第6水利現(xiàn)代化

主講教師：洪林武漢大學(xué)公選課第六章數(shù)字水利建設(shè)12本章主要內(nèi)容:數(shù)字水利水利現(xiàn)代化與數(shù)字地球數(shù)字地球與數(shù)字水利數(shù)字水利與數(shù)字流域3教學(xué)目的及要求：讓學(xué)生了解數(shù)字地球、數(shù)字水利、數(shù)字流域等重要概念。4本章重點和難點：（1）數(shù)字地球;（2）數(shù)字水利.5本章主要目的：了解數(shù)字水利建設(shè)的必要性6第一節(jié)數(shù)字地球的概念數(shù)字地球-----地球的模型是包括地圖和描述地球整治過程的數(shù)學(xué)模型。78數(shù)字地球的提出“數(shù)字地球”計劃是美國繼“星球大戰(zhàn)計劃”、“信息高速公路計劃”之后推出的又一全球性戰(zhàn)略計劃。1998年1月，美國前副總統(tǒng)戈爾最早提出“數(shù)字地球”的概念。｝戈爾在他的文章里指出:“數(shù)字地球”是一種關(guān)于地球的可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)的、多分辨率的三維表示”。其核心思想有兩點:一是用數(shù)字化手段統(tǒng)一性地處理地球問題;二是最大限度地利用信息資源。9在所有以往的工作中,主要是精確地模擬和粗略地模擬地表或近地表特征.數(shù)字地球是一個新的描述地球的方向。10美國宇航局(NASA)認(rèn)為:“數(shù)字地球”是關(guān)于我們的地球的數(shù)字化表達，它使得人們能夠體驗和利用大量的、集中的、有關(guān)地球的自然、文化、歷史等數(shù)據(jù);數(shù)字地球是組織信息的一個比喻，是關(guān)于所有地球數(shù)據(jù)的分布式收集，是所有數(shù)據(jù)庫之母;由于大多數(shù)GIS數(shù)據(jù)只是有代表性的時間碎片，用于提供事實，而理解地球則必須集中考慮過程;因此，“數(shù)字地球”必須是動態(tài)的，是關(guān)于地球動力學(xué)知識的收集，它應(yīng)包括模型仿真庫，具有對地球過去與未來的模擬能力;它是具有巨大的教育價值的工具。11美國“數(shù)字地球跨部門協(xié)調(diào)機構(gòu)”認(rèn)為:“數(shù)字地球”是對于我們的地球的虛擬表達，它使人們可以發(fā)掘和交互使用有關(guān)地球的自然和人文信息;“數(shù)字地球”是為全人類服務(wù)的，是現(xiàn)在和將來的全球化商業(yè)和政府活動自然演變的結(jié)果，是需要通過政府和商業(yè)組織進行有選擇性的培植，以賦予其滿足整個人類需要的屬性。12人地矛盾是永恒的主題到1998年通俗地說:“數(shù)字地球”是指信息化的地球，或者說是地球的虛擬對照體。更深一個層次地說:數(shù)字地球”應(yīng)該是與空間有關(guān)的所有數(shù)據(jù)的數(shù)字化了的有機整體，涉及對這些數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、處理、檢索、決策分析和表達的所有相關(guān)理論和技術(shù)?！皵?shù)字地球”是對真實地球及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識，它包括構(gòu)成體系的數(shù)字形式的所有空間數(shù)據(jù)和與此相關(guān)的所有的文本數(shù)據(jù)，及其涉及到的把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可理解的信息,并可方便地獲得它的一切相應(yīng)的理論和技術(shù)。13它不同于以往地球的描述方法

