智慧水(shuǐ)利與數字水(shuǐ)利有何淵源？

發布日期：2018-10-22 00:00 浏覽量：10089

信息技術的(de)的(de)發展可(kě)謂一日千裏，數字水(shuǐ)利概念的(de)産生源于數字地球的(de)提出。

數字水(shuǐ)利的(de)成就源于裏3S技術的(de)引入，所謂“3S”技術，主要是指遙感（RS）、地理(lǐ)信息系統(（GIS）和(hé)全球衛星定位系統（GPS）三大(dà)技術，三者在水(shuǐ)利事業建設中的(de)應用(yòng)非常的(de)廣泛，基本上已經實現了(le)數字水(shuǐ)利。

1、遙感（RS）

　　遙感技術，主要是利用(yòng)了(le)不同物(wù)體之間的(de)差異性電磁波特性，對(duì)地表的(de)物(wù)體進行探測，同時(shí)提取物(wù)體上的(de)數據信息，以完成對(duì)遠(yuǎn)距或者超遠(yuǎn)距離地面物(wù)體的(de)識别和(hé)研究，其視域比較廣、數據信息的(de)更新也(yě)比較的(de)快(kuài)。通(tōng)過RS技術獲取的(de)影(yǐng)像資料均可(kě)以是地理(lǐ)信息系統可(kě)以直接利用(yòng)的(de)數據信息資源，其中包括生态環境的(de)變化(huà)數據資料和(hé)荒漠化(huà)、生态惡化(huà)、水(shuǐ)土流失以及水(shuǐ)體污染等發展變化(huà)等數據資料。

2、地理(lǐ)信息系統（GIS）

地理(lǐ)信息系統，綜合了(le)計算(suàn)機科學、測繪遙感學、地理(lǐ)學、環境科學、空間科學、城(chéng)市科學以及信息科學等諸多(duō)學科的(de)長(cháng)處，通(tōng)過計算(suàn)機信息技術支持将反映現實資源與環境的(de)現狀或變遷的(de)各類數據資料，以特定的(de)格式輸入和(hé)存貯，并進行檢索、分(fēn)析應用(yòng)和(hé)顯示的(de)一種技術系統。從實踐來(lái)看，GIS技術已經廣泛的(de)應用(yòng)在了(le)地理(lǐ)、水(shuǐ)文、地質、測繪、交通(tōng)、環境、城(chéng)市以及農業和(hé)軍事領域，并RS技術有機的(de)結合在一起，在全球變化(huà)和(hé)環境監測領域也(yě)開始應用(yòng)。

3、全球衛星定位系統(GPS)

　　全球衛星定位系統，主要是爲其所獲取的(de)空間信息提供快(kuài)速、實時(shí)的(de)三維空間定位數據，可(kě)以全天候、全球性和(hé)高(gāo)精度進行導航傳遞信息，主要由地面控制站、衛星網以及接收機組成。

4、集成技術

　　通(tōng)過以上分(fēn)析可(kě)知，三種技術都有自身獨特的(de)優點或長(cháng)處，現将“3S”技術進行集成，即将RS、GIS以及GPS集成爲一個(gè)技術系統。從實踐來(lái)看，“3S”技術的(de)集成方式很多(duō)，最常見的(de)就是兩兩集成，比如GPS和(hé)GIS集成之後可(kě)對(duì)環境進行動态的(de)檢測和(hé)管理(lǐ)；GPS和(hé)RS集成之後可(kě)實現自動、定時(shí)采集數據、檢測環境和(hé)預測環境災害預；RS和(hé)GIS集成之後可(kě)對(duì)全球環境的(de)變化(huà)進行監測，也(yě)可(kě)實現空間數據的(de)自動更新。

3S”技術集成以後，對(duì)“數字水(shuǐ)利”将發揮更大(dà)的(de)作用(yòng)

第一，水(shuǐ)土流失的(de)治理(lǐ)和(hé)監測。針對(duì)水(shuǐ)利建設中的(de)水(shuǐ)土流失問題，可(kě)通(tōng)過GPS技術進行準确的(de)定位，并借助RS技術獲取水(shuǐ)土流失的(de)具體信息，并對(duì)某一區(qū)域或流域的(de)水(shuǐ)土狀況進行動态把握，再借助于GIS技術對(duì)水(shuǐ)土的(de)流失進行綜合的(de)治理(lǐ)。

