水文領域現(xiàn)代信息技術的應用探析

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

【關鍵詞】水文研究；現(xiàn)代信息技術；應用

從上世紀八十年代以來，以新材料、信息技術等為中心的新技術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持應用高新技術改造水利行業(yè)技術的要求，以3S技術、ANN技術等為代表的現(xiàn)代信息技術在水文領域得到廣泛應用，下面就對此進行分析與探討。

一、水文領域應用現(xiàn)代信息技術的重要性

現(xiàn)代信息技術的本質(zhì)是一項技術手段，GIS技術、GPS技術、RS技術、ANN技術等都屬于典型的現(xiàn)代信息技術。將現(xiàn)代信息技術應用于水文領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作用，同時可應用現(xiàn)代信息技術改善水文控制條件，最大限度降低自然界對人類產(chǎn)生的消極影響。在信息時代的大背景下，水文工作者應及時分析水文研究方式以及設備結構等的變化，盡可能統(tǒng)一配置先進設備，實現(xiàn)對現(xiàn)代信息技術的實踐應用，提高水文工作質(zhì)量。

二、水文領域現(xiàn)代信息技術的主要應用路徑

（一）應用GIS技術分析空間信息

GIS是計算機系統(tǒng)的一種，能采集、存儲、查詢并分析地球空間數(shù)據(jù)，同時完成建模、顯示與應用等操作。GIS數(shù)將多種科技融為一體，包括信息科學、計算機科學、空間科學、地球科學等。GIS技術還具備網(wǎng)絡分析功能，能精確描述空間實體和各個實體的相互關聯(lián)，應用GIS技術對特定地理區(qū)域以內(nèi)的實體分布現(xiàn)象進行分析與處理。GIS技術把空間實體和能反映實體特點的數(shù)據(jù)庫有機結合在一起，使數(shù)據(jù)庫真實反映地圖上任何地物的特點與屬性等信息，并疊加多種要素，更直觀、更簡便地分析空間信息。而在水文領域的區(qū)域環(huán)境規(guī)劃當中，較為重要的一個組成部分就是水污染控制規(guī)劃，在工作實際中可依據(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，對于水文領域勘查地下水資源而言，可應用GIS技術建立空間數(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，對相關數(shù)據(jù)與信息實施可視化查詢，預測地下水發(fā)展動態(tài)與趨勢。

（二）應用GPS技術防汛減災

在水文領域應用GPS技術能精確定位發(fā)生洪水險情的地點，且在配置無線通話功能之后可進行雙向通話，使指揮中心與水文工作現(xiàn)場自由對話，進一步交流和溝通，隨時給出應急反應。在汛期有必要巡查大堤并排險，目的是及時發(fā)現(xiàn)管涌隱患，而發(fā)現(xiàn)險情隱患時通常利用無線對講機或有線電話將具體情況及時匯報給防汛指揮部，這極有可能耽誤防汛搶險時間，且難以準確描述發(fā)生險情的位置。在應用GPS技術之后，就可與GSM無線通訊技術集成，形成實時報警系統(tǒng)，快速向指揮中心監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送險情的發(fā)生地點和類別等信息，以便及時反應。另外，在汛期運輸物資時，將GPS技術應用于車輛監(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時顯示移動防汛搶險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，再結合應用GIS技術，通過其網(wǎng)絡分析功能快速調(diào)撥防汛搶險物資，分析遷移避難人員的路徑。

（三）應用RS技術監(jiān)測水質(zhì)

現(xiàn)階段，RS在水文領域的監(jiān)測水質(zhì)以及評估土壤土質(zhì)等方面已經(jīng)得到廣泛的應用，并取得巨大經(jīng)濟效益與社會效益。尤其是在水質(zhì)監(jiān)測領域，RS技術能發(fā)揮出至關重要的作用，應用RS技術可以有效監(jiān)測表面水質(zhì)參數(shù)的改變。隨著科學技術的持續(xù)發(fā)展與進步，目前國內(nèi)外紛紛開始利用高光譜遙感技術分析并對比水體波普特點，但波段一般選擇可見光。RS技術在水文水質(zhì)監(jiān)測中的應用慢慢擴大到生產(chǎn)實際當中，其技術方法也越來越成熟，借助RS技術實時監(jiān)測水體酸堿性、渾濁度、含鹽量等一系列重要指標，這對整治水質(zhì)污染意義重大。在今后的水文領域研究中，RS技術勢必能在監(jiān)測水質(zhì)方面發(fā)揮更重要的作用。應用RS技術還可監(jiān)測降水量，即借助云層頂部溫度和像素江水點的相互關系，監(jiān)測時基于衛(wèi)星收集的數(shù)據(jù)信息和地面測站的差值進行。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、航空飛機、氣象衛(wèi)星等設備，配合應用RS技術進行監(jiān)測。

（四）應用ANN技術預測水情

ANN技術是利用數(shù)學方法模擬自然神經(jīng)或人的大腦，對數(shù)據(jù)實現(xiàn)智能化反應，是一項先進的現(xiàn)代信息技術，模擬人腦結構信息處理系統(tǒng)。當下，ANN技術在水文領域的應用主要體現(xiàn)在水情預測方面，但ANN技術不局限于預報洪水、降水等，它有超快速的計算能力，適應能力超強，且自主學習能力也是其他信息技術系統(tǒng)難以比擬的，所以ANN技術的功能更廣泛，通過充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡精確分析并判斷降水的時間與量等信息，促使相關工作人員能應用ANN技術計算的結果提前采取一些應對措施，做好防洪工作。而隨著社會的持續(xù)發(fā)展和進步，ANN技術在水文領域的應用范圍將更大更廣。

三、結語

現(xiàn)代高新科技在水文領域的應用必然離不開現(xiàn)代信息技術，因為信息技術不僅功能強大、更新速度與發(fā)展速度較快，還和人們的生活息息相關，現(xiàn)代信息技術在水文領域的應用將更快速地更新、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，不斷在水文領域做出貢獻。

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