主要表現(xiàn)在以下兩個方面:2.它是數(shù)字化的.所有的信息均以數(shù)字形式表示。1.它是全球性的.將地球的所有信息歸于一個單一的計算機環(huán)境中;另一個層次是在此基礎(chǔ)上再嵌入所有相關(guān)的信息即與空間位置間接有關(guān)的相對變動的信息(如人文、經(jīng)濟、政治、軍事、科學(xué)技術(shù)乃至歷史等)，組成一個更加廣泛的多維的“數(shù)字地球”，為各種應(yīng)用服務(wù).一個層次是將地球表面每一點上的固有信息即與空間位置直接有關(guān)的相對固定的信息(如地質(zhì)、地貌、植被、建筑、水文等)數(shù)字化，按地理坐標(biāo)組織起來，建造一個三維的“數(shù)字地球”，全面、詳盡地刻畫人們居住的這個星球;14首先:沉浸式環(huán)境提供了一個信息存儲和學(xué)習(xí)者之間進行交流的非常豐富的形式.不但沒有因為其中一媒介的約束而受到阻礙,而且沒有因為可視化渠道或是狹義的地圖概念的限制而受到制約。以下是構(gòu)筑解決數(shù)字地球

問題基礎(chǔ)的幾個關(guān)鍵技術(shù)：15視覺將多種類型的數(shù)據(jù)合成在一起.通過將這些數(shù)據(jù)信息譯成它們真正所代表的外形形式以便于交流.例如地形圖和地面覆蓋物數(shù)據(jù).數(shù)字地球更為根本的體現(xiàn)了一個新穎的數(shù)字信息組織形式和用戶界面的構(gòu)建方法。數(shù)字地球通過用戶界面將整個地球呈現(xiàn)在辦公室中。從這種意義上講,它通過地理位置或地理圖書館有力地推動了信息查詢。而別的數(shù)據(jù)不得不用符號來表示.例如人口數(shù)量.健康.環(huán)境質(zhì)量的信息。地圖制作者熟悉混合這兩種類型的問題，憑他們的經(jīng)驗用符號來強化正射投影圖片。其次:16Goodchild的概括如下:

1.暗含的規(guī)模范圍至少超過四個等級的序列，從恰當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)整個地球的10km的分辨率到用來表現(xiàn)鄰近事物所需的lm分辨率。

2.將來數(shù)字地球?qū)⑹且杂脩魹橹行牡慕y(tǒng)一的系統(tǒng)，而以往傳統(tǒng)的幾乎所有的地圖制作者都持有獨立于用戶的觀點。3.數(shù)字地球中的模糊信息的問題，由于在支持協(xié)同工作服務(wù)中重要的作用，必須被解決。4.如以上所提到的，數(shù)字地球必須應(yīng)用符號和圖標(biāo)來表示。數(shù)字地球提出的研究問題涉及許多學(xué)科：5.數(shù)字地球環(huán)境應(yīng)該了解和具有訪問給定地方的信息的權(quán)限和入口。這就引發(fā)了在數(shù)字圖書館、票據(jù)交換所、和萬維網(wǎng)方面的關(guān)于信息查詢和檢索的許多有趣的技術(shù)問題;關(guān)于質(zhì)量保險和信謄的社會公共機構(gòu)的問題;知識產(chǎn)權(quán)和保密性的社會問題等等。17雖然數(shù)字地球環(huán)境是一個沉浸式的虛擬的環(huán)境，但是數(shù)字地球的原理可以同樣很好地用在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上，即由用戶，鍵盤，屏幕顯示器，和按鍵設(shè)備所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。是計算機技術(shù)與信息化技術(shù)完美的結(jié)合!數(shù)字地球指的不僅僅是以往的數(shù)據(jù),它還包括如下技術(shù):通信技術(shù)----數(shù)字地球需要新的技術(shù)來克服通訊帶寬的限制。數(shù)字地球所需的制圖技術(shù)一定的標(biāo)準(zhǔn)(包括表示全球地理數(shù)據(jù)的一般形式)雖然衛(wèi)星影像覆蓋了大面積的地球，但是地形的信息在數(shù)量等級和可用性上變化很大。這樣就需要強大的全球空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展和需要合適的組織機構(gòu)來協(xié)調(diào)它。19數(shù)字地球的應(yīng)用：

