中國(guó)水利信息化現(xiàn)狀及解決方案

中國(guó)水利信息化現(xiàn)狀及解決方案中國(guó)水利信息化現(xiàn)狀及解決方案中國(guó)水利信息化現(xiàn)狀及解決方案 中國(guó)水利信息化現(xiàn)狀及解決方案摘要:中國(guó)水利在過去二十多年信息化過程中積累了許多珍貴的經(jīng)歷。當(dāng)今計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)的開展為實(shí)現(xiàn)中國(guó)的“數(shù)字水利〞提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)根底和前所未有的開展時(shí)機(jī)。鑒此,論文提出了一整套水利信息化進(jìn)程中的解決方案。關(guān)鍵詞:信息化數(shù)字水利決策支持系統(tǒng)1水利信息化現(xiàn)狀水利行業(yè)作為一個(gè)有著悠久歷史,同時(shí)也是信息非常密集的行業(yè),其信息化工作開始于“七五〞期間,至今已獲得了可喜的成績(jī),但仍存在不少問題。(1)信息的標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)化工作相對(duì)滯后。水利工作的三大任務(wù)是防治洪澇災(zāi)害,解決干旱缺水和治理改善保護(hù)水環(huán)境。隨著水資源管理和水環(huán)境保護(hù)問題的日益突出,需要開發(fā)的水利信息資源越來越多,對(duì)信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性要求越來越高,但信息的標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)化工作相對(duì)滯后,加上系統(tǒng)的維護(hù)管理經(jīng)費(fèi)渠道始終未得到很好地解決,致使目前我國(guó)在水利信息資源的開發(fā)利用和信息效勞方面,與國(guó)際的差距有逐漸拉大的趨勢(shì)。主要表如今未能應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)及時(shí)為政府和社會(huì)公眾提供全方位的信息效勞及信息化的質(zhì)量還不能適應(yīng)水利現(xiàn)代化的需要。(2)對(duì)信息工作的認(rèn)識(shí)不到位。水利系統(tǒng)的干部和職工對(duì)信息化工作的重要性有了一定的認(rèn)識(shí),但還有一部分員工對(duì)信息化工作認(rèn)識(shí)缺乏,缺乏緊迫感;沒有形成統(tǒng)一的建立機(jī)制,水利信息化普及程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,甚至部分單位還沒有統(tǒng)一的規(guī)劃和明確的開展目的。(3)水利信息化開展程度不高。主要表如今:2數(shù)字水利的定義隨著“數(shù)字地球〞這一概念的提出,“數(shù)字水利〞也應(yīng)運(yùn)而生?！皵?shù)字水利〞是一個(gè)以空間信息為根底,交融各種水文模型和水利業(yè)務(wù)的專業(yè)化系統(tǒng)平臺(tái),是對(duì)真實(shí)水文水利過程的數(shù)字化重現(xiàn),它把水活動(dòng)的自然演變搬進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī),成為真實(shí)水利的虛擬對(duì)照體?！皵?shù)字水利〞是由各種信息的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、模擬和決策等子系統(tǒng)構(gòu)成的龐大系統(tǒng)。可以根據(jù)不同需要,對(duì)不同時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)展檢索、分析,透視水文環(huán)境要素的變化規(guī)律,實(shí)現(xiàn)數(shù)字仿真預(yù)演。“數(shù)字水利〞的應(yīng)用不僅僅局限在防洪抗旱,它還可以為流域內(nèi)水量調(diào)度、水土流失監(jiān)測(cè)、水質(zhì)評(píng)價(jià)等提供決策支持效勞;可以為水利工程運(yùn)行、水利電子政務(wù)和水利勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)等提供信息效勞;可以為人口、資源、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)開展提供決策支持;可以為人居環(huán)境、社區(qū)規(guī)劃、社會(huì)生活等方面提供全面的信息效勞,進(jìn)步人們的生活質(zhì)量。3數(shù)字水利解決方案3.1概述計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)、3S技術(shù)、水文模型技術(shù)的飛速開展給“數(shù)字水利〞帶來了前所未有的大好時(shí)機(jī),終將對(duì)水利信息的采集、處理和共享的方式都產(chǎn)生了很大的影響(圖1)。