3S技術(shù)在水文信息化管理中的應(yīng)用

翟志杰1 張文娥2

1、黑龍江農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 150090；2、黑龍江農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 150090

摘要：隨著社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和完善，很多的領(lǐng)域都廣泛的應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)?，F(xiàn)階段在進(jìn)行水文信息化管理過程中廣泛的采用3S技術(shù)，并取得了較好的效果。本文首先論述了3S技術(shù)的內(nèi)容和基本原理，其次介紹了水文信息化管理的內(nèi)容，最后對(duì)3S技術(shù)在水文信息化管理中的應(yīng)用進(jìn)行探究。僅供交流借鑒。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；水文信息化管理；內(nèi)容；應(yīng)用

水文信息化管理離不開3S的技術(shù)支持。水文信息化管理平臺(tái)通過整合3S技術(shù)功能，綜合應(yīng)用3S技術(shù)及其基本原理，將其應(yīng)用于水文信息采集、信息傳輸、信息存儲(chǔ)、信息服務(wù)。

一、3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的必要性

3S技術(shù)是全球定位技術(shù)GPS、遙感技術(shù)RS以及地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)的總稱，這三項(xiàng)技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要的作用，而且有著不同的功能以及應(yīng)用范圍，與傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)相比，其有著較多的優(yōu)點(diǎn)，是科技不斷發(fā)展的產(chǎn)物，也是水文監(jiān)測(cè)行業(yè)不斷發(fā)展的必然趨勢(shì)。3S技術(shù)也存在著一定缺陷與不足，在應(yīng)用的過程中，需要結(jié)合水文監(jiān)測(cè)的環(huán)境以及實(shí)際情況。通過實(shí)踐證明，在水文監(jiān)測(cè)中應(yīng)用3S技術(shù)有著必要性，首先其符合我國水資源的發(fā)展形勢(shì)，可以改善我國水資源緊缺的現(xiàn)狀，我國雖然水資源豐富，但是由于人口數(shù)量比較大，所以人均水資源的占有量還不足世界平均水平的1/4，為了改善我國水資源的緊缺的現(xiàn)狀，必須提高水資源的利用率，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)等問題。利用3S技術(shù)可以提高水位檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在監(jiān)測(cè)的過程中，對(duì)周圍環(huán)境影響較小，也不會(huì)污染水資源，在傳統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)工作中，可能會(huì)對(duì)周圍居民的正常生活產(chǎn)生負(fù)面影響，這激化了水資源供需的矛盾。將3S技術(shù)應(yīng)用在水文監(jiān)測(cè)工作中，可以解決傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)中存在的問題。在現(xiàn)代化的水文監(jiān)測(cè)工作中，將3S技術(shù)與水文監(jiān)測(cè)有效的結(jié)合在一起，促進(jìn)了水文監(jiān)測(cè)行業(yè)的發(fā)展。另外，應(yīng)用3S技術(shù)受到的限制與制約也比較少，其獲取信息的途徑比較多，與傳統(tǒng)的人工測(cè)量技術(shù)相比，在信息獲取與處理方面體現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，所以，3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中有著良好的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)然，3S技術(shù)在應(yīng)用的過程中，也在不斷的創(chuàng)新與改進(jìn)，其在水文監(jiān)測(cè)工作中發(fā)揮著作用越來越大，所以，在水文監(jiān)測(cè)行業(yè)應(yīng)用3S技術(shù)是很有必要的。

二、3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中發(fā)揮的作用

3S技術(shù)包括GPS、RS以及GIS技術(shù)，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地面情況的監(jiān)控，在測(cè)距時(shí)，不但準(zhǔn)確性高，而且花費(fèi)的時(shí)間比較少，具有高效的優(yōu)點(diǎn)。利用3S技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)觀測(cè)，利用自動(dòng)化技術(shù)，能對(duì)監(jiān)測(cè)場(chǎng)地進(jìn)行24h全天候觀測(cè)，這節(jié)省了水文監(jiān)測(cè)行業(yè)的人力資源，降低了監(jiān)測(cè)的難度，有利于提高水文觀測(cè)的準(zhǔn)確性。利用RS遙感技術(shù)，可以借助衛(wèi)星以及航天技術(shù)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行檢測(cè)，其具有監(jiān)測(cè)范圍廣、采集信息速度快的優(yōu)點(diǎn)，有效的縮短了水文監(jiān)測(cè)的周期。地理信息系統(tǒng)IS的組成要素包括計(jì)算機(jī)軟硬件、數(shù)據(jù)以及用戶，地理信息系統(tǒng)涉及到很多學(xué)科的滲透與交叉，如地理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、測(cè)繪學(xué)等，地理信息系統(tǒng)作為一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所處理和分析的數(shù)據(jù)與地球表面的位置是息息相關(guān)的。3S技術(shù)或者三者的集成技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中被廣泛運(yùn)用并發(fā)揮著重要的作用，其中水文行業(yè)中對(duì)3S技術(shù)的應(yīng)用也十分活躍，并且在不斷的研究與實(shí)踐中，3S技術(shù)在水文中發(fā)揮的作用也將越來越重要，