20第二節(jié)數(shù)字水利與中國水利現(xiàn)代化1.水利事業(yè)處于前所未有的發(fā)展好時期

199８年長江、松花江嫩江大洪水引起了全社會的高度關(guān)注，水利發(fā)展從此步入了一個新的歷史階段．一、對當(dāng)前水利發(fā)展形勢的估計黨的十五屆三中全會、十五屆五中全會強調(diào)了水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要性將水資源的可持續(xù)利用提高到保障經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略高度1998-2000年三年中中央水利基建投資總規(guī)模達１０００億元．投資強度是一般年份的3-4倍．21這就為水利事業(yè)發(fā)展宏觀上營造了難得的發(fā)展機遇“十一五”期間中央繼續(xù)實施積極的政策加強水利、交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中央水利基建投資保持較大的投資強度．這就為水利在國民經(jīng)濟中所處的地位給予了明確回答2．水利在國民經(jīng)濟中的地位更加明確:十五屆五中全會通過的《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃的建議》中明確提出：要“進一步加強水利、交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”。223．水利工作的三大任務(wù)業(yè)已確立:

特有的地理位置和基本國情造成中國特有的三大水問題:洪澇災(zāi)害、干旱缺水和水污染23隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和人口的增加，防洪、解決水資源短缺及改善水環(huán)境的任務(wù)將更加繁重．渠系建設(shè)施工工程雛形因此，對水的問題要“全面規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，標(biāo)本兼治,綜合治理,堅持興利除害結(jié)合開源節(jié)流并重防洪抗旱并舉”防洪減災(zāi)、解決水資源短缺和改善水環(huán)境是全體水利同仁面臨的三大工作任務(wù)，一切水利工作都要圍繞這三大中心任務(wù)展開．244．新的治水思路已經(jīng)形成：新的治水思路核心是水資源可持續(xù)利用，中心內(nèi)容是水利要從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變，以水資源的可持續(xù)利用支持經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展．25新的治水思路--能夠客觀準(zhǔn)確地把握了人與自然、水利行業(yè)與國家宏觀經(jīng)濟系統(tǒng)的關(guān)系，以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展脈搏，將對水利政務(wù)改革、建設(shè)、管理和水利科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響為中國水利全面走向現(xiàn)代化提供了行動的指南．265．信息技術(shù)加速向水利行業(yè)滲透所有這一切表明:中國水利現(xiàn)代化的技術(shù)條件已經(jīng)成熟！當(dāng)前，信息技術(shù)正在加速向水利行業(yè)滲透:遠程遙測自動化技術(shù)為水資源監(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進行快速實時模擬成為可能如火如荼的ＧＩＳ技術(shù)將水資源與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(shù)使得大量有關(guān)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(shù)使大面積災(zāi)害監(jiān)測和評估成為現(xiàn)實等等27第三節(jié)數(shù)字地球與數(shù)字水利1998年1月31日,美國副總統(tǒng)戈爾在題為“數(shù)字地球:對21世紀(jì)人類星球的認(rèn)識”的講演中提出了“數(shù)字地球”的概念由政治家而不是科學(xué)家提出的這一概念,是帶有整體性和導(dǎo)向性的國家戰(zhàn)略目標(biāo),是為了刺激經(jīng)濟發(fā)展,保持美國在高新技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位.它與美國以前提出的星球大戰(zhàn)計劃和信息高速公路一樣,都是為美國的戰(zhàn)略目標(biāo)服務(wù)的.28中國國家主席江澤民在中國科學(xué)院第九屆院士大會接見兩院院士時提到了“數(shù)字地球”充分肯定了它的戰(zhàn)略意義.當(dāng)年“當(dāng)今世界以信息技術(shù)為主要標(biāo)志的科技進步日新月異，初見端倪的知識經(jīng)濟預(yù)示人類的經(jīng)濟社會生活將發(fā)生巨大變化，前幾年提出了信息高速公路，隨后又提出知識經(jīng)濟，最近美國又提出數(shù)字地球的概念，真可謂日新月異。”江澤民主席說:29因此“數(shù)字地球”受到世界各國普遍的關(guān)注.在以美國為首的北約對南聯(lián)盟狂轟濫炸之后尤為如此.隨后,我國科學(xué)界對此也高度重視?。。∨e辦了許多專題討論會和座談會，準(zhǔn)備抓住機遇迎接“數(shù)字地球”的挑戰(zhàn).目前，我國各地紛紛提出建立“數(shù)字城市”的設(shè)想和規(guī)劃，國民經(jīng)濟各行業(yè)也提出“行業(yè)數(shù)字化”的設(shè)想與規(guī)劃，如“數(shù)字農(nóng)業(yè)”、“數(shù)字水利”等。30/history/special/nlmshiguan10years/問題分析

