智慧水利與數字水利有何淵源？

信息技術(shù)的的發(fā)展可謂一日千里，數字水利概念的產(chǎn)生源于數字地球的提出。

數字水利的成就源于里3S技術(shù)的引入，所謂“3S”技術(shù)，主要是指遙感（RS） 、地理信息系統(（GIS）和全球衛星定位系統（GPS）三大技術(shù)，三者在水利事業(yè)建設中的應用非常的廣泛，基本上已經(jīng)實(shí)現了數字水利。

1、遙感（RS）

　　遙感技術(shù)，主要是利用了不同物體之間的差異性電磁波特性，對地表的物體進(jìn)行探測，同時(shí)提取物體上的數據信息，以完成對遠距或者超遠距離地面物體的識別和研究，其視域比較廣、數據信息的更新也比較的快。通過(guò)RS技術(shù)獲取的影像資料均可以是地理信息系統可以直接利用的數據信息資源，其中包括生態(tài)環(huán)境的變化數據資料和荒漠化、生態(tài)惡化、水土流失以及水體污染等發(fā)展變化等數據資料。

2、地理信息系統（GIS）

       地理信息系統，綜合了計算機科學(xué)、測繪遙感學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、城市科學(xué)以及信息科學(xué)等諸多學(xué)科的長(cháng)處，通過(guò)計算機信息技術(shù)支持將反映現實(shí)資源與環(huán)境的現狀或變遷的各類(lèi)數據資料，以特定的格式輸入和存貯，并進(jìn)行檢索、分析應用和顯示的一種技術(shù)系統。從實(shí)踐來(lái)看，GIS技術(shù)已經(jīng)廣泛的應用在了地理、水文、地質(zhì)、測繪、交通、環(huán)境、城市以及農業(yè)和軍事領(lǐng)域，并RS技術(shù)有機的結合在一起，在全球變化和環(huán)境監測領(lǐng)域也開(kāi)始應用。

3、全球衛星定位系統(GPS)

　　全球衛星定位系統，主要是為其所獲取的空間信息提供快速、實(shí)時(shí)的三維空間定位數據，可以全天候、全球性和高精度進(jìn)行導航傳遞信息，主要由地面控制站、衛星網(wǎng)以及接收機組成。

4、集成技術(shù)

　　通過(guò)以上分析可知，三種技術(shù)都有自身獨特的優(yōu)點(diǎn)或長(cháng)處，現將“3S”技術(shù)進(jìn)行集成，即將RS、GIS以及GPS集成為一個(gè)技術(shù)系統。從實(shí)踐來(lái)看，“3S”技術(shù)的集成方式很多，最常見(jiàn)的就是兩兩集成，比如GPS和GIS集成之后可對環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)的檢測和管理；GPS和RS集成之后可實(shí)現自動(dòng)、定時(shí)采集數據、檢測環(huán)境和預測環(huán)境災害預；RS和GIS集成之后可對全球環(huán)境的變化進(jìn)行監測，也可實(shí)現空間數據的自動(dòng)更新。

3S”技術(shù)集成以后，對“數字水利”將發(fā)揮更大的作用

第一，水土流失的治理和監測。針對水利建設中的水土流失問(wèn)題，可通過(guò)GPS技術(shù)進(jìn)行準確的定位，并借助RS技術(shù)獲取水土流失的具體信息，并對某一區域或流域的水土狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)把握，再借助于GIS技術(shù)對水土的流失進(jìn)行綜合的治理。

第二，災情的預測和對策。針對一直以來(lái)經(jīng)常發(fā)生的災情，可通過(guò)DLG數據、DOM數據、DEM數據、土地覆蓋數據以及相關(guān)的社會(huì )經(jīng)濟數據，并對其進(jìn)行有效的分析，對潛在的災區進(jìn)行治理方案虛擬、評估，這樣就可以將災害降到最低限度。

第三，徑流的預測和對策。實(shí)踐中，我們可以根據大暴雨的預測情況，通過(guò)對遙感影像數據、地理信息數字地形、土地利用覆蓋數據以及地質(zhì)巖性構造和徑流下墊面進(jìn)行分析，從而對徑流做出預測。

第四，水利管理。對于水利管理而言，水利工程和跨流域的調水工程都會(huì )對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，并通過(guò)水利樞紐工程和地質(zhì)條件遙感調查以及技術(shù)經(jīng)濟評價(jià)和動(dòng)態(tài)監測等，可對流域進(jìn)行綜合的規劃、實(shí)時(shí)仿真預演。

第五，洪水的檢測?？衫煤樗诘母叻直媛蔬b感影像數據和水域測站點(diǎn)的監測數據以及GIS技術(shù)獲取的數字地圖數據分析，得出流域中的洪水動(dòng)態(tài)信息，比如警戒水位等，從而為水利調控提供參考依據。

