淺述水信息與水環境科學的研究

摘 要：水信息技術是水環境科學的一個重要分支，水信息的獲取以及處理等技術直接影響到我們對水環境的監測和管理。水信息的獲取、水信息的處理以及水信息的傳輸和水信息的應用這幾部分共同構成了一個完整的水信息鏈條。本文講述了水信息的基本概念，并對水信息的獲取和處理進行了簡述，展望了水信息技術的未來發展趨勢。

關鍵詞：水信息 水環境 獲取和處理

1.前言

目前的科研領域，各種學科之間存在著很強的相互交叉，學科與學科之間的邊界正在不斷縮小和深化，很多知識已經突破了傳統理論上的界限，向著新型的科學技術方向飛速發展。水科學正是如此。例如水科學中的水文學，就已經發生的翻天覆地的變化。傳統意義上的水文學常常是通過對各種水現象的人為的直接的觀測而得到的，在觀測到所需要的各種數據信息之后，再通過一些物理的模型方式或者實驗方式以及數學模型的模擬方式來驗證并最終解釋水文學的各種水力規律和水文機制等等。但是，經過長期的實踐證明，當人類利用這些傳統的水文學方式獲得一些研究成果時，往往可以應用于比較簡單或者說是單純的水文現象，如果是針對一些非常復雜，機理十分不明確的水文現象時，這種傳統的方法就不適用了，對于這種復雜的水文現象，利用傳統方法不僅僅過程繁瑣，難以得到正確的結果，即使得到了部分結果也存在著很大的局限性。隨著研究的深入，目前針對水科學已經有了很多新的方法來代替傳統的局限方式，比如說信息論方法、統計推斷方法、人工智能方法和決策論方法等等。也正是由于多種方法并存，呈現百家爭鳴的局勢，在水利信息科學的發展當中，對信息要求的多種視角之下產生了很多立體的需求。信息獲取的過程實現了很大的高科技化， 其自身發展的需求也在推動信息的發展進程，因此，水信息的獲取以及水信息的處理技術都能夠獲得前所未有的發展速度，以求滿足水利方面雖水信息的需要。

2.簡述水信息的獲取與處理

水信息的獲取、水信息的處理以及水信息的傳輸和水信息的應用這幾部分共同構成了一個完整的水信息鏈條。信息獲取的“水源”是信息鏈的源泉。獲取了信息之后，要對信息進行處理，那么水信息的處理便是使得信息鏈能夠延續的關鍵部分。對信息進行獲取和處理是水利科學當中的一個十分關鍵和重要的研究問題，也是未來重要的研究熱點和方向，同樣，也是水利科學的一個關鍵發展所在。

對水信息進行獲取是第一步。在自然界當中，有著許許多多的信息，針對水信息的獲取要適量并且準確，要能夠滿足后續的工作要求。對自然信息進行不斷的客觀的獲取過程，然后在對信息進行轉化和翻譯、對水信息進行相應的融合和挑選，最后得到所需要的部分有用的信息。水信息的獲取技術是利用水信息的獲取技術，從自然當中客觀存在的事物上提取出來人類能夠主觀感受到的信息的多種方法和手段的總稱。這是一個多層的信息相互交融轉換和提煉的綜合過程，細細分來包括了物質層和數據層含以及特征層共三個層次。被測對象經過物質層轉化成敏感的信號，然后再經過數據層轉換成可以用于傳感的數據，最后經過特征層變成能夠為人類所感知的信息，由此上內容便完成了水信息的獲取。

水信息的獲取過程通過不同的獲取手段所得到的水信息的獲取能力各不相同。傳統的水信息獲取手段往往功能單一，不能同時具備兩個或者多個功能，通常還需要經過認為的判斷才能得到準確的水信息。但是目前常用的獲取技術則是兼具了多種功能，如同時具備數據的融合過程和水信息的感知能力，這種技術能夠跨越初級的物質層，經過數據層直接到達信息的感知層。隨著科技的發展，水文觀測當中實行了很多敏感技術，先進的水信息獲取技術能夠為人類方便快捷并且高精度高準確度的提供所需要的水信息，同時水信息的類型也大大地得到了豐富，這類技術有“地理信息系統”、“全球衛星定位系統”、“遙感系統”以及“遙測系統”等等。

下面介紹一種新型的水信息獲取技術：無線傳感網絡WSN技術。人類在獲取水信息的時候，必須要考慮環境的影響，如果在惡劣的環境下，人類無法涉足，那么水信息的獲取就非常困難了。或者是當某些地區發生了應急事件，來不及進行周全的儀器準備就要大量得到相關的水信息時，也往往令我們手忙腳亂。因此，無線傳感網絡WSN應用而生并逐漸發展起來。無線傳感網絡WSN能夠滿足人類在惡劣環境和偏遠地區獲取水信息的要求。無線傳感網絡WSN是由許多的移動的或者是靜止的傳感器之間以自由組織或者是多跳組織的通信方式來構成的無線網絡系統。無線傳感網絡WSN的作用是采集處理和協作信息感知，以及對網絡所覆蓋的地理區域里的感知對象的監測結果信息進行傳輸，最后把這些信息一起傳遞給用戶。

3.結語

水信息與人類的生活息息相關，我們的生活離不開水以及水信息。水信息作為水環境科學的一種重要的分支，并且作為一種新型的科學，水信息的內涵和范疇還處于探索發現階段，并沒有完全走向高潮。同世界發達國家相比，我國的水信息技術還有著十分明顯的差距，因此，為了促進我國水信息技術的發展和成熟，還有很多挑戰和難題需要面對和解決。加強水信息學的研究工作，能夠為我國水利學的完善貢獻一份重要的力量，在未來會成為一個重要的研究方向。水信息學是由傳統的水利科學與現代的信息學所交叉的一種科學，水信息在水環境發展中扮演著十分重要的角色，最近收到了世界和國內的重要關注。水信息的獲取技術等新興的科學技術，也是處于飛速的發展當中。水信息的獲取與處理技術在水信息學當中的應用，是十分重要和關鍵的。在整個水信息的信息鏈當中占據著十分重要的地位，水信息的獲取和處理技術的不斷發展，在未來會帶動整個水科學行業的科學技術的突飛猛進，同樣，水環境技術的發展也依賴于水信息技術的發展。只有獲取到準確的有價值的水信息，才能為我們提供準確分析和描述水環境的基礎，才能為水環境技術領域提供應用和管理決策的支撐。

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作者簡介：

李闖（1997年9月28日）男，漢族，河南省周口市，身份證號：412724199709282112，本科生，研究方向：水文與水資源工程