水質(zhì)水利行業(yè)自20世紀(jì)80年代初開始應(yīng)用遙感(RS)技術(shù).即通過對地觀測獲取信息.

由于絕大多數(shù)的水利工程都是在地球表面及表層修建的.水利包括的水資源、水環(huán)境、防洪抗旱、水上保持、農(nóng)田水利、河道整治、水利工程等無不與空間地理有密切關(guān)系.“數(shù)字水利”31

盡管作為“數(shù)字地球”技術(shù)基礎(chǔ)的3S(RS，ＧＩＳ，ＧPS)技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用還遠遠沒有發(fā)揮它們的潛力,但己經(jīng)發(fā)揮了重大作用.利用RS和ＧＩＳ技術(shù)，快速準(zhǔn)確地為決策部門提供了以下有關(guān)災(zāi)害、資源、水利規(guī)劃與管理方面的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)：除了提供調(diào)查、監(jiān)測和統(tǒng)計數(shù)據(jù)外，3S技術(shù)作為一種新的技術(shù)手段，與傳統(tǒng)手段相結(jié)合，還在防災(zāi)減災(zāi)、水資源開發(fā)利用以及水利工程規(guī)劃、建設(shè)和管理等方面發(fā)揮了重要作用.在經(jīng)歷了認(rèn)識了解和初步應(yīng)用這兩個階段后,現(xiàn)己步入深入應(yīng)用的階段.且很快就與生產(chǎn)實際緊密地結(jié)合起來.全球定位系統(tǒng)(GPS)在水利行業(yè)的應(yīng)用始于90年代初,但發(fā)展非常迅速在地面及水下地形測繪中使用己很普遍.對ＧＰＳ的使用則始于20世紀(jì)80年代后期.工程規(guī)劃與管理災(zāi)情評估水資源水環(huán)境調(diào)查土地資源調(diào)查32可以進行異地會商和遠程教育.日前正在啟動的國家防汛指揮系統(tǒng)工程將在數(shù)據(jù)傳輸方面采用通信衛(wèi)星和安全的網(wǎng)絡(luò)技術(shù);用遙感技術(shù)監(jiān)測洪澇災(zāi)害;在七大江河流域建立的以ＧＩＳ技術(shù)為支撐的包括社會經(jīng)濟、水體、水利工程、地形、土地利用、行政邊界、交通、通信、生命線工程等數(shù)據(jù)層的分布式防洪基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)庫;完善水文及災(zāi)害預(yù)報這些以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的虛擬地球的技術(shù);33在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以在災(zāi)前作洪水預(yù)報及對未來各種降雨情況下的水情進行模擬;可以針對洪水預(yù)報作出多個調(diào)度預(yù)案，進行后效與損失比較，為決策提供依據(jù);可根據(jù)決策，優(yōu)化分洪區(qū)居民撤離、搶險物資及救災(zāi)物資的輸運路線;可對災(zāi)情的發(fā)展作出空間與時間上的預(yù)測;可對災(zāi)后重新進行規(guī)劃.總而言之，將在真正意義上做到防洪減災(zāi)，把損失減少到最小.水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)是“數(shù)字水利”在防洪方面的一個雛形，具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義、格式和交換標(biāo)準(zhǔn),是數(shù)字水利的重要組成部分，也是近期數(shù)字水利系統(tǒng)建設(shè)中的熱點和亮點。工作人員通過該系統(tǒng)可在監(jiān)控中心或者工作計算機上實時監(jiān)控各個水利設(shè)施，實時觀測水資源現(xiàn)狀，大大提高了工作效率；而在抗洪救災(zāi)中，通過該系統(tǒng)也可實現(xiàn)遠程觀測和指揮，對于氣候惡劣人員難以達到的地區(qū)，本系統(tǒng)更是起到了不可替代的作用。