信息技術在現代水利事業中的應用

宋 倩

（河海大學公共管理學院，江蘇南京）

0 引言

信息技術日新月異的發展，從根本上改變著人們傳統的生產、生活方式，與人們生活息息相關的水利事業的發展已經不能完全滿足人們日益增長的需求。水利事業需要從傳統的水利向現代化的、可持續發展的水利轉變。做好這樣的轉變，信息技術是一個不容忽視的重要內容。信息化是全球經濟和社會發展的大趨勢，推動全球經濟的增長和產業結構的調整，加快信息技術的發展，已經成為世界大多數國家的共同選擇。所謂信息技術就是利用科學的方法對經營管理的信息進行收集、存儲、處理并輔助決策的技術總稱，主要是指以先進的數字處理技術和微電子技術為基礎的信息技術，其中包括微電子技術、通信技術、軟件技術和計算機技術等。在科學技術飛速發展的今天，水利信息化在一些發達地區已經加以應用，它是水利事業可持續發展的重要基礎和前提。水利信息化就是指充分利用水利信息資源，提高水利資源的應用和共享，從而提高水利建設和水管理的效能和效益。水利部制定的《水利科技發展規劃（2001-2010）》中把“堅持用高新技術對水利行業進行技術改造”確立為水利科技發展的基本原則，同時把包括計算機技術、網絡技術、微電子技術、通信技術、計算機輔助設計（CAD）、地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）和自動化技術的研究和開發應用作為六大總體目標之一。水利信息技術主要包括：辦公自動化、水務管理、水情預報、支持決策、信息服務等系統的建設。

1 國內水利事業發展中的信息技術

1.1 適用于水利事業的幾種信息技術

GPS 技術已經廣泛運用于海洋、陸地、航天領域等各種民用軍用的精密測量、目標定位。GPS 的主要作用就是對目標的準確定位，在防汛減災方面可以精確定位險情發生的地點，將監測到的數據快速精準的反饋到指揮監控中心系統，使其快速做出應急措施。在水生態建設和水土保持監測的過程中，GPS 快速定位地面監測，實現數據的快速分析。GPS 具有快速度、高精準性、提供三維坐標、操作簡單快捷等特點，廣泛運用于防汛減災、水土保持監測與治理、水情測報、水利工程建設與安全監測等方面。

GIS 即地理信息系統是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統，是處理大量地理數據的通用技術，成為水利信息存儲、管理、分析的強有力的工具。目前我國多數的防災救災的信息管理系統都是基于GIS 平臺建立。在水環境和水土保持方面，GIS 是一種全過程的應用，從土壤侵蝕發生的判斷、侵蝕度和侵蝕量的劃分與計算，一直到土壤侵蝕全過程的預測，GIS 起著技術支撐作用。GIS 技術的發展經歷了從二維到三維空間立體平臺的轉變，三維GIS 技術日益成熟，在水利事業中的應用更加廣泛，可以在平臺中展現空間立體環境，并展示處與管理的相關信息。GIS 地理信息系統可以進一步向海量空間信息研究，解決海量信息分布式的存儲、管理、共享。

RS 遙感技術與GPS、GIS 稱為著名的3S 技術。遙感技術是利用探測地表物體反射和發射的電磁波來提取這些物體的相關信息，通過對地表物體的遠距離識別，獲得其環境的可靠性分析。遙感技術可以基于遙感信息的水資源、環境自然災害預報等方面進行研究，進一步完善水利領域遙感地物波普庫及高光譜自動識別系統。RS 與GIS、GPS 等進一步的結合，共同成為支撐水利信息管理與決策支持系統開發的核心技術。

數據庫技術是信息技術發展的核心內容之一，整個水利信息系統的建設都離不開數據庫技術的應用。主要包括數據的存儲、管理、水情報數據庫、數據監測數據庫，數據庫管理系統用來保證數據庫的安全性和完整性，使用戶更方便的操縱數據，可以在很多用戶使用的條件下并發控制和恢復數據庫。

