水利信息化技术应用现状及前景展望(2)

　　网络技术应用
　　信息化水平的主要标志之一是网络技术的运用水平，水利信息化建设亦是如此，网络技术为气象、水情、工情、旱情、水质、生态、灾情等信息，以及水利管理信息的传输、共享、分析、管理和发布提供了强力的技术支撑。
　　计算机网络技术作为基础设施已经成为我国水利工作中信息采集、传输、处理和共享的重要手段。根据网络应用范围的需要建设有局域网和广域网；根据网络通讯安全保障的需求分为公共网络和水利专网；根据信息传输是否有线分为有线网和无线网。
　　国家防汛抗旱指挥系统一期工程关于计算机网络建设的主要任务是依托公网资源和已建的防汛通信专网，组建国家防汛抗旱指挥系统一期工程计算机网络。主要包括：一期工程骨干网，建设中央网络中心与7个流域机构、31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团防汛抗旱部门之间的互联网络；一期工程流域省区网（可研报告中的地区网）：建设流域和省（自治区、直辖市）与所辖的 125个水情分中心、4个工情分中心、28个旱情试验站（分中心）、4个重点工程管理局之间的互联网络；一期工程城域网（可研报告中的园区网）：建设同城异地办公的同级水文、防汛抗旱部门及网络中心之间的互联网络；一期工程部门网：建设31个省（自治区、直辖市）水情、工情中心及4个重点工程局的局域网；建设中央、7个流域机构、31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团网络中心；建设一期工程网络管理、服务及安全系统[2]。
　　网络技术除了以通讯传输技术为主的计算机网络硬件技术以外，网络编程技术也是网络技术应用的重要内容之一，通常谈到的网络化技术是指网络化软件的开发和应用，即是指具有网络发布功能的Web技术而不是广义的IT技术。Web技术的应用起步于2000年前后，此后国豕各级各部门编制的网络化软件系统主要采用Web技术。例如各级防汛指挥、水情测报、决策支持、信息服务、会商管理、办公自动化等系统中网络化软件系统部分都是基于Web技术的。
　　计算机网络技术的发展为水利信息共享和交换提供了条件，作用重大、效果显著，但是由于信息量逐步增加，网络容量有限，信息传输和交换速度往往难以满足实际应用的需求；再者，互连网稳定性不足，系统较为脆弱，可靠性不够强，如某一环节出现故障就会影响整个网络系统的正常运行。因此网络技术应用还应该全面考虑出现网络故障后的应急解决方案。
　　遥感技术应用
　　随着遥感技术（RS)的发展，影像识别精度的提高、数据处理能力的增强、影像获取成本的降低，遥感技术在水利信息化建设中的作用日趋重要。遥感影像的来源渠道较多，有美国、日本、法国、印度等国外的遥感影像产品，也有我国自己的遥感影像产品或者航片，遥感技术的应用主要是通过接收或购置遥感影像数据，确定洪、旱灾害的位置、识别洪水淹没情况和受灾情况、分析旱灾影响范围和受灾面积、评估可能受到的灾情影响，以及根据遥感影像分析河流水质变化和水土保持状况，为防汛指挥、救灾活动、环境保护、生态建设提供信息支持。
　　近年来，由于7大流域和部分省市已经建成一定精度的三维空间地理信息系统基础平台，将遥感影像成果与三维平台相结合，不仅直观展示水利信息，还可以进一步分析可能的发展趋势，为水利建设与管理提供高水平的信息支持。
　　虚拟现实技术应用
　　虚拟现实技术（VR)是利用计算机技术生成逼真的三维虚拟环境。虚拟现实技术最重要的特点就是 “逼真感”与“交互性”。虚拟现实技术可以创造形形色色的人造现实环境，其形象逼真，令人有身临其境的感觉，并且与虚拟的环境可进行交互作用[1]。
　　现在虚拟现实技术在水利信息化建设中的应用曰渐广泛。（1)构建防洪工程的三维虚拟模型，如大坝、堤防、水闸等三维虚拟模型，实现了防洪工程三维空间示景；（2)洪水流动和淹没的三维动态模拟，实现了三维空间场景中的洪水演进动画过程，三维场景中洪水淹没情况的虚拟展示；（3)防洪工程规划中枢纽布置三维虚拟模型，包括大坝、泄洪洞、发电厂、变电站等，为工程规划提供直观三维视觉效果场景；（4)云层和降雨效果渲染三维虚拟模型，模拟云层流动、降雨过程等动态效果；等等。
　　由于虚拟建模过程工作量较大，占用计算机空间较大，三维虚拟模型与地理信息系统和网络的耦合运用还不够完善，有关应用还处在局部范围，现阶段没有大规模推广应用。
