信息技术在现代水利事业中的应用

宋 倩

（河海大学公共管理学院，江苏南京）

0 引言

信息技术日新月异的发展，从根本上改变着人们传统的生产、生活方式，与人们生活息息相关的水利事业的发展已经不能完全满足人们日益增长的需求。水利事业需要从传统的水利向现代化的、可持续发展的水利转变。做好这样的转变，信息技术是一个不容忽视的重要内容。信息化是全球经济和社会发展的大趋势，推动全球经济的增长和产业结构的调整，加快信息技术的发展，已经成为世界大多数国家的共同选择。所谓信息技术就是利用科学的方法对经营管理的信息进行收集、存储、处理并辅助决策的技术总称，主要是指以先进的数字处理技术和微电子技术为基础的信息技术，其中包括微电子技术、通信技术、软件技术和计算机技术等。在科学技术飞速发展的今天，水利信息化在一些发达地区已经加以应用，它是水利事业可持续发展的重要基础和前提。水利信息化就是指充分利用水利信息资源，提高水利资源的应用和共享，从而提高水利建设和水管理的效能和效益。水利部制定的《水利科技发展规划（2001-2010）》中把“坚持用高新技术对水利行业进行技术改造”确立为水利科技发展的基本原则，同时把包括计算机技术、网络技术、微电子技术、通信技术、计算机辅助设计（CAD）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）和自动化技术的研究和开发应用作为六大总体目标之一。水利信息技术主要包括：办公自动化、水务管理、水情预报、支持决策、信息服务等系统的建设。

1 国内水利事业发展中的信息技术

1.1 适用于水利事业的几种信息技术

GPS 技术已经广泛运用于海洋、陆地、航天领域等各种民用军用的精密测量、目标定位。GPS 的主要作用就是对目标的准确定位，在防汛减灾方面可以精确定位险情发生的地点，将监测到的数据快速精准的反馈到指挥监控中心系统，使其快速做出应急措施。在水生态建设和水土保持监测的过程中，GPS 快速定位地面监测，实现数据的快速分析。GPS 具有快速度、高精准性、提供三维坐标、操作简单快捷等特点，广泛运用于防汛减灾、水土保持监测与治理、水情测报、水利工程建设与安全监测等方面。

GIS 即地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是处理大量地理数据的通用技术，成为水利信息存储、管理、分析的强有力的工具。目前我国多数的防灾救灾的信息管理系统都是基于GIS 平台建立。在水环境和水土保持方面，GIS 是一种全过程的应用，从土壤侵蚀发生的判断、侵蚀度和侵蚀量的划分与计算，一直到土壤侵蚀全过程的预测，GIS 起着技术支撑作用。GIS 技术的发展经历了从二维到三维空间立体平台的转变，三维GIS 技术日益成熟，在水利事业中的应用更加广泛，可以在平台中展现空间立体环境，并展示处与管理的相关信息。GIS 地理信息系统可以进一步向海量空间信息研究，解决海量信息分布式的存储、管理、共享。

RS 遥感技术与GPS、GIS 称为著名的3S 技术。遥感技术是利用探测地表物体反射和发射的电磁波来提取这些物体的相关信息，通过对地表物体的远距离识别，获得其环境的可靠性分析。遥感技术可以基于遥感信息的水资源、环境自然灾害预报等方面进行研究，进一步完善水利领域遥感地物波普库及高光谱自动识别系统。RS 与GIS、GPS 等进一步的结合，共同成为支撑水利信息管理与决策支持系统开发的核心技术。

数据库技术是信息技术发展的核心内容之一，整个水利信息系统的建设都离不开数据库技术的应用。主要包括数据的存储、管理、水情报数据库、数据监测数据库，数据库管理系统用来保证数据库的安全性和完整性，使用户更方便的操纵数据，可以在很多用户使用的条件下并发控制和恢复数据库。

