1水利信息化現(xiàn)狀

水利行業(yè)作為一個有著悠久歷史，同時也是信息十分密集的行業(yè)，其信息化工作開始于“七五”期間，至今已取得了可喜的成績，但仍存在不少問題。

（1）信息的標準化和規(guī)范化工作相對滯后。水利工作的三大任務是防治洪澇災害，解決干旱缺水和治理改善保護水環(huán)境。隨著水資源管理和水環(huán)境保護問題的日益突出，需要開發(fā)的水利信息資源越來越多，對信息的準確性和實時性要求越來越高，但信息的規(guī)范化和標準化工作相對滯后，加上系統(tǒng)的維護管理經(jīng)費渠道始終未得到很好地解決，致使目前我國在水利信息資源的開發(fā)利用和信息服務方面，與國際的差距有逐漸拉大的趨勢。主要表現(xiàn)在未能應用現(xiàn)代信息技術及時為政府和社會公眾提供全方位的信息服務及信息化的質量還不能適應水利現(xiàn)代化的需要。

（2）對信息工作的認識不到位。水利系統(tǒng)的干部和職工對信息化工作的重要性有了一定的認識，但還有一部分員工對信息化工作認識不足，缺乏緊迫感；沒有形成統(tǒng)一的建設機制，水利信息化普及程度還遠遠不夠，甚至部分單位還沒有統(tǒng)一的規(guī)劃和明確的發(fā)展目標。

（3）水利信息化發(fā)展水平不高。主要表現(xiàn)在：

1)從事水利信息化規(guī)劃的相關人員對IT技術發(fā)展把握不夠深，造成了隨著IT技術的飛速發(fā)展，大量剛剛完成的信息化應用建設已經(jīng)不能適應信息時代的要求，成了落后的產(chǎn)品。此外，整體性規(guī)劃的不完善或實施不利而導致各個系統(tǒng)的兼容性差，信息流不暢，致使信息化的大量投入所建設的僅是一個又一個的“信息孤島”。2）從事水利信息化產(chǎn)品設計與開發(fā)的相關機構對行業(yè)應用理解不夠深，造成了水利信息化產(chǎn)品的易用性、實用性差，甚至無法推廣或交付使用。3）信息化發(fā)展的保障條件不足。水利信息化工作面廣、量大，信息化技術發(fā)展快，而現(xiàn)在國家某些投資政策和項目管理制度不太適應信息化建設要求，導致長期以來在水利信息化建設方面的投入嚴重不足。水利信息系統(tǒng)的建設和管理，本身是一個龐大和復雜的系統(tǒng)工程，但目前在水利系統(tǒng)還沒有形成一套完整的管理制度、管理措施和管理辦法。此外，水利信息化隊伍的人才缺乏、技術儲備不足也是急需解決的問題。

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”也應運而生。“數(shù)字水利”是一個以空間信息為基礎，融合各種水文模型和水利業(yè)務的專業(yè)化系統(tǒng)平臺，是對真實水文水利過程的數(shù)字化重現(xiàn)，它把水活動的自然演變搬進了實驗室和計算機，成為真實水利的虛擬對照體?！皵?shù)字水利”是由各種信息的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、模擬和決策等子系統(tǒng)構成的龐大系統(tǒng)?？梢愿鶕?jù)不同需要，對不同時間的數(shù)據(jù)進行檢索、分析，透視水文環(huán)境要素的變化規(guī)律，實現(xiàn)數(shù)字仿真預演?！皵?shù)字水利”的應用不僅僅局限在防洪抗旱，它還能夠為流域內(nèi)水量調(diào)度、水土流失監(jiān)測、水質評價等提供決策支持服務；能夠為水利工程運行、水利電子政務和水利勘測規(guī)劃設計等提供信息服務；能夠為人口、資源、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供決策支持；能夠為人居環(huán)境、社區(qū)規(guī)劃、社會生活等方面提供全面的信息服務，提高人們的生活質量。