本文對近期水利監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)趨勢進行探討，重點針對智能視頻檢測技術(shù)在水利行業(yè)中的應(yīng)用進行介紹，以期拋磚引玉，促進視頻監(jiān)控新技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用和推廣。34流域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控逐漸成為主流以往水利視頻監(jiān)控以單個水利工程設(shè)施監(jiān)控為主，往往附屬在閘門控制系統(tǒng)中，為本地工作人員服務(wù)。在此情況下，新建水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)必然將遠程監(jiān)視以及流域的整體監(jiān)控作為必備的技術(shù)要求，同時已建監(jiān)控點也將逐步實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)改造和接入。各省水利管理部門為適合這種發(fā)展趨勢逐步出臺了相應(yīng)的配套標(biāo)準(zhǔn)，以期實現(xiàn)水利視頻監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)化，相關(guān)廠家應(yīng)及時跟進這一標(biāo)準(zhǔn)化過程。近幾年出現(xiàn)了以流域和大區(qū)域為單位的大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，該類系統(tǒng)可使領(lǐng)導(dǎo)遠程監(jiān)視水利設(shè)施狀況，同時避免由于只看到單個水利設(shè)施而無法了解上下游各個相關(guān)站點情況的尷尬局面，在防汛抗洪過程中為各級領(lǐng)導(dǎo)提供了全局決策依據(jù)。35與其他部門聯(lián)動以往水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要為防汛抗洪服務(wù)，在汛期保障水利設(shè)施的安全，隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)的進一步推廣，系統(tǒng)將逐漸在水利部門的日常管理中發(fā)揮作用，例如用于水資源管理、水利設(shè)施周邊安全、航運管理及水體環(huán)境監(jiān)測。預(yù)計水體污染監(jiān)控將成為下一個應(yīng)用熱點，屆時高清晰度視頻監(jiān)控系統(tǒng)（分辨率達到1024×768以上）更能發(fā)揮作用，能對污染物的分布和發(fā)展趨勢等進行有效的遠程觀測，同時應(yīng)實現(xiàn)和環(huán)保監(jiān)測設(shè)備及系統(tǒng)的有效聯(lián)動，獲取相關(guān)的污染指標(biāo)數(shù)據(jù)并和視頻形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)備份，作為領(lǐng)導(dǎo)決策和執(zhí)法的依據(jù)。36“3S”技術(shù)的推廣和應(yīng)用由于水庫大壩等水利監(jiān)控點分布在較廣闊的范圍內(nèi)，與監(jiān)控中心的距離較遠，利用傳統(tǒng)的有線連接方式，線路鋪設(shè)成本高昂，且施工周期長，有時因為河流山脈等障礙難以架設(shè)線纜，這些問題均可采用無線方式進行解決，所以無線傳輸方式在水利行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中比較受青睞，其所占比例越來越高。現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)主要有以下幾種：