第二，災情的(de)預測和(hé)對(duì)策。針對(duì)一直以來(lái)經常發生的(de)災情，可(kě)通(tōng)過DLG數據、DOM數據、DEM數據、土地覆蓋數據以及相關的(de)社會經濟數據，并對(duì)其進行有效的(de)分(fēn)析，對(duì)潛在的(de)災區(qū)進行治理(lǐ)方案虛拟、評估，這(zhè)樣就可(kě)以将災害降到最低限度。

第三，徑流的(de)預測和(hé)對(duì)策。實踐中，我們可(kě)以根據大(dà)暴雨(yǔ)的(de)預測情況，通(tōng)過對(duì)遙感影(yǐng)像數據、地理(lǐ)信息數字地形、土地利用(yòng)覆蓋數據以及地質岩性構造和(hé)徑流下(xià)墊面進行分(fēn)析，從而對(duì)徑流做(zuò)出預測。

第四，水(shuǐ)利管理(lǐ)。對(duì)于水(shuǐ)利管理(lǐ)而言，水(shuǐ)利工程和(hé)跨流域的(de)調水(shuǐ)工程都會對(duì)生态環境産生一定的(de)影(yǐng)響，并通(tōng)過水(shuǐ)利樞紐工程和(hé)地質條件遙感調查以及技術經濟評價和(hé)動态監測等，可(kě)對(duì)流域進行綜合的(de)規劃、實時(shí)仿真預演。

第五，洪水(shuǐ)的(de)檢測。可(kě)利用(yòng)洪水(shuǐ)期的(de)高(gāo)分(fēn)辨率遙感影(yǐng)像數據和(hé)水(shuǐ)域測站點的(de)監測數據以及GIS技術獲取的(de)數字地圖數據分(fēn)析，得(de)出流域中的(de)洪水(shuǐ)動态信息，比如警戒水(shuǐ)位等，從而爲水(shuǐ)利調控提供參考依據。

第六，防洪、防汛指揮。“3S”技術的(de)引入，可(kě)構建一個(gè)三維數字模型，将個(gè)流域的(de)水(shuǐ)文和(hé)地理(lǐ)要素進行空間分(fēn)布，并對(duì)洪水(shuǐ)災害進行模拟、仿真，決策者可(kě)根據模拟過程做(zuò)出科學合理(lǐ)的(de)決策，以減少災害損失。

水(shuǐ)利行業曆史悠久，“水(shuǐ)利”歸口于大(dà)農業，從傳統的(de)水(shuǐ)利到現代水(shuǐ)利，它不僅限于“工程水(shuǐ)利”，而是“資源水(shuǐ)利、民生水(shuǐ)利、生态水(shuǐ)利、智慧水(shuǐ)利”。其中“智慧水(shuǐ)利”這(zhè)一詞彙是近幾年才出現在人(rén)們視野裏，從何而來(lái)？這(zhè)裏面還(hái)有一段小插曲：美(měi)國IBM公司董事長(cháng)兼CEO彭明(míng)盛于2008年11月(yuè)6日參加紐約對(duì)外關系理(lǐ)事會上，會中以題會《“智慧地球”：下(xià)一代領導人(rén)議(yì)程》的(de)講話(huà)中，首次正式提出了(le)“智慧地球”的(de)概念。後來(lái)随著(zhe)全球信息化(huà)浪潮及“智慧地球”概念的(de)提出，“智慧水(shuǐ)利”的(de)概念也(yě)延伸出來(lái)了(le)。

“智慧水(shuǐ)利”是智慧地球、智慧中國、智慧城(chéng)市的(de)行業延伸。

智慧水(shuǐ)利.jpg

圖片來(lái)源于網絡

智慧水(shuǐ)利通(tōng)過對(duì)河(hé)流、水(shuǐ)庫、水(shuǐ)源地等水(shuǐ)利信息資源整合，實現水(shuǐ)利信息感知、采集、傳輸、彙總、分(fēn)析、預警及應用(yòng)的(de)網絡化(huà)、自動化(huà)、智能化(huà)和(hé)可(kě)視化(huà)，實時(shí)水(shuǐ)利信息共享以提升水(shuǐ)利工程運用(yòng)和(hé)管理(lǐ)的(de)效率和(hé)效能。實現智慧水(shuǐ)利需要靠技術的(de)支撐，

一、物(wù)聯網技術

“物(wù)聯網技術”的(de)核心和(hé)基礎仍然是“互聯網技術”。物(wù)聯網技術的(de)定義是：通(tōng)過射頻(pín)識别（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光(guāng)掃描器等信息傳感設備，按約定的(de)協議(yì)，将任何物(wù)品與互聯網相連接，進行信息交換，以實現智能化(huà)識别、定位、追蹤、監控和(hé)管理(lǐ)的(de)一種網絡技術。

