水文領(lǐng)域現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用探析

【摘要】水文領(lǐng)域涉及范圍較廣，涵蓋多項(xiàng)內(nèi)容，包括水污染控制規(guī)劃、防汛減災(zāi)、水質(zhì)監(jiān)測、水文情報(bào)等。在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，研究水文領(lǐng)域就需積極應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，以緊跟時(shí)代步伐，提高水文研究的效率與水平。本文就從水文領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的重要性著手，探討主要的應(yīng)用路徑。

【關(guān)鍵詞】水文研究；現(xiàn)代信息技術(shù)；應(yīng)用

從上世紀(jì)八十年代以來，以新材料、信息技術(shù)等為中心的新技術(shù)革命對全球形成有力沖擊，對發(fā)展生產(chǎn)力和發(fā)揮人類創(chuàng)造力產(chǎn)生巨大影響。而中國水利部提出堅(jiān)持應(yīng)用高新技術(shù)改造水利行業(yè)技術(shù)的要求，以3S技術(shù)、ANN技術(shù)等為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)在水文領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，下面就對此進(jìn)行分析與探討。

一、水文領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的重要性

現(xiàn)代信息技術(shù)的本質(zhì)是一項(xiàng)技術(shù)手段，GIS技術(shù)、GPS技術(shù)、RS技術(shù)、ANN技術(shù)等都屬于典型的現(xiàn)代信息技術(shù)。將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于水文領(lǐng)域能使水文研究工作得到深層次的改革與優(yōu)化，對解決水文勘探中的河道沖擊、水面漲落等問題有重要促進(jìn)作用，同時(shí)可應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)改善水文控制條件，最大限度降低自然界對人類產(chǎn)生的消極影響。在信息時(shí)代的大背景下，水文工作者應(yīng)及時(shí)分析水文研究方式以及設(shè)備結(jié)構(gòu)等的變化，盡可能統(tǒng)一配置先進(jìn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)代信息技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，提高水文工作質(zhì)量。

二、水文領(lǐng)域現(xiàn)代信息技術(shù)的主要應(yīng)用路徑

（一）應(yīng)用GIS技術(shù)分析空間信息

GIS是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一種，能采集、存儲、查詢并分析地球空間數(shù)據(jù)，同時(shí)完成建模、顯示與應(yīng)用等操作。GIS數(shù)將多種科技融為一體，包括信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)、地球科學(xué)等。GIS技術(shù)還具備網(wǎng)絡(luò)分析功能，能精確描述空間實(shí)體和各個(gè)實(shí)體的相互關(guān)聯(lián)，應(yīng)用GIS技術(shù)對特定地理區(qū)域以內(nèi)的實(shí)體分布現(xiàn)象進(jìn)行分析與處理。GIS技術(shù)把空間實(shí)體和能反映實(shí)體特點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫有機(jī)結(jié)合在一起，使數(shù)據(jù)庫真實(shí)反映地圖上任何地物的特點(diǎn)與屬性等信息，并疊加多種要素，更直觀、更簡便地分析空間信息。而在水文領(lǐng)域的區(qū)域環(huán)境規(guī)劃當(dāng)中，較為重要的一個(gè)組成部分就是水污染控制規(guī)劃，在工作實(shí)際中可依據(jù)地圖形式存儲、管理功能水域單元的污水管網(wǎng)分布、水質(zhì)分布情況，并通過兼容數(shù)據(jù)庫存儲、管理污染物的數(shù)量與種類，對于水文領(lǐng)域勘查地下水資源而言，可應(yīng)用GIS技術(shù)建立空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括地下水動態(tài)資料庫、水文地質(zhì)資料庫等，對相關(guān)數(shù)據(jù)與信息實(shí)施可視化查詢，預(yù)測地下水發(fā)展動態(tài)與趨勢。

（二）應(yīng)用GPS技術(shù)防汛減災(zāi)