·衛(wèi)星通訊網(wǎng)技術(shù)；

·微波數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸技術(shù)；

·基于運營商的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)；

·無線局域網(wǎng)技術(shù)（包含WiMAX技術(shù)）。

衛(wèi)星通訊網(wǎng)技術(shù)由于成本較高，不適合水利行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用。水利部門可采用微波數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸技術(shù)進行視頻傳輸，但是應(yīng)盡量滿足微波方式的視距傳輸要求，在空曠處建設(shè)效果較好。37

數(shù)字流域－－－－數(shù)字地球的一個重要區(qū)域?qū)哟蔚谒墓?jié)38水利行業(yè)管理的基本對象是流域，對于人們所處的地球，流域是涉及人類發(fā)源和生存的基本組成部分。文化的形成以及在流域里的人口的集中、財富的集中、城鎮(zhèn)的發(fā)展以及到大城市的發(fā)展，都是從流域開始的。同時，現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展與流域的資源密切相關(guān)。所以“數(shù)字水利”的核心應(yīng)該是“數(shù)字流域”!39數(shù)字流域的提出水是生命之源.水是人類及一切生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ).從人類的發(fā)展來看：一個民族、一種文化的形成無不是與一個或幾個流域息息相關(guān)的.例如.兩河流域及尼羅河流域是古代西方文明的搖籃.印度河和恒河是印巴人民的休養(yǎng)生息之地。我們中華民族及其燦爛的民族文化則是以母親河—黃河和父親河---長江為源泉.因此，流域是人類文明的發(fā)源地.40水能載舟.亦能覆舟縱觀中國歷史.影響最大、造成的損失最嚴(yán)重、且發(fā)生最為頻繁的災(zāi)害莫過于水災(zāi)和旱災(zāi).據(jù)不完全統(tǒng)計,從公元前206年到1949年的2155年間，我國共發(fā)生較大的水災(zāi)1092次.較大旱災(zāi)1056次.幾乎每年都有一次較大的水災(zāi)或旱災(zāi).41然而,洪澇災(zāi)害和旱災(zāi)都具有流域的特征.一方面，我們都清楚地記得1998年長江流域、嫩江和松花江流域的全流域特大洪水，給流域內(nèi)人民生命財產(chǎn)造成了極大的損失，對全國的經(jīng)濟增長產(chǎn)生了很大的影響.42另一方面，

