(wǎng)絡(luò)或建立基于互聯(lián)網(wǎng)的VPN網(wǎng)絡(luò)2.4可視化監(jiān)控技術(shù)2.4.1概述視頻監(jiān)控也稱圖像監(jiān)控,是利用攝像機(jī)進(jìn)行即時的場景采集,然后通過傳輸介質(zhì)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的監(jiān)控中心,同時通過在視頻采集點(diǎn)配備機(jī)械傳動裝置和電控可變鏡頭實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)端場景全方位的觀察,達(dá)到遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控的目的。2.4.2視頻編碼技術(shù)監(jiān)控中主要采用MJPEG、MPEG-1/2、MPEG-4(SP/ASP).H.264/AVC、VC-1、RealVideo等幾種視頻編碼技術(shù)。主要指標(biāo)有清晰度、存儲量(帶寬)、穩(wěn)定性及價格等。2.4可視化監(jiān)控技術(shù)2.4.3分辨率監(jiān)控行業(yè)中主要使用以下分辨率:SQCIF、QCIF、CIF、4CIF、2CIF。各分辨率優(yōu)缺點(diǎn)如下:①SQCIF和QCIF的優(yōu)點(diǎn)是存儲量低,可以在窄帶中使用,使用這種分辨率的產(chǎn)品價格低廉;缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量往往很差,難以被用戶所接受。②CIF是監(jiān)控行業(yè)的主流分辨率,優(yōu)點(diǎn)是存儲量較低，能在普通寬帶網(wǎng)絡(luò)中傳輸,價格也相對低廉,圖像質(zhì)量較好,被大部分用戶所接受。缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量不能滿足高清晰度的要求。2.4可視化監(jiān)控技術(shù)2.4.3分辨率監(jiān)控行業(yè)中主要使用以下分辨率:SQCIF、QCIF、CIF、4CIF、2CIF。各分辨率優(yōu)缺點(diǎn)如下:③4CIF是標(biāo)清分辨率,優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰。缺點(diǎn)是存儲量高,網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬要求很高,價格也較高。④2CIF(704×288)已被部分產(chǎn)品采用,用來解決CIF清晰度不夠高和4CIF存儲量高、價格高昂的問題。但由于704×288只是水平分辨率的提升,圖像質(zhì)量提高不是特別明顯。目前,已經(jīng)研發(fā)出2CIF分辨率528×384,比704×288能更好解決CIF、4CIF的問題。特別是在512Kb/s~1Mb/s碼率之間,2CIF能獲得穩(wěn)定的高質(zhì)量圖像,滿足用戶較高圖像質(zhì)量的要求。這一分辨率已被許多網(wǎng)絡(luò)多媒體廣播所采用,被廣大用戶所接受。2.4可視化監(jiān)控技術(shù)2.4.4監(jiān)控系統(tǒng)的組成視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以計算機(jī)為中心,數(shù)字視頻處理技術(shù)為基礎(chǔ),利用圖像數(shù)據(jù)壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)(JPEG、MPEG-1或MPEG-4),綜合利用圖像傳感器、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動控制和人工智能等技術(shù)的系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以計算機(jī)為中心,數(shù)字視頻處理技術(shù)為基礎(chǔ),利用圖像數(shù)據(jù)壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)(JPEG、MPEG-1或MPEG-4),綜合利用圖像傳感器、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動控制和人工智能等技術(shù)的系統(tǒng)。普遍采用的是數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。2.4可視化監(jiān)控技術(shù)2.4.5可視化監(jiān)控在大壩管理信息化中的應(yīng)用視頻監(jiān)控點(diǎn)是系統(tǒng)的眼睛,無論在日常運(yùn)行管理,還是在應(yīng)急響應(yīng)中都具有至關(guān)重要的作用。目前,很多水庫大壩已建有視頻監(jiān)控系統(tǒng),在樞紐區(qū)、管理區(qū)、庫區(qū)布設(shè)了監(jiān)控點(diǎn),配備了可旋轉(zhuǎn)云臺,實(shí)現(xiàn)了對大壩各個場景的全方位監(jiān)控。