水利是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施。21世紀(jì)的中國，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，洪澇災(zāi)害、干早缺水、水污染嚴(yán)重等水資源三大問題目益突出，已經(jīng)嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。為了解決新世紀(jì)水的問題，水利部明確提出要實(shí)現(xiàn)從工程水利向資源水利的轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代化水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變。在這個(gè)歷史性轉(zhuǎn)變過程中，水利信息化作為水利現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)水資源科學(xué)管理、高效利用和有效保護(hù)的基礎(chǔ)和前提。所謂水利信息化就是充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)和廣泛利用水利信息資源，包括水利信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)和處理，全面提升水利事業(yè)活動(dòng)的效率和效能。

信息技術(shù)日新月異，以超出常人想象的速度飛速發(fā)展，為水利工作提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。從廣義的信息技術(shù)來說，主要包括：地理信息系統(tǒng)(GIs)、數(shù)據(jù)庫(DB)、遙感(RS)、虛擬現(xiàn)實(shí)(vR)、網(wǎng)絡(luò)(Web)等軟件技術(shù)；筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)、服務(wù)器、圖形工作站等硬件技術(shù)；光纜、超短波、微波、GPRS等通信技術(shù)；傳感器信息采集技術(shù)，水情預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)，水情模擬分析等仿真計(jì)算技術(shù)等。通常我們提到的信息技術(shù)應(yīng)用主要指的是軟件技術(shù)的應(yīng)用，包括GIS、DB、RS、vR、Web等或是軟硬件結(jié)合的信息技術(shù)。水利信息化技術(shù)應(yīng)用主要包括：辦公自動(dòng)化、防汛抗旱指揮、水情測報(bào)、水務(wù)管理、水資源管理、決策支持、防汛會(huì)商、信息服務(wù)等應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)為水利建設(shè)和管理服務(wù)。下面重點(diǎn)介紹較為廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)在水利行業(yè)中的應(yīng)用情況。

1 地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)(GIs)通常泛指用于獲取、儲(chǔ)存、查詢、綜合、處理、分析、顯示和應(yīng)用地理空間數(shù)據(jù)及其與之相關(guān)信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它把空間的邏輯思維延伸到了形象思維。地理信息系統(tǒng)功能十分強(qiáng)大，應(yīng)用十分廣泛，遍及各行備業(yè)。在水利行業(yè)GIS技術(shù)得到廣泛應(yīng)用已經(jīng)有10多年了，并且逐步發(fā)揮了巨大的作用，其主要體現(xiàn)在地理位置確定、地理信息展示、行業(yè)信息展示、信息統(tǒng)計(jì)分析及功能集成等方面。主要應(yīng)用介紹如下：

(1)基礎(chǔ)地理信息管理。GIS技術(shù)基本功能是反映地理坐標(biāo)，并通過地理坐標(biāo)確定有關(guān)信息的坐標(biāo)和相對(duì)位置。從信息管理方面來說，水利行業(yè)與其他許多領(lǐng)域一樣，首先要求得到基礎(chǔ)地理信息，如地形、地貌、河流、水系、行政區(qū)、交通等信息。

(2)水利專題信息展示。在基礎(chǔ)GIS平臺(tái)上展示水利專題信息，主要包括：水庫、堤防。蓄滯洪區(qū)、水閘、測站等水利工程信息和雨情、水情、災(zāi)情等水情信息及水利管理信息。將這些信息在GIS平臺(tái)中分類、分圖層、分區(qū)域展示。

(3)統(tǒng)計(jì)分析功能運(yùn)用。GIs技術(shù)的分析功能十分強(qiáng)大，在水利工作中發(fā)揮了重要作用，如降雨分布信息、水資源量統(tǒng)計(jì)、洪水淹沒面積計(jì)算、受災(zāi)面積和人口財(cái)產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等。這些分析結(jié)果為水情預(yù)報(bào)、防汛會(huì)商決策、水量調(diào)度等提供了較為可靠詳實(shí)的數(shù)據(jù)支持，初步實(shí)現(xiàn)了在水利及防汛工作中對(duì)雨情、水情、災(zāi)情的粗略估算向定量分析轉(zhuǎn)變。

(4)系統(tǒng)集成功能。SIS作為地理信息管理基礎(chǔ)平臺(tái)，系統(tǒng)集成功能是其重要的基本功能之一。常用的GIS集成主要有相關(guān)功能模塊和相關(guān)專業(yè)模型的集成。集成功能模塊包括：信息服務(wù)、數(shù)據(jù)庫、圖形庫、防汛會(huì)商、防汛值班及部分辦公自動(dòng)化等功能模塊；集成專業(yè)模型包括：氣象預(yù)報(bào)、水文預(yù)報(bào)、水動(dòng)力學(xué)計(jì)算、水庫調(diào)度等模型。

