水文领域现代信息技术的运用

莫合塔尔·尼扎木丁，阿不都艾则孜·尼扎木丁，王怀江

( 新疆和田水文水资源勘测局，新疆 和田848000)

在新时代，信息技术、生物技术不断地更新，以高科技为核心的新技术革命不仅创造了新的材料，同时有力推动着全球的发展。使之充分发挥生产力水平和人类创造力。当前，水文领域坚持用高新技术对水利行业进行技术改造，通过对高新技术以及自动化技术的研究，全面推进水利领域的科技发展。从实践中可以发现，运用现代信息技术去开发水文领域的管理信息系统可以实现水库运用和流域调度方案的数字化管理。本文具体分析了这些技术在水文领域中的应用特点和深远影响。

1 Rs 技术

RS 技术也就是遥感技术，它广泛应用于检测和评估旱情、检测水质质量、监测并评价土壤侵蚀程度、预防洪涝灾害等自然灾害类的水文领域中，也常常取得十分明显的经济效益。遥感技术在洪涝灾害和紧急救灾、灾后重建的过程中的使用效果尤为突出，并能产生较为明显的快速反应。

RS 技术有利于在大幅度洪涝灾害中减少经济损失，并在灾后重建中更加全面、更为客观、更快捷地采用适宜的手段实现优化目标。在灾害的监测评估方面RS 技术也发挥着重要的作用，

例如RS 技术能够通过对土壤表面发射的电磁能量来测量估计土壤的湿度，结合已有的实测数据的支持，可以充分实现对旱情的遥感监测。并结合不同地域的具体情况，建立具体的应用模型以确保落实RS 技术的有效作用。

我国目前以RS 技术为基础建立起的监测模型主要包括热惯量模型、作物缺水指数模型、植被指数模型和植被地表温度空间模型、气象模型、水文模型和微波模型等模型内容。各种模型各具特色，它们在监测领域的简繁程度差异很大，从而致使RS 技术的使用范围和使用精度也千差万别。

国内的遥感监测技术已经能够动态的监测地表水质在时间和空间上的不同参数之间的变化，具体对湿地进行评价，并不断地完善遥感技术在水质监测领域的应用，强化它的地位，使之能够有效地监测表面水质参数，对水体表面混浊度、悬浮物质、叶绿素、富营养化以及温度等指标等水质参数，非点源污染和湿地评价实施具体的功能作用。

2 GIS 技术

GIS 技术就是地理信息系统，这是一个在计算机软件和硬件系统全力支持下建立起来的特定的空间信息系统。GIS 技术可以及时采集地球表层的地理分布数据，并对这些数据进行储存、运算、分析、管理、描述和显示。目前GIS 技术已经在我国的减灾防汛、水土保持、水环境等水文领域广泛运用开来。

例如，在减灾防汛领域中，GIS 技术能够有效预测城市的积水和退水情况，详细而准确地分析雨量的空间特征，并对街道积水和暴雨量的分布进行可视化的研究、显示和储存，合理管理和维护相关数据。通过更新现有的排水设施，对城市绿地进行合理的设计与规划，以解决城市的洪涝灾害问题。

GIS 技术在水土保持方面也有相当大的作用，它为判断土壤侵蚀是否会发生、土壤侵蚀的程度及地域划分、土壤侵蚀量的多少、评价水土保持的效益、泥沙输移的状况、以及预测和模拟土壤的侵蚀过程等诸多环节提供合理的理论依据，并在建立起GIS 模型平台，集成3S 技术为空间信息的管理、分析、应用、更新、获取提供更加强而有力的技术支撑。

这个过程往往集结了RS 技术采集图像信息，GPS 技术提供主要的位置信息，GIS 使用技术手段分析应用图像信息，3 种技术的密切结合提供了更加精确的文本资料和水文领域的信息，为洪峰流量、降水、减灾防汛等水文要素提供了更加科学的依据，分析也更为精准。

