计算机信息论文水务信息管理方向论文范文

所属栏目:计算机信息管理论文 发布日期:2013-07-19 09:43 热度:

  信息管理论文发表期刊推荐国家级期刊《中国新通信》,《中国新通信》杂志是由工业和信息化部主管,电子工业出版社主办,《中国新通信》杂志社编辑出版的信息通信技术专业期刊,原《中国数据通信》(月刊)。自 1999年创刊以来,受到了广大读者和作者的关心和支持,2005年被科学技术协会评为优秀期刊,于2006年1月改名为《中国新通信》。

  【摘要】随着我国北斗导航系统(BDS)开始提供服务,BDS将取代GPS,为水务信息的收集和管理提供了更加广阔的空间。利用新的“3S”技术,将推动水务信息化管理迈上新台阶。

  【关键词】RSBDSGIS,水务,数据收集,管理应用

  现代水务就是对涉及水(包括雨水、地表水、地下水、再生水、外调水)有关的事务进行有效管理,包括开发、利用、节约、保护、管理水资源和防治水 害等的管理。笔者称之为“上管天(雨情收集、雨水利用),下管地(地下水监测、利用),中间管着老百姓(百姓有关的水,如城市生活用水、排水、污水,农业 灌溉取水,江河湖泊水利用及防涝、防害。)”,已形成了大水务的管理格局。这种格局存在着涉及的范围广、时空跨度大、突发事件多、不确定因素难于控制等难 点,给管理带来了困难和挑战。这就要求建立与之相适应的现代化的信息管理系统。随着我国北斗导航系统(BDS)开始提供服务,以往“3S”—RS、 GPS、GIS所提供的服务,在我国必将被新的“3S”即RS、BDS、GIS所取代。本文探讨了新的“3S”技术在水务信息化管理中的应用。

  一、水务信息化为何要利用“3S”技术系统

  (一)水情观测的需要。在现实的水务信息管理过程中,水情数据的收集不完整,水情观测不全面。利用“3S”技术系统技,一是提高了工作效率和数 据收集的分析能力。更重要的是当人为活动、自然变化对环境造成后果时,“3S”技术系统可以让研究人员实时、可视地观测环境变化。例如气候变化带来的雨 水、雨量情况的变化,“3S”系统技术使各种来源的资料能够和来自地球卫星观测的最新信息相结合,在复杂的自然系统帮助了解雨水、雨量变化带来的影响。

  (二)防灾抗灾的需要。由于气候的和地理环境因素,我国每年都会不同程度的发生洪涝灾害,而抵御洪水侵袭,抗洪救灾就需要获得第一手可靠的信 息。“3S”技术系统具有在不接触目标情况下获取各种信息的能力,包括水流速度、受灾面积、土壤墒情、水质参数、地表温度等丰富的信息。通过GPS定位和 监控管理系统可以对遇有险情的人员及时予以救助。“3S”系统技术对防灾抗灾有极其重要的用途。

  (三)预警和应急指挥的需要。“3S”技术系统可在较短的时间内,从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测,并从中获取有价值的遥感数据。 可以应用于台风、暴雨、洪涝、旱灾等灾害的监测,由于时效性强,具有对突发性灾害的快速应急反应能力,为及时发布预警报告,提升应急指挥可靠性发挥重要作 用。

  (四)科学决策的需要。“3S”技术系统能周期性、重复地对同一地区进行对地观测,获得的数据是同一时段、覆盖大范围地区的数据,这些数据综合 地展现了所监测地区的自然与人文现象,客观地反映所监测地区各种事物的形态与分布,真实地体现其地质、土壤、水文等地貌特征,并能动态地反映地面事物的变 化,而且获取信息的手段多,信息量大,为政府或者管理部门科学决策提供了极大的帮助。

  二、对于水务信息化管理“3S”技术系统的特点

  (一)RS遥感探测技术。RS是指非接触的,远距离的对地观测的综合性探测技术。一般指将传感器或者遥感器置于工作平台如地面平台、航空器或者 航天器上,对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测,并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。水务信息管理可将遥感信 息作为地理信息系统的数据源,供管理人员或者研究人员对其进行查询、统计和分析,利用于自然资源调查、环境监测管理等。其特点在于:

  1、大面积同步观测。遥感探测能在较短的时间内,从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测,并从中获取有价值的遥感数据,展示大范围的宏观景象的图像,对地球资源和环境分析极为重要。

  2、时效性强,周期短。获取信息的速度快,周期短。由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测。

  3、数据综合可比性。遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测,这有助于人们通过所获取的遥感数据,发现并动态地跟踪事物的变化。尤其是在监视天气状况、自然灾害、环境污染等方面,遥感的运用就显得格外重要。

  4、获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如利用不同波段对物体不同的穿透性,获取地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。

  5、条件限制少。在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如河流、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。

  (二)BDS导航系统。BDS北斗导航系统是我国拥有自主知识产权的系统。由于BDS系统已开始提供服务,以往使用GPS系统的用户特别是政府 部门或者具有战略地位的部门,出于国家利益或者战略需要,必将用BDS系统取代GPS系统。BDS系统用于水务信息管理有其独特的优势。