网络通信技术是信息化水平的主要标志之一，网络通信技术为水情、旱情、灾情、水质、生态、水利管理等信息的传输、分析、共享、管理和发布提供了强有力的技术支持，根据网络应用的范围建设局域网和广域网，为水利信息的共享和交换提供了条件，但是由于互联网的稳定性不足，系统较为脆弱，网络技术还应考虑出现网络故障后的应急措施方案。计算机网络信息技术中，在部门和跨部门的信息共享框架下，进一步完善数据及标准化制定，为水利信息化提供基础条件。

1.2 现代水利事业信息化功能定位

经济社会快速发展，人民大众需要的公共信息量与日俱增，特别是对水利信息有了新的需求。水利信息系统是水利工作的重要基础，是现代化水利的重要体现，不管是水资源管理，水情预报，还是防汛抗旱都离不开水利信息系统。目前我国一些较发达地区，正在全面努力建设防汛抗旱指挥决策支持系统、水土保持监测与管理信息系统、水资源管理决策支持系统、水文水质监测与评价信息系统、水利网站等，目标是基本完成水利信息系统综合体系，为水利行业本身和社会大众提供完善的水利信息服务。在我国水利部直属的水利事业单位中，通过分类改革，明确了其水文类和信息化及通信类的功能定位。加强水文事业的规划建设，水文信息的监测与预报及水文信息的资料汇交保管与使用等，对水文站网合理规划与建设。保护水文设施与水文监测环境，负责水利信息网络、通信网络、数据中心和部信息系统的建设和运行管理工作，拟定水文及水利信息化、水利通信的技术标准并监督实施。水文类功能主要负责水利信息网络、通信网络、数据中心和部信息系统的建设和运行管理工作，并扩大覆盖范围，优化站网布局，着力增强重点地区、重要城市、地下水超采区水文测报能力，加快应急机动监测能力建设，实现资料共享，全面提高水文工作服务水平。信息化及通信业务在现代水利事业建设过程中地位日渐突出，提供水利信息及通信类公益服务时，水利直属事业单位应加强水利信息网络及数据库建设，做好水利信息搜集等工作，充分发挥其在水利发展规划、项目建设及运行于水利信息服务等领域重要作用。可见，信息技术正在完全向水利行业渗透，在水文水资源监测的过程中大量运用远程遥测自动化技术，监测和评估大面积的自然灾害使用卫星遥感技术。

1.3 水利工程管理中的信息技术

水利工程管理工作的基础在与准确、充足、及时的基础数据，过去基础数据的搜集需要大量的人力、物力并且比较滞后，复杂反复的数据收集工作占据了大量的管理资源，严重地制约了管理工作水平的提高。GPS、GIS 和数据库等技术的引入，带来了全新的解决方法。在水利工程管理的范围内建立GPS 控制网络，在全天候不受天气、环境、汛期影响的条件下进行精度较高的测量，可以避免传统工作中的人为误差，并且可以快速作业为决策提供及时的数据，减少了人力、物力的投资，使整个作业的过程更加灵活，对于突发状况可以做出及时的反应。伴随着GPS 技术的不断发展和完善，不仅在数据采集方面做出了贡献，同时给工程管理中的定位技术注入了新鲜血液，以往的常规定位技术已经完全被GPS 技术所取代。GIS 地理信息系统的强大在于其地理信息空间分析功能，可以为水利工程管理中常见的方案规划、环境影响评价、断面分析等各种问题提供快速方便的解决方法。数据库管理是水利工程管理的核心部分，通过数据库管理系统，我们可以更快捷的对大量数据进行分析、修改、编辑，建立一个完善的数据库系统，实际上就是创建了一个资源共享的平台，为工程管理部门整合了数据资源。全新的工程管理模式，实现了管理过程的科学化和现代化，为管理决策提供可靠快速的支持。要建立健全水利行业技术标准，推进水利信息化建设，全面实施“金水工程”，加快建设国家防汛抗旱指挥系统和水资源管理信息系统，提高水资源调控、水利管理和工程运行的信息化水平，以水利信息化带动水利现代化。提高相关业务管理能力，为水利科技创新事业的顺利进行提供坚实的支撑。