3 GPS 技术

GPS 技术又被称为全球卫星定位系统，它具有自动化、高效率、精确度高、全天候的优点和特点，被广泛应用在工程测量、航空摄影、资源勘测、地球动力学、大地测量、水文领域之中，并最终创造巨大的社会效益和经济效益。

GPS 技术很好地利用了水利信息与空间地理位置的关系，在实施过程中，它能清楚准确地获得水利信息的空间位置，使用全球卫星定位技术去解决减灾防汛和水下地形测量的环节，GPS 技术的双向通话功能连接起了指挥中心和灾害现场的信息互动，有利于在紧急情况下互通双方信息，及时做出应急反应。

GPS 技术在第一时间传送了灾害的发生地点和灾害类别、灾害的严重程度等相关信息，有利于指挥中心及时就相关险情做出有效的应急反应，配合着电子地图和动态显示系统，将救急的船只、车辆、人员按照城市、居民、水系的分配图清晰地呈现在指挥人员的眼前，并通过更加快捷的方式解决受灾群众的需求，从而真正解决洪涝灾害中的建设问题。

4 GPRS 技术

GPRS 技术是在GSM 系统的基础上开发出来的一种能够运行分组交换技术和数据传输技术的技术方式，GPRS 技术能够满足用户端与信息库在分组转移模式下实现发送和接收数据的目标，并在这过程中提供高效的、低成本的无线分组数据业务，更加完美的处理信息之间的转换问题。

GPRS 技术具有实时在线、按量计费、快捷登陆、高速传输等优点，它适用于间断的、突发性的、频繁的和少量的数据传输领域。随着科技的进步，GPRS 技术不断地向前发展，它的应用也逐步扩展到工业和控制领域，GPRS 技术和嵌入式系统的应用在不久的将来将会更加广泛，在水利事业的监控检测过程中创造更有价值的意义。

5 ANN 技术

ANN 技术又被称为人工神经网络技术，它是通过数学方法去模拟自然神经或人脑，从而实现智能化反映的技术，ANN技术是一种模仿人脑结构的信息处理系统，是科学技术的有一大跨越性的发展结果。

ANN 技术主要应用在洪水的预报和降雨流量预报等领域，它的超强适应力和快速计算能力以及自主学习能力使之有着广泛的功能作用，

ANN 技术能够具体分析例如降雨时间、降雨量、降雨过程等输入条件和出口段面的流量信息类的输出条件，并将输入层、输出层和隐层3 部分融合在一起构建属于自己的独特的降雨径流的预报模型，通过对洪水信息的及时准确预报，提前做好相关的准备工作，制定准确可行的防洪决策。ANN 技术使用神经元的模拟关系在水文预报方面的作用十分明显。

6 ZigBee 技术

ZigBee 是一种短距离、低速率的无线组网通信技术，它通过使用廉价的电池就能够完成连续工作多年的无线网络。ZigBee 是以IEEE802．15．4 作为标准基础建立起的协议架构，它的标准定义中的无线个人区域网络的特征跟无线传感器网络有很多的相似之处，正因如此很多研究机构就把无线传感器网络作为ZigBee 技术的通信标准。

一般的ZigBee 网络由协调器、路由器和终端设备3 种节点组成，根据功能来看，ZigBee 的网络节点又可以分为全功能设备和简化功能设备。此外ZigBee 网络还有3 种拓扑结构，分别为星型网、树型网和网状网。就以网状网进行具体分析ZigBee 网络拓扑结构，我们可以看出网状网是一个多跳系统，它的优势就在于能够增强通讯的可靠性，建立动态的多条通讯链路，并在路由节点之间保持合理的维护，确保通讯不会因为外界原因而失效或是中断。

7 结 语

现代化的信息技术加快了水文领域的信息化建设，本文所介绍的RS 技术、GIS 技术、GPS 技术、ZigBee 技术和ANN技术在目前社会中都在不同程度上应用到了水文领域，水文技术和现代信息技术的共同发展，使水文领域的现代化信息技术成为了一个更有应用价值的大系统，为水文技术革命创造了十分优越的外部条件。相信在不久的将来，水文领域将会出现跨越式的发展。

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