二、雲計算(suàn)技術

雲是網絡、互聯網的(de)一種比喻說法。雲計算(suàn)是基于互聯網相關服務的(de)增加、使用(yòng)和(hé)交付模式，通(tōng)常涉及通(tōng)過互聯網來(lái)提供動态的(de)、易擴展的(de)且經常是虛拟化(huà)的(de)資源。

三、大(dà)數據技術

通(tōng)過引入大(dà)數據技術，水(shuǐ)利單位可(kě)以實現傳統結構化(huà)數據管理(lǐ)模式與非結構化(huà)數據管理(lǐ)模式的(de)有機結合，實現大(dà)數據有效的(de)深度分(fēn)析和(hé)新知識的(de)發現。

四、移動互聯網技術

通(tōng)過移動互聯網技術，水(shuǐ)利行業可(kě)以直接與QQ、微信、微博、APP、網站和(hé)智能手機建立雙向通(tōng)信，以此提高(gāo)服務質量，提醒用(yòng)戶可(kě)能發生的(de)洪澇災害、旱情、雨(yǔ)情、水(shuǐ)情、水(shuǐ)質等情況。

五、移動終端技術

移動智能終端引發的(de)颠覆性變革揭開了(le)移動互聯網産業發展的(de)序幕，開啓了(le)一個(gè)新的(de)技術産業周期。移動終端技術廣義地講，包括筆記本、手機、平闆電腦(nǎo)、POS機，甚至包括車載電腦(nǎo)等移動設備，是指可(kě)以在移動中使用(yòng)的(de)計算(suàn)機設備。

六、實時(shí)動态監測系統

在科技如此發達的(de)今天，面對(duì)自然災害，我們能做(zuò)的(de)除了(le)“兵(bīng)來(lái)将擋水(shuǐ)來(lái)土掩”之外，更多(duō)的(de)是通(tōng)過先進技術，以精确的(de)預警系統和(hé)監測系統，對(duì)氣象情況及時(shí)掌控，根據監測數據，及時(shí)安排人(rén)們的(de)生産生活，避免突發災害帶來(lái)人(rén)員(yuán)傷亡和(hé)财産損失。

七、BIM與3D技術

BIM是以建築工程項目的(de)各項相關信息數據作爲基礎，建立起三維的(de)建築模型。3D技術是指三維空間技術，水(shuǐ)工程是建設工程與機電安裝工程的(de)結合體，通(tōng)過BIM與3D技術的(de)應用(yòng)，将工程數字化(huà)信息貫穿于整個(gè)建設管理(lǐ)中，可(kě)解決信息的(de)溝通(tōng)、協調問題，爲設計、施工以及運營單位等參建主體提供協同工作的(de)基礎。

八、GIS地理(lǐ)信息技術

又稱爲“地學信息系統”或“資源與環境信息系統”。它是一種特定的(de)、十分(fēn)重要的(de)空間信息系統。它是在計算(suàn)機硬件、軟件系統支持下(xià)，對(duì)水(shuǐ)利信息數據進行采集、儲存、管理(lǐ)、運算(suàn)、分(fēn)析、顯示和(hé)描述。

九、VR技術

即虛拟現實技術，上世紀80年代初提出的(de)概念。具體是指借助計算(suàn)機及傳感器技術創造的(de)一種嶄新的(de)人(rén)機交互手段。VR技術是一種可(kě)以創建和(hé)體驗虛拟世界的(de)計算(suàn)機仿真系統。

十、人(rén)工智能技術

英文縮寫爲AI。人(rén)工智能是計算(suàn)機科學的(de)一個(gè)分(fēn)支，它試圖了(le)解智能的(de)實質，并生産出一種新的(de)能以人(rén)類智能相似的(de)方式做(zuò)出反應的(de)智能機器。

從數字水(shuǐ)利到智慧水(shuǐ)利，不僅是技術的(de)進步，還(hái)意味著(zhe)諸多(duō)理(lǐ)念、要素的(de)跨越和(hé)拓展。智慧地球在數字地球的(de)基礎運用(yòng)最新信息技術解決數字地球傳統技術上的(de)薄弱問題，智慧地球的(de)概念出現，智慧取代了(le)數字，成爲無所不能的(de)形容詞。智慧水(shuǐ)利是智慧地球的(de)思想與技術應用(yòng)于水(shuǐ)利行業的(de)結果，而數字水(shuǐ)利是智慧水(shuǐ)利的(de)基礎。