母親河—黃河下游近幾年來年年斷流，且斷流河長在不斷增加，斷流時間在不斷延長，給下游的生態(tài)環(huán)境造成重大的影響，且嚴(yán)重地影響了人民的生活，阻礙了經(jīng)濟發(fā)展.要根治斷流，恐怕得從全流域考慮，采取一系列的措施，如保護植被，退耕還林，退耕還草，科學(xué)地調(diào)度水資源，節(jié)約用水等等.43建設(shè)數(shù)字流域----無疑將為全流域生態(tài)環(huán)境保護、建設(shè)、利用的宏觀戰(zhàn)略提供強有力的技術(shù)支撐.可以說:中華文明史是一部與水災(zāi)、旱災(zāi)做斗爭的歷史.從大禹治水、李冰父子修建舉世聞名的都江堰,到現(xiàn)在的變水害為水利.都說明了治水的重要戰(zhàn)略意義,治水是興國安邦的根本大計.44“數(shù)字地球”與數(shù)字流域數(shù)字流域是“數(shù)字地球”的有機組成部分，是“數(shù)字地球”中有關(guān)流域的信息集合。具體地說，“數(shù)字流域”是把流域及與之相關(guān)的所有信息數(shù)字化，并用空間信息的形式組織成一個有機的整體，從而有效地從各個側(cè)面反映整個流域的完整的、真實的情況，井提供對信息的各種調(diào)用要求。45數(shù)字流域的組成:數(shù)字流域是一個以流域空間信息為基礎(chǔ)，融合流域內(nèi)各種數(shù)字信息的系統(tǒng)平臺，是對真實流域及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)，它把流域搬進了實驗室和計算機，成為真實流域的虛擬對照體。數(shù)字流域由各種信息的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)采集、分析、交換、管理等子系統(tǒng)組成，可以根據(jù)不同的需要，對不同時間的數(shù)據(jù)進行比較分析，透視其變化規(guī)律。46數(shù)字流域綜合運用遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體及虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代高新技術(shù)對全流域的地理環(huán)境、自然資源、生態(tài)環(huán)境、人文景觀、社會和經(jīng)濟狀態(tài)等各種信息進行采集和數(shù)字化管理，構(gòu)建全流域綜合信息平臺和三維影像模型，使各級部門能夠有效管理整個流域的經(jīng)濟建設(shè)，做出宏觀的資源利用與開發(fā)決策。數(shù)字流域的作用:47對全流域進行動態(tài)實時的二維仿真利用數(shù)字流域水文地理信息平臺建立洪水演進仿真模擬系統(tǒng)實現(xiàn)在真實的二維地形上虛擬漫游，對防洪減災(zāi)策略做試演和模擬.政府官員只需人在辦公室可以為抗洪減災(zāi)提供科學(xué)的決策支持.就可以猶如身臨其境地進行實地查看河流險情，觀察洪水漫延以及被淹地區(qū)的受災(zāi)情況并在網(wǎng)上“會商”之后，及時做出防洪減災(zāi)的科學(xué)決策.48數(shù)字流域的框架“數(shù)字流域”是以流域為對象，應(yīng)用遙感(RS)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〔DCS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)、現(xiàn)代通信等高科技手段，對流域及其相關(guān)地區(qū)的自然、經(jīng)濟、社會等復(fù)雜系統(tǒng)進行數(shù)字化數(shù)字整合、虛擬仿真的信息集成應(yīng)用系統(tǒng)，并提供流域問題決策支持的可視化表現(xiàn)，增強決策的科學(xué)性和預(yù)見性.49標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫數(shù)據(jù)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)平臺與各種空間數(shù)據(jù)庫集接口可視化平臺空間數(shù)據(jù)庫集數(shù)據(jù)采集與交換系統(tǒng)圖1“數(shù)字流域”系統(tǒng)模型圖通信和計算機網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)據(jù)匯合保障措施及規(guī)章制度、標(biāo)準(zhǔn)、人才、資金等50由此可見:數(shù)字流域是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涉及當(dāng)今眾多的高科技領(lǐng)域，如地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、海量存儲技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等等，需要多學(xué)科的密切合作，采取統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施，重點突破的戰(zhàn)略，方能逐步實現(xiàn).51新的投資增長點--數(shù)字水利水電投資，一直是拉動中國經(jīng)濟增長的主要動力，如果要問當(dāng)今中國最火的投資熱點是什么？答案中肯定包括一項——水利建設(shè)。7月8日至9日，"我們單位"水利工作會議在北京舉行，這是新中國成立以來首次以"我們單位""我們單位"名義召開的水利工作會議，水利建設(shè)也史無前例地作為"我們單位"年中的一項重大議題得到高度重視。記者在會議期間從水利部獲悉，今年"我們單位"水利投資初步落實1134億元，較2010年初的814億元增加39%。各地也“多管齊下”，力圖從財政、金融、土地出讓收益等渠道，擴大水利建設(shè)資金盤子。水利建設(shè)：又一個“四萬億”？

2011年，勢必成為中國水利大建設(shè)元年。

7月9日，中國最高規(guī)格的水利工作會議在北京閉幕。這是年初"我們單位"一號文件鎖定水利后，"我們單位"再次給出的投資轉(zhuǎn)向重要信號。據(jù)預(yù)測，中國今后每年的水利投資至少在4000億元以上，而且這一速度將連續(xù)保持十年。有專家分析，這是2008年后，中國又一個“4萬億”計劃。

