淺談“數(shù)字水文”和“水文社會(huì)化”的相關(guān)問(wèn)題

摘 要:隨著21世紀(jì) IT信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展現(xiàn)狀以及水文行業(yè)滯后的實(shí)際情況，結(jié)合水環(huán)境不容樂(lè)觀的現(xiàn)實(shí)和水資源稀缺趨勢(shì)，對(duì)“數(shù)字水文”和“水文社會(huì)化”近幾年出現(xiàn)的一些新問(wèn)題、新現(xiàn)象、新技術(shù)、新概念進(jìn)行闡述。肯定了信息產(chǎn)業(yè)在水文行業(yè)的作用和地位，粗略地勾勒出水文發(fā)展的自動(dòng)化、信息化的趨勢(shì)和方向。

關(guān)鍵詞:數(shù)字水文 水文社會(huì)化 信息技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào):P33文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2012)06(c)-0029-01

在當(dāng)前全球環(huán)境中，水文事業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性、公益事業(yè)，在信息科學(xué)和信息技術(shù)蓬勃發(fā)展和水資源逐漸成為稀缺資源的背景下水文信息化工作必須得到重視和加強(qiáng)，水文必須超前發(fā)展。我國(guó)信息化進(jìn)程起步晚，在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代和迎接全球信息化新機(jī)遇的同時(shí)所面臨的挑戰(zhàn)也是十分嚴(yán)峻的，任重而道遠(yuǎn)。信息化的關(guān)鍵在于行業(yè)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新、人才培養(yǎng)，信息化程度具體可以表現(xiàn)在行業(yè)信息系統(tǒng)硬件、軟件的建立和完善上。

1 “數(shù)字水文”

1.1 數(shù)字水文

數(shù)字水文:“數(shù)字水文”是一個(gè)系統(tǒng)工程。實(shí)質(zhì)地說(shuō)，數(shù)字水文就是要求水文行業(yè)相關(guān)工作和水文信息從采集到記錄、存儲(chǔ)、整理、傳輸、發(fā)布、應(yīng)用……整個(gè)過(guò)程全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、無(wú)紙化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。實(shí)施數(shù)字水文是全社會(huì)的行為，需要有政府、公眾和學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)參加，需要全社會(huì)的關(guān)心和支持，對(duì)水文行業(yè)來(lái)說(shuō)是一次行業(yè)提升，是一次新的行業(yè)技術(shù)革命，將改變水文的生產(chǎn)方式和水文人的生活方式，進(jìn)一步促進(jìn)水利的發(fā)展和推動(dòng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、文化等各項(xiàng)事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。數(shù)字化的水文有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

(1)計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和應(yīng)用:計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的成熟使水文數(shù)據(jù)獲取、處理和使用更方便、更全面、更快捷、更精確、更科學(xué)，也使許多機(jī)構(gòu)開(kāi)始大量、方便應(yīng)用水文信息。

(2)與多個(gè)外部數(shù)據(jù)庫(kù)和不同網(wǎng)絡(luò)相連:即實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，資源共享。基于分布式網(wǎng)絡(luò)的信息系統(tǒng)符合水文信息采集分散、實(shí)時(shí)計(jì)算、快速應(yīng)用的實(shí)際情況，使水文信息真實(shí)性損失最小。

(3)不同層次數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的共存:水文的任務(wù)是多個(gè)層次的，這要求同時(shí)使用不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。在水文應(yīng)用領(lǐng)域拓展的同時(shí)水文標(biāo)準(zhǔn)的建立，通過(guò)規(guī)范水文(空間)數(shù)據(jù)模型、水文(空間)服務(wù)模型，確立標(biāo)準(zhǔn)的接口，保證了數(shù)據(jù)共享、融合和分布管理的實(shí)現(xiàn)。

(4)連續(xù)無(wú)縫的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，完善的數(shù)據(jù)管理:將來(lái)為了達(dá)到對(duì)真實(shí)世界水文現(xiàn)象和規(guī)律更有效、合理的再現(xiàn)和管理，需要水文(空間)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)時(shí)按照真實(shí)世界的形式連續(xù)的存儲(chǔ)。

(5)全面知識(shí)和技能的“水文信息系統(tǒng)”專業(yè)人員和管理人員:開(kāi)放式(化)水文對(duì)技術(shù)和管理人員有更高的要求，需要本行業(yè)不斷地對(duì)人員進(jìn)行知識(shí)、技術(shù)和管理培訓(xùn)。

1.2 數(shù)字水文需要的技術(shù)

數(shù)字水文將隨時(shí)間不斷地推進(jìn)，按《全國(guó)水文事業(yè)發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目》規(guī)劃預(yù)計(jì)將有可能力在2020年左右實(shí)現(xiàn)初步的數(shù)字化水文。

(1)自動(dòng)化技術(shù):包括自動(dòng)化元件、自動(dòng)化儀表、自動(dòng)化設(shè)備、技術(shù)開(kāi)發(fā)研制，自動(dòng)化管理等多方面的技術(shù)。

(2)計(jì)算機(jī)技術(shù):更好地理解已經(jīng)觀察到的數(shù)據(jù)，如三維顯示。計(jì)算的科學(xué)允許我們突破實(shí)驗(yàn)和理論科學(xué)的局限性。模擬和仿真將給我們收集水文數(shù)據(jù)以新的方法。