三、水文信息化管理內(nèi)容

水文信息采集、傳輸、儲(chǔ)存和服務(wù)等應(yīng)用開展的業(yè)務(wù)是水文信息化管理的主要內(nèi)容。而對(duì)水文信息的分析、統(tǒng)計(jì)、預(yù)報(bào)、預(yù)報(bào)和評(píng)價(jià)等功能是水文信息化管理應(yīng)用系統(tǒng)包含的主要內(nèi)容。

1、水文信息采集

由衛(wèi)星、傳感器、遙感和監(jiān)測(cè)等儀器組合而形成的是水文信息采集系統(tǒng)。信息采集系統(tǒng)是水文信息化的基礎(chǔ)，而水位、流量、蒸發(fā)、降水和水質(zhì)等是采集的主要水文信息類型。傳感器微電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水文信息采集的基礎(chǔ)技術(shù)，各類信息通過傳感器轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，然后通過傳輸系統(tǒng)將電子信號(hào)傳到數(shù)據(jù)中心，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)站的遠(yuǎn)程控制。獲得更多種類的信息和更大失控尺度的獲得是水文信息采集系統(tǒng)構(gòu)建的主要目的，通過拓展水文、時(shí)間和空間三個(gè)要素來提高獲取水文信息的能力。

2、水文信息的傳輸

傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線傳輸和無線傳輸?shù)热齻€(gè)部分共同組成水文信息的傳輸系統(tǒng)。而現(xiàn)代通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)是實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)幕A(chǔ)技術(shù)，信息傳輸?shù)闹饕敲浇槭墙柚滩〝?shù)傳和通信衛(wèi)星等設(shè)備，在此基礎(chǔ)上，高效完整的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得以構(gòu)建，水文信息傳遞的準(zhǔn)確性、時(shí)效性和可靠性也得到全面的實(shí)現(xiàn)。

3、水文信息的存儲(chǔ)

將各類水文信息儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫就是水文信息存儲(chǔ)系統(tǒng)。分布式儲(chǔ)存系統(tǒng)是水文信息主要利用的是形式，自動(dòng)采集和信息化處理海量的信息，水文信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)得到實(shí)現(xiàn)，同時(shí)促使水文信息數(shù)據(jù)的分類、存儲(chǔ)和管理也得到實(shí)現(xiàn)。

4、信息服務(wù)

通過圖表和數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)性的服務(wù)功能進(jìn)行管理抗旱、水資源配置和防汛就是水文信息的服務(wù)系統(tǒng)。水文信息是基礎(chǔ)信息的一種，被廣泛的應(yīng)用在水利行業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中。水文信息為抗旱和防汛工作提供科學(xué)的決策依據(jù)，及時(shí)的水文信息和水文分析預(yù)報(bào)成果都能夠提供；在涉水事物管理中，包括屬水資源配置工作中，提供基礎(chǔ)性事物管理的是水文信息服務(wù)。

四、3S技術(shù)在水文信息化管理中的應(yīng)用

1、站網(wǎng)管理系統(tǒng)

通過及時(shí)的調(diào)整站網(wǎng)的布局，作為一種工具提供給掌握水文信息的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，充分實(shí)現(xiàn)對(duì)各類水文站、報(bào)汛站、遙測(cè)站個(gè)地下水監(jiān)測(cè)站的動(dòng)態(tài)管理。

2、洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)

通過3S技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)分析處理雨水情信息、過濾計(jì)算預(yù)報(bào)參數(shù)、優(yōu)選比較預(yù)報(bào)方案、整合參考專家經(jīng)驗(yàn)、綜合分析預(yù)報(bào)成果、分析預(yù)測(cè)洪澇災(zāi)害、綜合輸出預(yù)報(bào)結(jié)果、檢驗(yàn)分析預(yù)報(bào)成果，實(shí)現(xiàn)精度洪水預(yù)報(bào)及其預(yù)見期。

3、蓄滯洪區(qū)洪水演進(jìn)系統(tǒng)

在二位數(shù)字地形圖和三維數(shù)字模型上將各種經(jīng)濟(jì)社會(huì)信息、生態(tài)信息和水文要素進(jìn)行疊加，綜合的表達(dá)各種地理實(shí)體和水文要素的空間分布，全面的分析洪水的演進(jìn)過程，同時(shí)統(tǒng)計(jì)估算經(jīng)濟(jì)損失。

4、枯水期徑流預(yù)報(bào)系統(tǒng)

分析研究枯季徑流淶水的規(guī)律和氣候特征，枯水期徑流預(yù)報(bào)模型的構(gòu)建通過使用水文方法和水文氣象法，為調(diào)度和管理水資源提高良好的服務(wù)。

5、地下水管理系統(tǒng)

在地下水水流測(cè)試模型的基礎(chǔ)上，可視化形式的反映地下水位和水位的變化情況，區(qū)域內(nèi)數(shù)量是否均衡也要綜合分析，還要綜合分析科學(xué)調(diào)度和優(yōu)化配置水資源。

五、結(jié)語

總而言之，在進(jìn)行水文信息化管理過程中廣泛的使用3S技術(shù)，獲得了較好的效果。3S技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)，同時(shí)也是一種各種技術(shù)相互融合的綜合性的的技術(shù)，所以說運(yùn)用3S技術(shù)進(jìn)行水文信息化管理具有戰(zhàn)略性的意義。

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