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智慧水利与数字水利有何渊源?

作者:飞燕遥感 发布日期:2018-10-22 00:00 浏览量:475

信息技术的的发展可谓一日千里,数字水利概念的产生源于数字地球的提出。

数字水利的成就源于里3S技术的引入,所谓“3S”技术,主要是指遥感(RS) 、地理信息系统((GIS)和全球卫星定位系统(GPS)三大技术,三者在水利事业建设中的应用非常的广泛,基本上已经实现了数字水利。

 

1遥感(RS)

  遥感技术,主要是利用了不同物体之间的差异性电磁波特性,对地表的物体进行探测,同时提取物体上的数据信息,以完成对远距或者超远距离地面物体的识别和研究,其视域比较广、数据信息的更新也比较的快。通过RS技术获取的影像资料均可以是地理信息系统可以直接利用的数据信息资源,其中包括生态环境的变化数据资料和荒漠化、生态恶化、水土流失以及水体污染等发展变化等数据资料。

 

2、地理信息系统(GIS)

       地理信息系统,综合了计算机科学、测绘遥感学、地理学、环境科学、空间科学、城市科学以及信息科学等诸多学科的长处,通过计算机信息技术支持将反映现实资源与环境的现状或变迁的各类数据资料,以特定的格式输入和存贮,并进行检索、分析应用和显示的一种技术系统。从实践来看,GIS技术已经广泛的应用在了地理、水文、地质、测绘、交通、环境、城市以及农业和军事领域,并RS技术有机的结合在一起,在全球变化和环境监测领域也开始应用。

 

3、全球卫星定位系统(GPS)

  全球卫星定位系统,主要是为其所获取的空间信息提供快速、实时的三维空间定位数据,可以全天候、全球性和高精度进行导航传递信息,主要由地面控制站、卫星网以及接收机组成。

 

4、集成技术

  通过以上分析可知,三种技术都有自身独特的优点或长处,现将“3S”技术进行集成,即将RS、GIS以及GPS集成为一个技术系统。从实践来看,“3S”技术的集成方式很多,最常见的就是两两集成,比如GPS和GIS集成之后可对环境进行动态的检测和管理;GPS和RS集成之后可实现自动、定时采集数据、检测环境和预测环境灾害预;RS和GIS集成之后可对全球环境的变化进行监测,也可实现空间数据的自动更新。

 

3S”技术集成以后,对“数字水利”将发挥更大的作用

第一,水土流失的治理和监测。针对水利建设中的水土流失问题,可通过GPS技术进行准确的定位,并借助RS技术获取水土流失的具体信息,并对某一区域或流域的水土状况进行动态把握,再借助于GIS技术对水土的流失进行综合的治理。

 

第二,灾情的预测和对策。针对一直以来经常发生的灾情,可通过DLG数据、DOM数据、DEM数据、土地覆盖数据以及相关的社会经济数据,并对其进行有效的分析,对潜在的灾区进行治理方案虚拟、评估,这样就可以将灾害降到最低限度。

 

第三,径流的预测和对策。实践中,我们可以根据大暴雨的预测情况,通过对遥感影像数据、地理信息数字地形、土地利用覆盖数据以及地质岩性构造和径流下垫面进行分析,从而对径流做出预测。

 

第四,水利管理。对于水利管理而言,水利工程和跨流域的调水工程都会对生态环境产生一定的影响,并通过水利枢纽工程和地质条件遥感调查以及技术经济评价和动态监测等,可对流域进行综合的规划、实时仿真预演。

 

第五,洪水的检测。可利用洪水期的高分辨率遥感影像数据和水域测站点的监测数据以及GIS技术获取的数字地图数据分析,得出流域中的洪水动态信息,比如警戒水位等,从而为水利调控提供参考依据。

 

第六,防洪、防汛指挥。“3S”技术的引入,可构建一个三维数字模型,将个流域的水文和地理要素进行空间分布,并对洪水灾害进行模拟、仿真,决策者可根据模拟过程做出科学合理的决策,以减少灾害损失。

 

水利行业历史悠久,“水利”归口于大农业,从传统的水利到现代水利,它不仅限于“工程水利”,而是“资源水利、民生水利、生态水利、智慧水利”。其中“智慧水利”这一词汇是近几年才出现在人们视野里,从何而来?这里面还有一段小插曲:美国IBM公司董事长兼CEO彭明盛于2008年11月6日参加纽约对外关系理事会上,会中以题会《“智慧地球”:下一代领导人议程》的讲话中,首次正式提出了“智慧地球”的概念。后来随着全球信息化浪潮及“智慧地球”概念的提出,“智慧水利”的概念也延伸出来了。

 

“智慧水利”是智慧地球、智慧中国、智慧城市的行业延伸。


智慧水利.jpg

图片来源于网络

 

智慧水利通过对河流、水库、水源地等水利信息资源整合,实现水利信息感知、采集、传输、汇总、分析、预警及应用的网络化、自动化、智能化和可视化,实时水利信息共享以提升水利工程运用和管理的效率和效能。实现智慧水利需要靠技术的支撑,

 

一、物联网技术

“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”。物联网技术的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。

 

二、云计算技术

云是网络、互联网的一种比喻说法。云计算是基于互联网相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态的、易扩展的且经常是虚拟化的资源。

 

三、大数据技术

通过引入大数据技术,水利单位可以实现传统结构化数据管理模式与非结构化数据管理模式的有机结合,实现大数据有效的深度分析和新知识的发现。

 

四、移动互联网技术

通过移动互联网技术,水利行业可以直接与QQ、微信、微博、APP、网站和智能手机建立双向通信,以此提高服务质量,提醒用户可能发生的洪涝灾害、旱情、雨情、水情、水质等情况。

 

五、移动终端技术

移动智能终端引发的颠覆性变革揭开了移动互联网产业发展的序幕,开启了一个新的技术产业周期。移动终端技术广义地讲,包括笔记本、手机、平板电脑、POS机,甚至包括车载电脑等移动设备,是指可以在移动中使用的计算机设备。

 

六、实时动态监测系统

在科技如此发达的今天,面对自然灾害,我们能做的除了“兵来将挡水来土掩”之外,更多的是通过先进技术,以精确的预警系统和监测系统,对气象情况及时掌控,根据监测数据,及时安排人们的生产生活,避免突发灾害带来人员伤亡和财产损失。

 

七、BIM与3D技术

BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础,建立起三维的建筑模型。3D技术是指三维空间技术,水工程是建设工程与机电安装工程的结合体,通过BIM与3D技术的应用,将工程数字化信息贯穿于整个建设管理中,可解决信息的沟通、协调问题,为设计、施工以及运营单位等参建主体提供协同工作的基础。

 

八、GIS地理信息技术

又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的、十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬件、软件系统支持下,对水利信息数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述。

 

九、VR技术

即虚拟现实技术,上世纪80年代初提出的概念。具体是指借助计算机及传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。VR技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。

 

十、人工智能技术

 

英文缩写为AI。人工智能是计算机科学的一个分支,它试图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。

 


从数字水利到智慧水利,不仅是技术的进步,还意味着诸多理念、要素的跨越和拓展。智慧地球在数字地球的基础运用最新信息技术解决数字地球传统技术上的薄弱问题,智慧地球的概念出现,智慧取代了数字,成为无所不能的形容词。智慧水利是智慧地球的思想与技术应用于水利行业的结果,而数字水利是智慧水利的基础。


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