(3)大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù):水文系統(tǒng)每天產(chǎn)生大量的有關(guān)水文水資源的信息。就全國(guó)范圍來(lái)說(shuō)，數(shù)字化水文每秒將產(chǎn)生數(shù)千兆有關(guān)水的信息，每年將要求存儲(chǔ)萬(wàn)億兆字節(jié)的信息，對(duì)于全球來(lái)說(shuō)數(shù)量就更驚人。

(4)軟件工程技術(shù):研究開(kāi)發(fā)新軟件，建立水文應(yīng)用模型，分析水文新現(xiàn)象，找出本質(zhì)規(guī)律。

(5)寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù):數(shù)字水文所需的數(shù)據(jù)將由成千上萬(wàn)不同的組織維持，并非是單一的數(shù)據(jù)庫(kù)。那意味在數(shù)字化水文中正在使用的服務(wù)器將需要與高速的網(wǎng)絡(luò)連接，更高速率的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以滿足傳輸及應(yīng)用要求。

(6)互操作性技術(shù):在水文信息系統(tǒng)中引入一系列標(biāo)準(zhǔn)，有利于保障水文信息系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用的規(guī)范化發(fā)展，指導(dǎo)水文信息系統(tǒng)相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)，拓展水文信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)水文信息系統(tǒng)的社會(huì)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、環(huán)境生態(tài)價(jià)值。需要更進(jìn)一步的技術(shù)進(jìn)步來(lái)充分認(rèn)識(shí)數(shù)字水文的潛力，尤其是在這些領(lǐng)域如自動(dòng)解譯圖像、對(duì)來(lái)自不同渠道和領(lǐng)域的數(shù)據(jù)的整合以及能夠從網(wǎng)上找到和連接關(guān)于地球上某個(gè)地點(diǎn)的水文信息—— 即最終形成“全球水文信息網(wǎng)”。

(7)RS(遙感)技術(shù)、GPS(全球定位系統(tǒng))技術(shù)、GIS(地理信息系統(tǒng))技術(shù)。

在上述水文的應(yīng)用背景和技術(shù)背景下，水文具備了從初級(jí)應(yīng)用階段進(jìn)入到社會(huì)化應(yīng)用階段的基本條件。

2 水文社會(huì)化

水文社會(huì)化是對(duì)“水文信息資源”應(yīng)用局限性和使用不方便最公開(kāi)、最直接的挑戰(zhàn)，也是一項(xiàng)持久、龐大的水文推廣應(yīng)用工作。水文社會(huì)化，從應(yīng)用角度來(lái)看意味著每個(gè)人或部門(mén)都可以方便、實(shí)時(shí)地使用水文信息;從生產(chǎn)角度來(lái)看，是盡可能提供社會(huì)需求的水文信息。水文社會(huì)化的目標(biāo)是“網(wǎng)絡(luò)互連，資源共享，公開(kāi)互動(dòng)”。即形成全社會(huì)參與、共享互動(dòng)的格局。有系統(tǒng)硬件維護(hù)、數(shù)據(jù)采集、水文應(yīng)用平臺(tái)、軟件開(kāi)發(fā)、水文系統(tǒng)集成、水文服務(wù)提供等分工和功能。水文社會(huì)化過(guò)程也是水文工作的細(xì)分化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用化、簡(jiǎn)單化、公開(kāi)化、透明化和普及化過(guò)程。

事實(shí)上，水文應(yīng)用和其他(社會(huì)事業(yè))應(yīng)用緊密結(jié)合在一起，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活不可分離的一部分。水文發(fā)展的將來(lái)就是人人了解水文，實(shí)時(shí)使用水文信息，使水文信息真正發(fā)揮它的全部(經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、文化……)效益。當(dāng)這種層次的應(yīng)用從一個(gè)組織一個(gè)區(qū)域、一個(gè)國(guó)家擴(kuò)展到全世界范圍水文信息都基于水文信息系統(tǒng)進(jìn)行管理時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了廣義的水文的社會(huì)化。

3 結(jié)語(yǔ)

水文工作最根本的目的是其社會(huì)效益，經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)環(huán)境效益，這意味著水文的發(fā)展是社會(huì)效益、生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)利益“三導(dǎo)向性”的，無(wú)論是開(kāi)發(fā)水文數(shù)據(jù)產(chǎn)品還是信息平臺(tái)系統(tǒng)，都需要在社會(huì)效益、生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)利益上都獲“收利”。上述的因素決定著水文信息系統(tǒng)的發(fā)展途徑，形成了現(xiàn)在水文工作方式和應(yīng)用方式。

當(dāng)前，信息科學(xué)和信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，“水文信息系統(tǒng)”隨生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系變化而變化，含義也不斷豐富。傳統(tǒng)觀念、傳統(tǒng)管理、傳統(tǒng)技術(shù)、傳統(tǒng)體制已不再為人唯一崇尚。水文發(fā)展沒(méi)有固定目標(biāo)和終結(jié)，沒(méi)有固定模式;但開(kāi)放性、信息化、社會(huì)化是大方向，是必經(jīng)之路。隨著水文事業(yè)的社會(huì)化和發(fā)展，將來(lái)會(huì)更好地為人們生活和生產(chǎn)服務(wù)，造福人類(lèi)。

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