3.2數(shù)字水利應(yīng)用系統(tǒng)組成數(shù)字水利應(yīng)用系統(tǒng)主要由采集層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、表示層、接口層、支撐層七個(gè)部分組成(圖2)。3.2.1采集層水利信息化系統(tǒng)是建立在信息根底之上的,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(yīng)的采集點(diǎn)就組成了采集層。采集層采集的內(nèi)容有氣象、水雨情、工情、旱情、圖像、水質(zhì)、地下水、水土保持等信息,采集手段包括遙感、遙測(cè)和其他傳感器自動(dòng)采集、云臺(tái)攝像、手工輸入、通過數(shù)據(jù)接口自動(dòng)獲取等;詳細(xì)的采集內(nèi)容、手段、采集地點(diǎn)的布局等根據(jù)詳細(xì)系統(tǒng)決定。3.2.2網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層為信息共享和數(shù)據(jù)傳輸提供根底,網(wǎng)絡(luò)的建立一般根據(jù)實(shí)際情況采用公網(wǎng)和專網(wǎng)相結(jié)合的方式。3.2.3數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)層通過建立所有與水利相關(guān)的數(shù)據(jù)的模型或構(gòu)造,使應(yīng)用層可以更方便、更快捷地獲得各種水利信息,產(chǎn)生各種水利應(yīng)用。因?yàn)槊鎸?duì)的是海量的異構(gòu)的數(shù)據(jù),還要兼顧直接的面向信息的應(yīng)用。此外,數(shù)據(jù)構(gòu)造的建立必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以便為上級(jí)或下級(jí)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。3.2.4應(yīng)用層應(yīng)用層建立在數(shù)據(jù)層的根底之上,通過建立各種應(yīng)用模型如洪水演進(jìn)模型、排水模型等,提供水利行業(yè)的各種應(yīng)用功能。如水利信息效勞、統(tǒng)計(jì)分析、虛擬仿真、預(yù)報(bào)決策等。應(yīng)用層通過充分利用數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)以及最先進(jìn)的信息技術(shù)如3S等,建立虛擬的數(shù)字水利,從而可以更好的利用水利為人類效勞。3.2.5表示層表示層以閱讀器為載體,直接向從事水利的各級(jí)人員提供其所需要的相關(guān)功能或信息效勞。3.2.6接口層接口層通過向各級(jí)水利系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)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(jí)水利系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)的整體,最終形成“數(shù)字水利〞。3.2.7支撐層支撐層通過相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系以及最新的技術(shù),保證整個(gè)系統(tǒng)平安、穩(wěn)定、有效的運(yùn)行。3.3決策支持系統(tǒng)數(shù)字水利應(yīng)用系統(tǒng)建立的最終目的就是為防汛抗旱、水資源合理配置、水環(huán)境管理及水土保持等決策提供科學(xué)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。根據(jù)水利工作的實(shí)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(huì)商系統(tǒng)等(圖3)。3.3.1防汛決策支持系統(tǒng)防汛決策支持系統(tǒng)的建立是保障防汛抗洪工作有效和科學(xué)的前提條件,在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立的前提下,可以利用遙測(cè)數(shù)據(jù)、遙感圖片等進(jìn)展相應(yīng)的暴雨預(yù)報(bào)、洪水預(yù)報(bào)、洪水調(diào)度等工作,可以提早為防汛抗洪工作做出指導(dǎo)性的預(yù)報(bào)、預(yù)警措施。當(dāng)前,水資源緊缺成為世界性問題,引起學(xué)術(shù)界和各國(guó)政府的關(guān)注。洪水不僅是災(zāi)害,同時(shí),洪水調(diào)度已成