智慧水利與數字水利有何淵源？

發布日期：2018-10-22 00:00 瀏覽量：15065

信息技術的的發展可謂一日千里，數字水利概念的產生源于數字地球的提出。

數字水利的成就源于里3S技術的引入，所謂“3S”技術，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，三者在水利事業建設中的應用非常的廣泛，基本上已經實現了數字水利。

1、遙感（RS）

　　遙感技術，主要是利用了不同物體之間的差異性電磁波特性，對地表的物體進行探測，同時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RS技術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，其中包括生態環境的變化數據資料和荒漠化、生態惡化、水土流失以及水體污染等發展變化等數據資料。

2、地理信息系統（GIS）

地理信息系統，綜合了計算機科學、測繪遙感學、地理學、環境科學、空間科學、城市科學以及信息科學等諸多學科的長處，通過計算機信息技術支持將反映現實資源與環境的現狀或變遷的各類數據資料，以特定的格式輸入和存貯，并進行檢索、分析應用和顯示的一種技術系統。從實踐來看，GIS技術已經廣泛的應用在了地理、水文、地質、測繪、交通、環境、城市以及農業和軍事領域，并RS技術有機的結合在一起，在全球變化和環境監測領域也開始應用。

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、實時的三維空間定位數據，可以全天候、全球性和高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

　　通過以上分析可知，三種技術都有自身獨特的優點或長處，現將“3S”技術進行集成，即將RS、GIS以及GPS集成為一個技術系統。從實踐來看，“3S”技術的集成方式很多，最常見的就是兩兩集成，比如GPS和GIS集成之后可對環境進行動態的檢測和管理；GPS和RS集成之后可實現自動、定時采集數據、檢測環境和預測環境災害預；RS和GIS集成之后可對全球環境的變化進行監測，也可實現空間數據的自動更新。

3S”技術集成以后，對“數字水利”將發揮更大的作用

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題，可通過GPS技術進行準確的定位，并借助RS技術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行動態把握，再借助于GIS技術對水土的流失進行綜合的治理。

第二，災情的預測和對策。針對一直以來經常發生的災情，可通過DLG數據、DOM數據、DEM數據、土地覆蓋數據以及相關的社會經濟數據，并對其進行有效的分析，對潛在的災區進行治理方案虛擬、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。實踐中，我們可以根據大暴雨的預測情況，通過對遙感影像數據、地理信息數字地形、土地利用覆蓋數據以及地質巖性構造和徑流下墊面進行分析，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對生態環境產生一定的影響，并通過水利樞紐工程和地質條件遙感調查以及技術經濟評價和動態監測等，可對流域進行綜合的規劃、實時仿真預演。

第五，洪水的檢測。可利用洪水期的高分辨率遙感影像數據和水域測站點的監測數據以及GIS技術獲取的數字地圖數據分析，得出流域中的洪水動態信息，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。“3S”技術的引入，可構建一個三維數字模型，將個流域的水文和地理要素進行空間分布，并對洪水災害進行模擬、仿真，決策者可根據模擬過程做出科學合理的決策，以減少災害損失。

水利行業歷史悠久，“水利”歸口于大農業，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？這里面還有一段小插曲：美國IBM公司董事長兼CEO彭明盛于2008年11月6日參加紐約對外關系理事會上，會中以題會《“智慧地球”：下一代領導人議程》的講話中，首次正式提出了“智慧地球”的概念。后來隨著全球信息化浪潮及“智慧地球”概念的提出，“智慧水利”的概念也延伸出來了。

“智慧水利”是智慧地球、智慧中國、智慧城市的行業延伸。

智慧水利.jpg

圖片來源于網絡

智慧水利通過對河流、水庫、水源地等水利信息資源整合，實現水利信息感知、采集、傳輸、匯總、分析、預警及應用的網絡化、自動化、智能化和可視化，實時水利信息共享以提升水利工程運用和管理的效率和效能。實現智慧水利需要靠技術的支撐，

一、物聯網技術

“物聯網技術”的核心和基礎仍然是“互聯網技術”。物聯網技術的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。

二、云計算技術

云是網絡、互聯網的一種比喻說法。云計算是基于互聯網相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態的、易擴展的且經常是虛擬化的資源。

三、大數據技術

通過引入大數據技術，水利單位可以實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，實現大數據有效的深度分析和新知識的發現。

四、移動互聯網技術

通過移動互聯網技術，水利行業可以直接與QQ、微信、微博、APP、網站和智能手機建立雙向通信，以此提高服務質量，提醒用戶可能發生的洪澇災害、旱情、雨情、水情、水質等情況。

五、移動終端技術

移動智能終端引發的顛覆性變革揭開了移動互聯網產業發展的序幕，開啟了一個新的技術產業周期。移動終端技術廣義地講，包括筆記本、手機、平板電腦、POS機，甚至包括車載電腦等移動設備，是指可以在移動中使用的計算機設備。

六、實時動態監測系統

在科技如此發達的今天，面對自然災害，我們能做的除了“兵來將擋水來土掩”之外，更多的是通過先進技術，以精確的預警系統和監測系統，對氣象情況及時掌控，根據監測數據，及時安排人們的生產生活，避免突發災害帶來人員傷亡和財產損失。

七、BIM與3D技術

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

八、GIS地理信息技術

又稱為“地學信息系統”或“資源與環境信息系統”。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，對水利信息數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述。

九、VR技術

即虛擬現實技術，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創造的一種嶄新的人機交互手段。VR技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統。

十、人工智能技術

英文縮寫為AI。人工智能是計算機科學的一個分支，它試圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類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，不僅是技術的進步，還意味著諸多理念、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解決數字地球傳統技術上的薄弱問題，智慧地球的概念出現，智慧取代了數字，成為無所不能的形容詞。智慧水利是智慧地球的思想與技術應用于水利行業的結果，而數字水利是智慧水利的基礎。