網絡通信技術是信息化水平的主要標志之一，網絡通信技術為水情、旱情、災情、水質、生態、水利管理等信息的傳輸、分析、共享、管理和發布提供了強有力的技術支持，根據網絡應用的范圍建設局域網和廣域網，為水利信息的共享和交換提供了條件，但是由于互聯網的穩定性不足，系統較為脆弱，網絡技術還應考慮出現網絡故障后的應急措施方案。計算機網絡信息技術中，在部門和跨部門的信息共享框架下，進一步完善數據及標準化制定，為水利信息化提供基礎條件。

1.2 現代水利事業信息化功能定位

經濟社會快速發展，人民大眾需要的公共信息量與日俱增，特別是對水利信息有了新的需求。水利信息系統是水利工作的重要基礎，是現代化水利的重要體現，不管是水資源管理，水情預報，還是防汛抗旱都離不開水利信息系統。目前我國一些較發達地區，正在全面努力建設防汛抗旱指揮決策支持系統、水土保持監測與管理信息系統、水資源管理決策支持系統、水文水質監測與評價信息系統、水利網站等，目標是基本完成水利信息系統綜合體系，為水利行業本身和社會大眾提供完善的水利信息服務。在我國水利部直屬的水利事業單位中，通過分類改革，明確了其水文類和信息化及通信類的功能定位。加強水文事業的規劃建設，水文信息的監測與預報及水文信息的資料匯交保管與使用等，對水文站網合理規劃與建設。保護水文設施與水文監測環境，負責水利信息網絡、通信網絡、數據中心和部信息系統的建設和運行管理工作，擬定水文及水利信息化、水利通信的技術標準并監督實施。水文類功能主要負責水利信息網絡、通信網絡、數據中心和部信息系統的建設和運行管理工作，并擴大覆蓋范圍，優化站網布局，著力增強重點地區、重要城市、地下水超采區水文測報能力，加快應急機動監測能力建設，實現資料共享，全面提高水文工作服務水平。信息化及通信業務在現代水利事業建設過程中地位日漸突出，提供水利信息及通信類公益服務時，水利直屬事業單位應加強水利信息網絡及數據庫建設，做好水利信息搜集等工作，充分發揮其在水利發展規劃、項目建設及運行于水利信息服務等領域重要作用?？梢?，信息技術正在完全向水利行業滲透，在水文水資源監測的過程中大量運用遠程遙測自動化技術，監測和評估大面積的自然災害使用衛星遙感技術。

1.3 水利工程管理中的信息技術

水利工程管理工作的基礎在與準確、充足、及時的基礎數據，過去基礎數據的搜集需要大量的人力、物力并且比較滯后，復雜反復的數據收集工作占據了大量的管理資源，嚴重地制約了管理工作水平的提高。GPS、GIS 和數據庫等技術的引入，帶來了全新的解決方法。在水利工程管理的范圍內建立GPS 控制網絡，在全天候不受天氣、環境、汛期影響的條件下進行精度較高的測量，可以避免傳統工作中的人為誤差，并且可以快速作業為決策提供及時的數據，減少了人力、物力的投資，使整個作業的過程更加靈活，對于突發狀況可以做出及時的反應。伴隨著GPS 技術的不斷發展和完善，不僅在數據采集方面做出了貢獻，同時給工程管理中的定位技術注入了新鮮血液，以往的常規定位技術已經完全被GPS 技術所取代。GIS 地理信息系統的強大在于其地理信息空間分析功能，可以為水利工程管理中常見的方案規劃、環境影響評價、斷面分析等各種問題提供快速方便的解決方法。數據庫管理是水利工程管理的核心部分，通過數據庫管理系統，我們可以更快捷的對大量數據進行分析、修改、編輯，建立一個完善的數據庫系統，實際上就是創建了一個資源共享的平臺，為工程管理部門整合了數據資源。全新的工程管理模式，實現了管理過程的科學化和現代化，為管理決策提供可靠快速的支持。要建立健全水利行業技術標準，推進水利信息化建設，全面實施“金水工程”，加快建設國家防汛抗旱指揮系統和水資源管理信息系統，提高水資源調控、水利管理和工程運行的信息化水平，以水利信息化帶動水利現代化。提高相關業務管理能力，為水利科技創新事業的順利進行提供堅實的支撐。