　　卫星定位系统技术应用
　　卫星定位系统（GPS)应用是随着GIS、 Web和RS等信息技术的应用而发展起来的。防洪决策、抢险救灾，都需要了解险情、灾情发生的准确位置，虽然拥有了地理信息系统平台和卫星遥感影像，但是灾情的位置仍然难以确定，“5.12”抗震救灾行动中就出现过类似的窘境，因此利用GPS技术将灾情发生的位置和GIS平台及RS影像有效连接起来，实现灾区和灾情的准确定位意义重大。另一方面，利用GPS和通讯网络技术结合，将险情和灾情信息及时传达或通知到相关负责人，大大提高抢险救灾效率，有关应用在浙江、福建、广东等地区十分普遍。在水利信息化建设中GPS对河流、工程等有关信息的定位与管理发挥了重要作用。
　　由于卫星定位系统通讯容量有限，对于数据量较大的水情和灾情信息传输速度较慢，普及应用受到一定限制。
　　水利信息化技术应用前景
　　社会在发展，科技在进步，经济在增长，投资在加大，在水利信息化建设过程中虽存在这样或那样的问题和不足，但信息化建设仍然发展迅速，取得了惊人的阶段性成就，而且随着信息化建设进程和国家投资力度的不断加大，水利信息化技术的应用前景更加美好。
　　社会发展对信息技术的应用提出更高要求
　　社会的发展是一个变加速的进程，安全保障日益得到重视，在建设和谐社会和以人为本的社会理念指导下，保护生命安全和环境安全的要求放到治水工作的首要位置。水利信息化建设对防灾减灾、环境保护、水资源管理、工程管理，进一步提高我国科学治水水平，建立人与水和谐的社会与环境，发挥着十分重要的作用。加快水利信息化技术的推广与应用，推进水利信息化建设是社会发展的必然需求。
　　信息技术进步为水利信息化建设创造条件
　 GIS、Web、RS、GPS等信息技术的飞
　　速发展和进步，为基于信息技术发展的水利信息化建设和完善提供了技术保障。国家防汛抗旱指挥系统建设是前沿信息技术在防汛抗旱领域的应用，先进成熟的信息技术成果为防汛抗旱、水资源管理、环境与生态建设等水利行业的信息监测、传输、存储、查询、检索、分析与展示提供了技术条件，使水利信息化推动水利现代化成为可能。
　　专业模型技术改进为信息技术应用提供技术支持水利信息化建设的主要内容之一是决策支持系统建设，而决策支持系统建设的重要依据是水情、旱情、灾情等信息的分析成果，这些分析成果主要来源于气象预测预报、洪水预测预报、洪水演进分析模型系统、洪水调度模型系统、溃坝分析、旱情分析、水资源管理、水质、环境评估等专业模型系统。近年来，有关专业模型技术得到了逐步改进和完善并随着计算机技术的发展为复杂的模拟分析计算提供了条件。专业模型技术的发展为决策支持系统建设的实用性提供了强有力的技术支撑，是水利信息化建设与发展的坚强后盾。
　　经济发展为水利信息化技术应用提供了资金保障改革开放以来，我国经济发展迅速，国力得到了大大增强，人民生活得到了重大改善，为了人们生命安全、社会稳定、环境保护、经济可持续发展，各级政府有能力、有条件投入更多的资金进行水利信息化建设事业。近10多年来，国家投入防汛抗旱指挥系统建设的资金与10年前相比增加了数10倍，而且更加重视水资源利用和生态环境等领域的信息化建设。随着经济的进一步发展和人民生活水平的逐步提高，信息系统建设经费投入会持续增加，水利信息化技术应用会更加广泛。
　　小结
　　本文重点介绍了 GIS、DB、Web、RS、VR、等信息技术在我国水利信息化建设中的应用情况及其存在不足，论述了水利信息化技术的发展条件和应用前景。此外，三维建模、多媒体、图形处理、动画、幻灯片制作等计算机技术在水利信息化进程中也发挥了重要作用。总之，信息技术的飞速发展与推广应用为我国水利现代化进程注入了催化剂，提高了水利行业的技术水平，推动了水利事业的发展，缩短了我国与世界发达国家在水利信息化方面的差距，发展潜力巨大，应用前景广阔。
　　【参考文献】
　　苑希民，万洪涛，刘媛媛，等.全国和七大流域三维电子江河系统建设成果报告[R].北京：中国水利水电科学研究院，水利部水利信息中心和中国电子工程设计院.国家防汛抗旱指挥系统一期工程初步设计报告[R].北京：水利部水利信息中心和中国电子工程设计院，

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