52重返治水----

治國先治水。這是中國歷史傳統(tǒng)。一位中國科學(xué)院的研究人士告訴記者：“我國建國初期就認(rèn)識到水利建設(shè)的重要性，上世紀(jì)50到70年代的大中型水利建設(shè)熱潮，為我國現(xiàn)在的糧食安全打好了基礎(chǔ)。現(xiàn)在看來，水利不但是農(nóng)業(yè)的命脈，還是城市的命脈，是工業(yè)的命脈。”據(jù)了解，我國目前有18億畝耕地，有8億畝灌溉農(nóng)田，灌溉面積不到總耕地面積的50%，干旱直接威脅著我國的糧食安全和經(jīng)濟安全。

“農(nóng)業(yè)占GDP的比重在逐年減少，但在目前資本流動過剩、外部環(huán)境不穩(wěn)的情況下，農(nóng)業(yè)對國家經(jīng)濟的重要性卻在逐年上升?！彼侥冀?jīng)理孫偉強向記者表示，“這次"我們單位"水利政策的出臺，很大一部分原因是出于這方面的考慮?！?/p>

53新投資熱點：取代高鐵？

從市場的角度看本次的水利會議，有專家認(rèn)為，水利將取代高鐵，成為新的經(jīng)濟增長點。

“無論是從6月份的CPI數(shù)據(jù)，還是海外市場的環(huán)境看，目前的中國的經(jīng)濟形勢不容樂觀。國家在這個時間點推出興修水利的政策，是希望‘水利’能夠取代‘高鐵’而成為中國經(jīng)濟新的增長點?！钡掳钭C券研究院院長張帆向記者表示。

與高投入的“高鐵”相比，水利建設(shè)更有利于治理當(dāng)下的通脹環(huán)境。張帆認(rèn)為，水利大建設(shè)將有助于阻止中國經(jīng)濟滑入滯脹。

對于2011年水利投資規(guī)劃，水利部總規(guī)劃師周學(xué)文表示，2010年“我們單位”水利建設(shè)投資占預(yù)算內(nèi)固定資產(chǎn)投資的比重約18%，水利部將與國家發(fā)改委溝通，爭取提高“我們單位”水利建設(shè)投資在預(yù)算內(nèi)固定資產(chǎn)投資中的比重，力爭有較大增長；同時力爭大幅度增加財政專項水利資金規(guī)模。

據(jù)悉，根據(jù)此前“我們單位”一號文件

《國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》要求，10%的土地出讓收益用于農(nóng)田水利建設(shè)的安排有望得到落實。這表明，國家將積極加大一般性轉(zhuǎn)移支付的力度，“我們單位”財政將加大對西部水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)傾斜力度。

此外，有關(guān)部門近期還將進一步在金融方面加大對水利建設(shè)的支持，進一步落實水利建設(shè)信貸資金?？梢灶A(yù)見的是，資金之渴緩解后，水利建設(shè)的熱潮漸行漸近。(國際金融報，記者

郭覲，實習(xí)生

楊穎君)54利用數(shù)字黃河—

洪澇干旱風(fēng)險分析55數(shù)字長江—健康流域“一條健康的河流，是清澈的，是流淌的，是魚水相容的，

是人水和諧的！”長江的源頭沱沱河氣勢非凡，河水在寬廣平緩的河灘上恣意流淌，像一位才華橫溢的畫家，以天地作案幾任意揮毫。如果在內(nèi)地，這樣的河流難免被堅固的大堤所束縛；而在這里，沱沱河是那樣的隨心所欲，那樣的無拘無束。56美麗的唐古拉山脈與清江—數(shù)字流域--更多的流域故事57主要參考文獻：[1]JosG.TimmermanandSindreLangas,EnvironmentalInformationinEuropeanTrans-boundaryWaterManagement,IWAPublishing,Alliance,House,2004（圖書館工學(xué)分館外文閱覽室）[2]GlausBtenner,Stuttgart,47thPhotog