  1、空间位置服务。①定位。如地面跟踪和紧急救援。②导航、制导。③测量:主要用于测量时间、速度、及大地测绘,如水下地形测量、地壳形变测量,大坝和大型建筑物变形监测等。

  2、观测时间短,测站间无需通视。采取实时动态定位模式观测时,每站观测仅需几秒钟,使用BDS技术建立控制网,可以大大提高作业效率。BDS 测量只要求测站上空开阔,不要求测站之间互相通视,因而不再需要建造觇标。这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间,同时也使选点工作变得非常灵活。

  3、可提供全球统一的三维地心坐标。BDS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的,因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。因而可 为用户提供主要物标如山区、河流、水库等数据库,用户能够在电子地图上显示其位置。同时,监测中心可以利用监测控制台对区域内的任意目标所在位置进行查 询,查询结果信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。

  4、紧急援助。通过BDS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的人员或者车辆进行紧急援助。监控台的电子地图显示求助信息和报警目标,规划最优援助方案,并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。

  (三)GIS—地理信息系统。是一种特定的的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。对于水务信息管理,GIS地理信息系统具有如下特点:

  1、GIS是一种专业形式的数据管理系统。在严格的意义上,这是一个具有集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系统。例如,根据在数据 库中的位置对数据进行识别。GIS技术能够应用于科学调查、资源管理、发展规划、绘图和路线规划。例如,一个GIS系统能使管理者在自然灾害的情况下较易 地计算出应急反应时间,或利用GIS系统来发现那些需要保护的农田或者不受污染的湿地、湖泊。

  2、具有空间综合分析和动态预测能力。GIS系统除了有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力,系统还以分析模型驱动,具有极强的空间综合分析和动态预测能力,并能产生高层次的地理信息。

  3、公共的地理定位基础。地理信息系统技术,作为一个扩展的地图科学,提高了工作效率和传统地图的分析能力。地理信息系统技术使各种来源的资料 能够与现有地图和来自地球观测卫星的最新信息相结合。这可以在复杂的自然系统帮助了解气候变化带来的影响,是一个以地理决策为目的,人机交互式的空间决策 支持系统。

  三、“3S”技术系统在水务信息化管理中的应用

  (一)利用“3S”技术获取水资源数据。利用“3S”三大空间

  技术,适时采集、处理、更新空间信息,实现水资源的探测。构成高度自动化、实时化和智能化、可视化的涉水地理信息系统。利用RS成像技术在较短 的时间内,从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测,可真实地展现地球表面物体的形状、大小、颜色等,从中获取有价值的土壤墒情、水质参数等信息数 据,为宏观地掌握水体概况或自然灾害灾情提供准确的第一手资料。

  (二)“3S”技术应用于防汛减灾和应急指挥。在“3S”技术支持下,进行洪水预报、防灾、调度、减灾措施等分析,洪灾来临时向灾民避险、抢险 和救灾物资输送提供最佳路线。另外,将GIS与实时水雨情信息数据库联接,可实现实时水情掌握如河道水位、水库水位、单站雨量等数据。并可结合水文和水力 学模型计算对洪水淹没范围进行预测。RS技术具有在不接触目标情况下获取信息的能力,在遭遇灾害的情况下,遥感影像是我们能够方便立刻获取的地理信息。 “3S”技术为防汛减灾和应急指挥提供极大帮助,提高应急处理能力和效率。

  (三)应用“3S”技术做好水质监测。随着工业化和城镇化的进程加快,我国的江河湖泊水污染问题越来越严重。利用“3S”技术基于水体及其污染 物质的光谱特性,对水质监测及评估。许多水务部门在测量区域布置一些水质传感器,通过无线传感器网络技术可24小时连续测量水质的多种参数,以监测水质变 化情况。“3S”技术给江河湖泊水体及周边环境保护创造了条件。

  (四)“3S”技术应用于水资源管理。水资源可持续利用已成为我国经济社会发展的战略问题,加强水资源管理已成为水务部门的重要职责。利用 “3S”技术准确掌握所在地区地表水资源的空间分布、储量状况,为合理利用和调配提供依据。此外,在地下水资源管理方面,利用“3S”技术可探测地下水的 埋深、蕴藏量、地表水补给等大量信息,为保护地下水资源、合理开发地下水资源提供决策支持。

  (五)“3S”技术在水土保持中的应用。我国日趋严重的水土流失问题,已引起全社会的关注。在江河流域实施水土流失综合治理中,利用“3S”技 术,可使流域内的有关水土流失的动态监测数据和相关信息得到统一管理,同时进行水土流失预测、生态环境效益分析,为水土保持提供及时可靠的决策依据。

  总之,“3S”技术系统在水务信息管理中应用,可增加水情信息和数据收集的完整性准确性,极大地提高抗灾减灾能力。另外“3S”技术系统还可用于远程会商、城市供水管理、河道管理、水利工程建设等,推动水务信息管理再上新台阶。

  【参考文献】

  [1]余建斌.中国北斗导航系统走进百姓生活性能不逊GPS,还有独门绝技[N].人民日报,2012-12-28.

  [2]中国新闻网.北斗卫星导航系统今日正式提供区域服务[N].2012-12-27.

  [3]李德仁.RS、GIS、GPS的集成与应用[M].北京:测绘出版社,1995.

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