3數(shù)字水利解決方案

3.1概述

計算機技術、通訊技術、網(wǎng)絡技術、微電子技術、3S技術、水文模型技術的飛速發(fā)展給“數(shù)字水利”帶來了前所未有的大好機會，終將對水利信息的采集、處理和共享的方式都產(chǎn)生了很大的影響(圖1)。

3.2數(shù)字水利應用系統(tǒng)組成

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）。

3.2.1采集層水利信息化系統(tǒng)是建立在信息基礎之上的，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的采集點就組成了采集層。采集層采集的內(nèi)容有氣象、水雨情、工情、旱情、圖像、水質、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(nèi)容、手段、采集地點的布局等根據(jù)具體系統(tǒng)決定。

3.2.2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。

3.2.3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，使應用層能夠更方便、更快捷地獲得各種水利信息，產(chǎn)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。

3.2.4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。

3.2.5表示層表示層以瀏覽器為載體，直接向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。

3.2.6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”。

3.2.7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。

3.3決策支持系統(tǒng)

數(shù)字水利應用系統(tǒng)建設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、準確的數(shù)據(jù)支持。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）。

3.3.1防汛決策支持系統(tǒng)防汛決策支持系統(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(diào)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。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(diào)度已成為水資源研究的新課題，是“資源水利”的重要組成。

3.3.2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)。

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計算，可以快速、準確的獲得同一時期內(nèi)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。

3.3.3水資源決策支持系統(tǒng)水資源決策支持系統(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(diào)度。

3.3.4水環(huán)境決策支持系統(tǒng)水環(huán)境決策支持系統(tǒng)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)法重要依據(jù)。

3.3.5水土保持決策支持系統(tǒng)水土保持決策支持系統(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，為水土流失的評價及預測提供強大的決策支持。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。

3.3.6水利綜合會商系統(tǒng)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。

4結語

（1）“數(shù)字水利”是未來中國水利事業(yè)發(fā)展的方向。只有在各種先進技術的基礎上，結合水利行業(yè)特點，打造具有中國特色的“數(shù)字水利”工程，才能更好更快地使水利事業(yè)服務于社會；

（2）“數(shù)字水利”的發(fā)展不是一蹴而就的，是一個長期的漫長的過程，在這個過程中，需要各行業(yè)進行緊密配合，才有可能達到目的；

（3）“數(shù)字水利”是一個開發(fā)動態(tài)的概念，也就是說隨著相關新技術的出現(xiàn)，它必然要運用“數(shù)字水利”中，這樣才能確?！皵?shù)字水利”工程的技術先進性；

（4）“數(shù)字水利”工程必須與“數(shù)字中國”乃至“數(shù)字地球”的發(fā)展方向保持一致，才能保持長久不衰的生命力。

參考文獻：

[1]陳俊，宮鵬.實用地理信息系統(tǒng)－成功地理信息系統(tǒng)的建設與管理[M].科學出版社,1999.

[2]李紀人.數(shù)字地球與數(shù)字水利[J].水利水電科技進展，2000(2).

[3]孫家柄,舒寧,關澤群.遙感原理、方法和應用[M].測繪出版社.

[4]北京慧圖信息科技有限公司,數(shù)字水利解決方案白皮書[Z].

ActualityoftheInformanizationofChinaWaterConservancyandSolution

ZHAOXiao－hu1,TIANChuan1,WEIZhong－ya2,RUIGuo－zhen3

(1.BeijingHuituDigitalWaterConservancyResearchCenter,Beijing100085;2.InstituteofRSandGISofPekingUniversity，Beijing100871;3.No.247TeamofNortheastBureauofNuclearIndustry,Tianjin301800,China)

Abstract:Duringthepasttwentyyears,thereweresomeproblemsintheinformanizationofChinawaterconservancy,atthesametime;wehavegotmorevaluableexperience.ModerntechnologiesdevelopmentinComputer,communicationandnetworksprovidesDigitalizingWaterConservancywithafirmtechnicalfoundationandunprecedenteddevelopingChance.Basedonthis,thethesispresentsawholesetofsolutiontotheinformanizationofwaterconservancy

Keywords:informanization;digitalwaterconservancy;decisionsupportingsystem