在水文領(lǐng)域應(yīng)用GPS技術(shù)能精確定位發(fā)生洪水險(xiǎn)情的地點(diǎn)，且在配置無線通話功能之后可進(jìn)行雙向通話，使指揮中心與水文工作現(xiàn)場自由對話，進(jìn)一步交流和溝通，隨時(shí)給出應(yīng)急反應(yīng)。在汛期有必要巡查大堤并排險(xiǎn)，目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)管涌隱患，而發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情隱患時(shí)通常利用無線對講機(jī)或有線電話將具體情況及時(shí)匯報(bào)給防汛指揮部，這極有可能耽誤防汛搶險(xiǎn)時(shí)間，且難以準(zhǔn)確描述發(fā)生險(xiǎn)情的位置。在應(yīng)用GPS技術(shù)之后，就可與GSM無線通訊技術(shù)集成，形成實(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)，快速向指揮中心監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送險(xiǎn)情的發(fā)生地點(diǎn)和類別等信息，以便及時(shí)反應(yīng)。另外，在汛期運(yùn)輸物資時(shí)，將GPS技術(shù)應(yīng)用于車輛監(jiān)控系統(tǒng)，可接收衛(wèi)星信號，在經(jīng)過編碼之后由無線通訊系統(tǒng)向監(jiān)控調(diào)度中心傳遞定位信號，監(jiān)控中心接收信號之后通過電子地圖實(shí)時(shí)顯示移動防汛搶險(xiǎn)物資車輛與船只的位置，再配合物資倉庫分布圖、水系分布圖、道路交通圖、居民區(qū)分布圖等信息，再結(jié)合應(yīng)用GIS技術(shù)，通過其網(wǎng)絡(luò)分析功能快速調(diào)撥防汛搶險(xiǎn)物資，分析遷移避難人員的路徑。

（三）應(yīng)用RS技術(shù)監(jiān)測水質(zhì)

現(xiàn)階段，RS在水文領(lǐng)域的監(jiān)測水質(zhì)以及評估土壤土質(zhì)等方面已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，并取得巨大經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。尤其是在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域，RS技術(shù)能發(fā)揮出至關(guān)重要的作用，應(yīng)用RS技術(shù)可以有效監(jiān)測表面水質(zhì)參數(shù)的改變。隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與進(jìn)步，目前國內(nèi)外紛紛開始利用高光譜遙感技術(shù)分析并對比水體波普特點(diǎn)，但波段一般選擇可見光。RS技術(shù)在水文水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用慢慢擴(kuò)大到生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中，其技術(shù)方法也越來越成熟，借助RS技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測水體酸堿性、渾濁度、含鹽量等一系列重要指標(biāo)，這對整治水質(zhì)污染意義重大。在今后的水文領(lǐng)域研究中，RS技術(shù)勢必能在監(jiān)測水質(zhì)方面發(fā)揮更重要的作用。應(yīng)用RS技術(shù)還可監(jiān)測降水量，即借助云層頂部溫度和像素江水點(diǎn)的相互關(guān)系，監(jiān)測時(shí)基于衛(wèi)星收集的數(shù)據(jù)信息和地面測站的差值進(jìn)行。在部分雨量觀測站數(shù)量較少、環(huán)境限制較大的地區(qū)，為獲取降雨量數(shù)據(jù)，一般可利用雷達(dá)、航空飛機(jī)、氣象衛(wèi)星等設(shè)備，配合應(yīng)用RS技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測。

（四）應(yīng)用ANN技術(shù)預(yù)測水情

ANN技術(shù)是利用數(shù)學(xué)方法模擬自然神經(jīng)或人的大腦，對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能化反應(yīng)，是一項(xiàng)先進(jìn)的現(xiàn)代信息技術(shù)，模擬人腦結(jié)構(gòu)信息處理系統(tǒng)。當(dāng)下，ANN技術(shù)在水文領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在水情預(yù)測方面，但ANN技術(shù)不局限于預(yù)報(bào)洪水、降水等，它有超快速的計(jì)算能力，適應(yīng)能力超強(qiáng)，且自主學(xué)習(xí)能力也是其他信息技術(shù)系統(tǒng)難以比擬的，所以ANN技術(shù)的功能更廣泛，通過充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)精確分析并判斷降水的時(shí)間與量等信息，促使相關(guān)工作人員能應(yīng)用ANN技術(shù)計(jì)算的結(jié)果提前采取一些應(yīng)對措施，做好防洪工作。而隨著社會的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步，ANN技術(shù)在水文領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將更大更廣。

三、結(jié)語

現(xiàn)代高新科技在水文領(lǐng)域的應(yīng)用必然離不開現(xiàn)代信息技術(shù)，因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)不僅功能強(qiáng)大、更新速度與發(fā)展速度較快，還和人們的生活息息相關(guān)，現(xiàn)代信息技術(shù)在水文領(lǐng)域的應(yīng)用將更快速地更新、完善，促使工作者更充分地了解水文信息，滿足水文研究需求，不斷在水文領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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