2 國外水利事業發展中的信息技術

國外水利單位的信息管理側重于兩個方面的目的：一是收集和處理管理信息，優化組織決策；二是加強技術信息管理，提高技術管理水平。為了提高管理水平，一些水利單位廣泛利用現代技術手段，實現信息資源共享。以多瑙河國際委員會為例，該委員會在河流管理上采用了先進的技術手段。多瑙河作為一個復雜的國際河流，現代數字化管理技術得到了充分的利用，實現了河流信息資源共享和高效管理。河流數字化管理是應用遙感、數據收集系統、全球定位系統、地理信息系統、計算機網絡和多媒體技術、現代通信等高科技手段對河流資源、環境、社會經濟等各個復雜系統的數字化、數字整合等信息集成的應用系統，并在可視化條件下提供決策支持和服務。1985年前，多瑙河流域各國數據缺乏統一標準，各國之間信息流通量小，公眾、科研、政府之間缺乏信息平臺。1985年的《布加勒斯特宣言》要求建立一個強有力的跨國監測網絡。1993年，在“多瑙河流域監測、實驗室分析和信息管理”項目中確定了跨界監測網絡方案，提出對地表水進行監測、分析、信息管理的先進技術與方法。跨界水質監測網絡剛建立時有11個跨國界斷面，現在已發展到79個斷面（含支流），并計劃最大達到900個監測斷面。

為完全實現數據共享，多瑙河國際委員會開發了多瑙河地理信息系統（GIS），通過地理信息系統數據庫的建立，整合了不同國家、不同部門的數據源，管理流域環境數據和監測數據。通過國際互聯網，實現在線網絡地理信息系統（Web GIS）服務，為多種類型的科學模型提供數據。用戶通過網絡即可直接訪問地表水和地下水監測信息等相關信息，真正實現了信息資源的共享。另外，還利用現代信息技術，建立信息中心網絡，負責為決策，特別是為跨界污染事件的處理提供信息支持，并及時提供流域層面的水質評價信息。

3 信息技術在未來水利事業發展中的影響

3.1 促進水利事業管理方式的轉變

在過去的水利事業管理過程中，公眾的參與較少?，F代化水利的發展要越來越為人民大眾服務，切實關系到其公共利益。水管理行政部門通過網絡建立與人民群眾溝通的渠道，讓公民了解有效、及時的水利信息，以此來提高服務質量和服務效率。并且做到公平和公正，接受人民群眾監督，采納合理意見。使水利事業管理從單一的水行政管理向與公眾結合的方式轉變。

3.2 提高水利決策的效率

通過運用一系列的信息技術，進行水利的科學決策，可以有效地提高水利決策的速度和質量，適應現代水利科學的要求。信息技術保證了科學決策所需要的及時的科學的高質量的決策信息，通過及時采集信息，衛星遙感系統的實時傳遞可以有效地避免決策滯后和決策失誤。

3.3 提升信息資源的共享率

水利信息技術可以把全國的水利行政機關連接在一起，實現信息、管理制度、管理方式、理念等各種資源的共享。實行系統內部的辦公自動化，大大降低行政管理的成本，在資源共享的狀態下，將大量的傳統作業模式在網絡資源環境下完成更提高了工作效率。

3.4 確保順利實現水利現代化

縱觀國內外水利事業中信息技術的應用，可以發現水利信息化是水利現代化的基礎和重要標志，加快水利信息化建設、促進水利現代化是當今世界和經濟社會發展的大趨勢，同時我國應該積極引進國外先進的水利信息技術，借鑒國外水利事業管理經驗，提高我國水利行業的技術水平，縮短我國與世界發達國家在水利信息化方面的差距，確保水利現代化的順利完成。

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