2 国外水利事业发展中的信息技术

国外水利单位的信息管理侧重于两个方面的目的：一是收集和处理管理信息，优化组织决策；二是加强技术信息管理，提高技术管理水平。为了提高管理水平，一些水利单位广泛利用现代技术手段，实现信息资源共享。以多瑙河国际委员会为例，该委员会在河流管理上采用了先进的技术手段。多瑙河作为一个复杂的国际河流，现代数字化管理技术得到了充分的利用，实现了河流信息资源共享和高效管理。河流数字化管理是应用遥感、数据收集系统、全球定位系统、地理信息系统、计算机网络和多媒体技术、现代通信等高科技手段对河流资源、环境、社会经济等各个复杂系统的数字化、数字整合等信息集成的应用系统，并在可视化条件下提供决策支持和服务。1985年前，多瑙河流域各国数据缺乏统一标准，各国之间信息流通量小，公众、科研、政府之间缺乏信息平台。1985年的《布加勒斯特宣言》要求建立一个强有力的跨国监测网络。1993年，在“多瑙河流域监测、实验室分析和信息管理”项目中确定了跨界监测网络方案，提出对地表水进行监测、分析、信息管理的先进技术与方法。跨界水质监测网络刚建立时有11个跨国界断面，现在已发展到79个断面（含支流），并计划最大达到900个监测断面。

为完全实现数据共享，多瑙河国际委员会开发了多瑙河地理信息系统（GIS），通过地理信息系统数据库的建立，整合了不同国家、不同部门的数据源，管理流域环境数据和监测数据。通过国际互联网，实现在线网络地理信息系统（Web GIS）服务，为多种类型的科学模型提供数据。用户通过网络即可直接访问地表水和地下水监测信息等相关信息，真正实现了信息资源的共享。另外，还利用现代信息技术，建立信息中心网络，负责为决策，特别是为跨界污染事件的处理提供信息支持，并及时提供流域层面的水质评价信息。

3 信息技术在未来水利事业发展中的影响

3.1 促进水利事业管理方式的转变

在过去的水利事业管理过程中，公众的参与较少。现代化水利的发展要越来越为人民大众服务，切实关系到其公共利益。水管理行政部门通过网络建立与人民群众沟通的渠道，让公民了解有效、及时的水利信息，以此来提高服务质量和服务效率。并且做到公平和公正，接受人民群众监督，采纳合理意见。使水利事业管理从单一的水行政管理向与公众结合的方式转变。

3.2 提高水利决策的效率

通过运用一系列的信息技术，进行水利的科学决策，可以有效地提高水利决策的速度和质量，适应现代水利科学的要求。信息技术保证了科学决策所需要的及时的科学的高质量的决策信息，通过及时采集信息，卫星遥感系统的实时传递可以有效地避免决策滞后和决策失误。

3.3 提升信息资源的共享率

水利信息技术可以把全国的水利行政机关连接在一起，实现信息、管理制度、管理方式、理念等各种资源的共享。实行系统内部的办公自动化，大大降低行政管理的成本，在资源共享的状态下，将大量的传统作业模式在网络资源环境下完成更提高了工作效率。

3.4 确保顺利实现水利现代化

纵观国内外水利事业中信息技术的应用，可以发现水利信息化是水利现代化的基础和重要标志，加快水利信息化建设、促进水利现代化是当今世界和经济社会发展的大趋势，同时我国应该积极引进国外先进的水利信息技术，借鉴国外水利事业管理经验，提高我国水利行业的技术水平，缩短我国与世界发达国家在水利信息化方面的差距，确保水利现代化的顺利完成。

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