實(shí)時監(jiān)控用于查看當(dāng)前水庫的各視頻監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時圖像信息。通過實(shí)時監(jiān)控信息的綜合集成展示,管理人員能以最便捷、最直觀的方式掌握水庫大壩的運(yùn)行狀態(tài)。歷史查詢對于支持錄像或保存圖片的視頻監(jiān)控系統(tǒng),該功能主要用于查詢本地視頻監(jiān)控錄像資料。如在閘門監(jiān)控中,可查看閘門開關(guān)的歷史操作記錄,便于追蹤開閘放水的情況。2.5空間信息技術(shù)2.5.1GIS概述地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem,GIS)是融合計算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫于一體，用來存儲和處理空間信息的高新技術(shù)。GIS把地理位置和相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來,能根據(jù)用戶的需要將空間信息及其屬性信息準(zhǔn)確真實(shí)、圖文并茂地輸出給用戶,滿足城市建設(shè)、企業(yè)管理、居民生活對空間信息的需求。2.5.2GIS在大壩信息化系統(tǒng)中的應(yīng)用在大壩信息化系統(tǒng)中,借助于地理信息系統(tǒng),結(jié)合水庫大壩管理的實(shí)際業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)了基于地理信息的快速、直觀地查詢、展示水庫的地理位置、各建筑物的分布、各類監(jiān)測點(diǎn)及斷面的布設(shè)情況等功能。2.5空間信息技術(shù)2.5.2GIS在大壩信息化系統(tǒng)中的應(yīng)用(1)地圖瀏覽地圖瀏覽主要提供地圖漫游定位、圖層管理、信息標(biāo)注、幾何量測、地圖查詢等功能。(2)基礎(chǔ)地理信息查詢將水庫的基礎(chǔ)要素如主副壩、灌區(qū)、各類測點(diǎn)、攝像頭等在地圖上進(jìn)行標(biāo)記,并將各要素的屬性信息以彈出窗口的形式進(jìn)行展示，以便水庫大壩管理人員快速的查找.查看。2.5空間信息技術(shù)2.5.2GIS在大壩信息化系統(tǒng)中的應(yīng)用(3)測點(diǎn)信息查詢針對水庫的水雨情、安全監(jiān)測、水質(zhì).閘門、出入庫流量等實(shí)時信息,通過測點(diǎn)信息查詢,在地圖上可將其實(shí)時值進(jìn)行標(biāo)識顯示,并根據(jù)其測值的顏色標(biāo)識為正常、異常、報警等狀態(tài)。(4)報警信息在預(yù)警分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,預(yù)警發(fā)布面向更廣泛的管理人員,在一定規(guī)則支持下,通過短信和郵件方式進(jìn)行內(nèi)部預(yù)警。將水庫的雨量報警信息、水位超限信息、災(zāi)情信息、巡檢檢查問題以及安全監(jiān)測測點(diǎn)超限等各類報警,在地圖上以紅色輻射狀直觀提示管理人員進(jìn)行處置。2.6物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)2.6.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)(傳感器、射頻識別系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等)、條碼與二維碼、全球定位系統(tǒng),按約定的通信協(xié)議,將物與物、人與物、人與人連接起來，通過各種接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換,以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網(wǎng)絡(luò)。2.6.2云技術(shù)云技術(shù)是指在廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)內(nèi)將硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等系列資源統(tǒng)一起來,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算、儲存、處理和共享的一種托管技術(shù)。云技術(shù)(cloudtechnology)是基于云計算商業(yè)模式應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、整合技術(shù)、管理平臺技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)等的總稱,可以組成資源池,按需選用,靈活便利。2.7網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)安全技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)具有拒絕非授權(quán)用戶訪問、合法用戶只能訪問授權(quán)的功能模塊等安全機(jī)制,并具有完善的日志文件來記錄用戶操作,包括用戶登錄,用戶添加、