(5)空間三維GIS技術(shù)應(yīng)用。GIS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用歷經(jīng)了從二維平面GIS平臺(tái)到三維空間立體GIS平臺(tái)的轉(zhuǎn)變，隨著三維空間GIS技術(shù)的日益成熟，三維空間GIS技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。三維GIS技術(shù)的主要特點(diǎn)是在GIS平臺(tái)中展現(xiàn)空間立體環(huán)境，并在三維環(huán)境中展示與管理相關(guān)信息。

地理信息系統(tǒng)雖然功能強(qiáng)大，應(yīng)用廣泛，但是地理信息系統(tǒng)技術(shù)還處在迅速發(fā)展階段，在應(yīng)用過程中存在信息不夠詳細(xì)、圖標(biāo)不夠完善、分析功能有限等問題，而且國外GIs產(chǎn)品價(jià)格較高，國內(nèi)GIS產(chǎn)品功能不夠全面，因此地理信息系統(tǒng)技術(shù)在水利信息化建設(shè)的實(shí)際應(yīng)用中還有一定的局限性，有待不斷發(fā)展和完善。

2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

信息化水平的主要標(biāo)志之一是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用水平，水利信息化建設(shè)亦是如此，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為氣象、水情、工情、旱情、水質(zhì)、生態(tài)、災(zāi)情等信息，以及水利管理信息的傳輸、共享、分析、管理和發(fā)布提供了強(qiáng)力的技術(shù)支撐。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)成為我國水利工作中信息采集、傳輸、處理和共享的重要手段。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍的需要建設(shè)有局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊安全保障的需求分為公共網(wǎng)絡(luò)和水利專網(wǎng)；根據(jù)信息傳輸是否有線分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng)。

寧夏水利廳2008-2009年信息化建設(shè)項(xiàng)目充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從渠首管理處至秦漢渠管理處自建72芯骨干光纜線路43.18公里，8芯分支線路18.75公里，在秦漢渠管理處與原有鐵通2芯光纜連通，形成了從惠農(nóng)一銀川一吳患一青銅峽主干光纖傳輸鏈路。通過租用電路方式，完成了13家廳屬單位與水利廳的網(wǎng)絡(luò)互連，初步形成了全區(qū)水利系統(tǒng)廣域網(wǎng)絡(luò)體系。建成覆蓋青銅峽、沙坡頭和固海三大灌區(qū)，涉及17家廳屬單位16處二級(jí)會(huì)商系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了以水利廳為主會(huì)場、17家廳屬單位為二級(jí)分會(huì)場的異地會(huì)商和多功能會(huì)議，可進(jìn)行音頻、視頻信號(hào)和多媒體會(huì)議的實(shí)時(shí)傳輸。建成24處包括賀蘭山東麓、黃河、愛伊河重要城市水系區(qū)域以及青銅峽灌區(qū)渠首進(jìn)水閘等重要建筑物的視頻監(jiān)測系統(tǒng)。其中防汛系統(tǒng)13處、灌溉系統(tǒng)ll處。灌溉系統(tǒng)8處視頻信號(hào)利用骨干網(wǎng)光纖線路進(jìn)行傳輸，其余16處視頻信號(hào)利用雙卡cDMA進(jìn)行無線傳輸。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)除了以通訊傳輸技術(shù)為主的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件技術(shù)以外，網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)也是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的重要內(nèi)容之一，通常談到的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)是指網(wǎng)絡(luò)化軟件的開發(fā)和應(yīng)用，即是指具有網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能的web技術(shù)而不是廣義的IT技術(shù)。Web技術(shù)的應(yīng)用起步于2000年前后，此后國家各級(jí)各部門編制的網(wǎng)絡(luò)化軟件系統(tǒng)主要采用Web技術(shù)。例如各級(jí)防汛指揮、水情測報(bào)、決策支持、信息服務(wù)、會(huì)商管理、辦公自動(dòng)化等系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)化軟件系統(tǒng)部分都是基于web技術(shù)的。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為水利信息共享和交換提供了條件，作用重大、效果顯著，但是由于信息量逐步增加，網(wǎng)絡(luò)容量有限，信息傳輸和交換速度往往難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求；再者，互聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定日，不足，系統(tǒng)較為脆弱，可靠_生不夠強(qiáng)，如某—環(huán)節(jié)出現(xiàn)蜘章就會(huì)勛向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用還應(yīng)該全面考慮出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障后的應(yīng)急解決方案。