第六，防洪、防汛指揮?！?S”技術(shù)的引入，可構建一個(gè)三維數字模型，將個(gè)流域的水文和地理要素進(jìn)行空間分布，并對洪水災害進(jìn)行模擬、仿真，決策者可根據模擬過(guò)程做出科學(xué)合理的決策，以減少災害損失。

水利行業(yè)歷史悠久，“水利”歸口于大農業(yè)，從傳統的水利到現代水利，它不僅限于“工程水利”，而是“資源水利、民生水利、生態(tài)水利、智慧水利”。其中“智慧水利”這一詞匯是近幾年才出現在人們視野里，從何而來(lái)？這里面還有一段小插曲：美國IBM公司董事長(cháng)兼CEO彭明盛于2008年11月6日參加紐約對外關(guān)系理事會(huì )上，會(huì )中以題會(huì )《“智慧地球”：下一代領(lǐng)導人議程》的講話(huà)中，首次正式提出了“智慧地球”的概念。后來(lái)隨著(zhù)全球信息化浪潮及“智慧地球”概念的提出，“智慧水利”的概念也延伸出來(lái)了。

“智慧水利”是智慧地球、智慧中國、智慧城市的行業(yè)延伸。

圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )

智慧水利通過(guò)對河流、水庫、水源地等水利信息資源整合，實(shí)現水利信息感知、采集、傳輸、匯總、分析、預警及應用的網(wǎng)絡(luò )化、自動(dòng)化、智能化和可視化，實(shí)時(shí)水利信息共享以提升水利工程運用和管理的效率和效能。實(shí)現智慧水利需要靠技術(shù)的支撐，

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”的核心和基礎仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義是：通過(guò)射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換，以實(shí)現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。

二、云計算技術(shù)

云是網(wǎng)絡(luò )、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說(shuō)法。云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)的、易擴展的且經(jīng)常是虛擬化的資源。

三、大數據技術(shù)

通過(guò)引入大數據技術(shù)，水利單位可以實(shí)現傳統結構化數據管理模式與非結構化數據管理模式的有機結合，實(shí)現大數據有效的深度分析和新知識的發(fā)現。

四、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，水利行業(yè)可以直接與QQ、微信、微博、APP、網(wǎng)站和智能手機建立雙向通信，以此提高服務(wù)質(zhì)量，提醒用戶(hù)可能發(fā)生的洪澇災害、旱情、雨情、水情、水質(zhì)等情況。

五、移動(dòng)終端技術(shù)

移動(dòng)智能終端引發(fā)的顛覆性變革揭開(kāi)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的序幕，開(kāi)啟了一個(gè)新的技術(shù)產(chǎn)業(yè)周期。移動(dòng)終端技術(shù)廣義地講，包括筆記本、手機、平板電腦、POS機，甚至包括車(chē)載電腦等移動(dòng)設備，是指可以在移動(dòng)中使用的計算機設備。

六、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監測系統

在科技如此發(fā)達的今天，面對自然災害，我們能做的除了“兵來(lái)將擋水來(lái)土掩”之外，更多的是通過(guò)先進(jìn)技術(shù)，以精確的預警系統和監測系統，對氣象情況及時(shí)掌控，根據監測數據，及時(shí)安排人們的生產(chǎn)生活，避免突發(fā)災害帶來(lái)人員傷亡和財產(chǎn)損失。

七、BIM與3D技術(shù)

BIM是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數據作為基礎，建立起三維的建筑模型。3D技術(shù)是指三維空間技術(shù)，水工程是建設工程與機電安裝工程的結合體，通過(guò)BIM與3D技術(shù)的應用，將工程數字化信息貫穿于整個(gè)建設管理中，可解決信息的溝通、協(xié)調問(wèn)題，為設計、施工以及運營(yíng)單位等參建主體提供協(xié)同工作的基礎。

八、GIS地理信息技術(shù)

又稱(chēng)為“地學(xué)信息系統”或“資源與環(huán)境信息系統”。它是一種特定的、十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬件、軟件系統支持下，對水利信息數據進(jìn)行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述。

九、VR技術(shù)

即虛擬現實(shí)技術(shù)，上世紀80年代初提出的概念。具體是指借助計算機及傳感器技術(shù)創(chuàng )造的一種嶄新的人機交互手段。VR技術(shù)是一種可以創(chuàng )建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統。

十、人工智能技術(shù)

英文縮寫(xiě)為AI。人工智能是計算機科學(xué)的一個(gè)分支，它試圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類(lèi)智能相似的方式做出反應的智能機器。

從數字水利到智慧水利，不僅是技術(shù)的進(jìn)步，還意味著(zhù)諸多理念、要素的跨越和拓展。智慧地球在數字地球的基礎運用最新信息技術(shù)解決數字地球傳統技術(shù)上的薄弱問(wèn)題，智慧地球的概念出現，智慧取代了數字，成為無(wú)所不能的形容詞。智慧水利是智慧地球的思想與技術(shù)應用于水利行業(yè)的結果，而數字水利是智慧水利的基礎。

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