3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的核心內(nèi)容之一，是水利信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，幾乎所有的水利信息系統(tǒng)建設(shè)都離不開數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用主要包括數(shù)據(jù)存貯和管理。國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)建設(shè)了水情數(shù)據(jù)庫、工情數(shù)據(jù)庫，有些流域和省還建設(shè)了旱情監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、水保數(shù)據(jù)庫、水量調(diào)度管理數(shù)據(jù)庫等。我區(qū)在數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面還比較薄弱，建成的有水文數(shù)據(jù)庫和水量調(diào)度管理數(shù)據(jù)庫。今年準(zhǔn)備實(shí)施建設(shè)寧夏水利數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目，將綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水利數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集中、存儲(chǔ)、管理、交換、發(fā)布與應(yīng)用。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)在水利信息化建設(shè)與管理中應(yīng)用較為成熟，為水利信息的數(shù)據(jù)管理提供了強(qiáng)大的支持，但是隨著水利信息化建設(shè)中數(shù)據(jù)量的膨脹式增加，國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品對(duì)海量數(shù)據(jù)的管理還存在一定的不足。

4 遙感技術(shù)應(yīng)用

遙感是利用探測地表物體反射和發(fā)射的電磁波來提取這些物體相關(guān)信息的，通過對(duì)地表物體的遠(yuǎn)距離識(shí)別，從而獲得地球及其環(huán)境的可靠信息。遙感技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用很廣，可為包括防洪抗旱、水資源管理、農(nóng)田水利、水土保持與生態(tài)保護(hù)、工程規(guī)劃、工程建設(shè)與管理、工程監(jiān)督與水政執(zhí)法、流域綜合管理等在內(nèi)的幾乎所有水利業(yè)務(wù)提供信息支持。遙感不斷與空間、電子、地球、計(jì)算機(jī)以及其他邊緣學(xué)科交叉滲透、相互融合，已逐漸發(fā)展成為一門新型的地球空間信息科學(xué)。遙感與地理信息系統(tǒng)(GIs)等的進(jìn)一步結(jié)合，共同成為支撐各種水利信息管理與決策支持系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù)。

近年來，圍繞水災(zāi)旱災(zāi)以及水資源、水環(huán)境、水生態(tài)的調(diào)查、監(jiān)測與評(píng)價(jià)，水利部曾連續(xù)主持國家重點(diǎn)科技攻關(guān)以及國家“863”計(jì)劃等項(xiàng)目，多次獲國家科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)。經(jīng)過幾十年的計(jì)劃科技攻關(guān)建成了洪澇災(zāi)害監(jiān)測評(píng)估業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)，其中機(jī)載SAR系統(tǒng)具有基于機(jī)一星一地的圖像實(shí)時(shí)傳輸功能，可實(shí)現(xiàn)洪澇災(zāi)害的全天候遙感監(jiān)測。多年來，水利遙感在水旱災(zāi)害監(jiān)測與評(píng)估水土流失監(jiān)測與評(píng)價(jià)、有效灌溉面積調(diào)查、滑坡堰塞湖監(jiān)測、流域水資源與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測評(píng)價(jià)、跨境河流監(jiān)測與信息獲取等方面所取得的一批高水平應(yīng)用成果，并在國內(nèi)外都產(chǎn)生較大影響。遙感技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來越成為水利信息化建設(shè)的重要方向和水利現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。

5 衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)應(yīng)用是隨著GIS、Web和Rs等信息技術(shù)的應(yīng)用而發(fā)展起來的。防洪決策、搶險(xiǎn)救災(zāi)等都需要了解險(xiǎn)情、災(zāi)情發(fā)生的準(zhǔn)確位置，雖然擁有了地理信息系統(tǒng)平臺(tái)和衛(wèi)星遙感影像，但是災(zāi)情的位置仍然難以精確，“5.12”抗震救災(zāi)行動(dòng)中就出現(xiàn)過類似的窘境，因此利用GPS技術(shù)將災(zāi)情發(fā)生的位置和GIS平臺(tái)及Rs影像有效連接起來，實(shí)現(xiàn)災(zāi)區(qū)和災(zāi)情的準(zhǔn)確定位意義重大。另一方面，利用GPS和通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，將險(xiǎn)情和災(zāi)情信息及時(shí)傳達(dá)或通知到相關(guān)負(fù)責(zé)人，大大提高搶險(xiǎn)救災(zāi)效率，有關(guān)應(yīng)用在浙江、福建、廣東等地區(qū)十分普遍。在水利信息化建設(shè)中GPS對(duì)河流、工程等有關(guān)信息的定位與管理發(fā)揮了重要作用。

但由于衛(wèi)星定位系統(tǒng)通訊容量有限，對(duì)于數(shù)據(jù)量較大的水情和災(zāi)情信息傳輸速度較慢，普及應(yīng)用受到一定限制。

社會(huì)在發(fā)展，科技在進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)在增長，投資在加大。在水利信息化建設(shè)過程中雖存在這樣或那樣的問題和不足，但信息化建設(shè)仍然發(fā)展迅速，取得了可喜的階段性成就，而且隨著中央1號(hào)文件的出臺(tái)和中央水利工作會(huì)議的召開，國家對(duì)水利信息化建設(shè)的投資會(huì)越來越大，現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用前景更加美好。

1 社會(huì)發(fā)展對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用提出更高要求

社會(huì)的發(fā)展是一個(gè)變加速的進(jìn)程，安全保障日益得到重視，在建設(shè)和諧社會(huì)和以人為本的社會(huì)理念指導(dǎo)下，保護(hù)生命安全和環(huán)境安全的要求放到治水工作的首要位置。水利信息化建設(shè)對(duì)防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境保護(hù)、水資源管理、工程管理，進(jìn)一步提高我國科學(xué)治水水平，建立人與水和諧的社會(huì)環(huán)境，發(fā)揮著十分重要的作用。加快現(xiàn)代信息技術(shù)的推廣與應(yīng)用，推進(jìn)水利信息化建設(shè)是社會(huì)發(fā)展的必然需求。

2 信息技術(shù)發(fā)展為水利信息化建設(shè)創(chuàng)造條件

GIs、Web、DB、Rs、GPs等現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和進(jìn)步，為基于信息技術(shù)發(fā)展的水和信息化建設(shè)和完善提供了技術(shù)保障。先進(jìn)成熟的信息技術(shù)成果為防汛抗旱、水資源管理、環(huán)境與生態(tài)建設(shè)等水利行業(yè)的信息監(jiān)測、傳輸、存儲(chǔ)、查詢、檢索、分析與展示提供了技術(shù)條件，使水利信息化推動(dòng)水利現(xiàn)代化成為可能。

3 專業(yè)模型技術(shù)改進(jìn)為信息技術(shù)應(yīng)用提供技術(shù)支持

水利信息化建設(shè)的主要內(nèi)容之一是決策支持系統(tǒng)建設(shè)，而決策支待系紆踺設(shè)的重要依妊是水情、旱情、災(zāi)情等唐息的分析成果，這些分析成果主要來源于氣象預(yù)測預(yù)報(bào)、洪水預(yù)測預(yù)報(bào)、洪水演進(jìn)分析模型系統(tǒng)、洪水調(diào)度模型系統(tǒng)、潰壩分析、旱情分析、水資源管理、水質(zhì)、環(huán)境評(píng)估等專業(yè)模型系統(tǒng)-近年來，有關(guān)專業(yè)模型技術(shù)得到了逐步改進(jìn)和完善，并隨著計(jì)技術(shù)的發(fā)展為復(fù)雜的模擬分析計(jì)黻拱了條件。專業(yè)模型技術(shù)的發(fā)展為決策支持系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)用性提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，是水利信息化建設(shè)與發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)后盾。

4.經(jīng)濟(jì)發(fā)展為信息技術(shù)應(yīng)用提供了資金保障

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，國力得到了大大增強(qiáng)，人民生活得到了全面改善。為了人們生命安全、社會(huì)穩(wěn)定、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，各級(jí)政府有能力、有條件投入更多的資金進(jìn)行水利信息化建設(shè)事業(yè)。今年《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》中明確提出：推進(jìn)水利信息化建設(shè)，全面實(shí)施“金水工程”，加快建設(shè)國家防汛抗旱指陣系統(tǒng)和水資源管理信息系統(tǒng)，提高水資碌調(diào)控、水利管理和工程運(yùn)行的信息化水平，以水利信息化帶動(dòng)水現(xiàn)代化。今后5年乃至更長時(shí)間，信息系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入會(huì)持續(xù)增加t現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用會(huì)更加廣泛。

總之，信息技術(shù)的飛速發(fā)展與推廣應(yīng)用為我國水利現(xiàn)代化進(jìn)程注入了催化劑，提高了水利行業(yè)的技術(shù)水平，推動(dòng)了水利事業(yè)的發(fā)展，縮短了我國與世界發(fā)達(dá)國家在水利信息化方面的差距，發(fā)展?jié)摿薮?，?yīng)用前景廣闊。

(作者單位：寧夏水利信息中心)