水利行業在我國有著悠久的歷史，隨著國民經濟的迅猛發展，水利工程在國民經濟中所起的作用越來越大，防汛更是直接影響國民經濟發展的一個重要方面。目前，國家提出了建設 “數字水利”的目標。全面實施大型水庫遠程視頻實時監控系統建設。防汛抗洪工作逐步從被動抗洪向主動防汛轉變。為進一步提高防汛抗洪決策的有效性和可靠性，實施防汛遠程視頻實時監控系統建設，可及時對可能或正在發生的汛情、險情、災情進行動態監視，隨時了解現場情況，以便采取相應的預防和補救措施確保水庫安全運行。對領導決策和減少洪水災害，緩解城市的防洪壓力，保障人民生命財產的安全具有重要作用。

　　信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢。水利信息化是水利現代化的基礎和重要標志。在水利現代化建設中，要大力推進水利信息化進程，利用水利信息化推動水利現代化。要充分利用科學技術發展創造的有利條件，堅持用高新技術對水利傳統行業進行技術改造，特別要注意采用計算機技術、微電子技術、現代通信技術、遙感技術、地理信息系統(GIS)、全球定位系統及自動化技術等，實現水利信息化。本文就和大家一起探討IT技術在水利防汛中的應用。

　　廣義的信息技術(IT)是用于管理和處理信息所采用的各種技術的總稱。主要是應用計算機科學和通訊技術，設計，開發，安裝和實施信息系統及應用軟件;也常被稱為信息和通訊技術(ICT)或信息和通訊技術。

　　一、電話會議、視頻會議在水利防汛的應用

　　電話會議是一種利用電話網進行的節資、省時、方便、高效的會議方式。機關、團體、企事業單位均可在本地長話局中心會場利用長途電路同一個或若干個地點的分會場同時進行通話，或布置工作、交流經驗、表彰先進等。與會者可以自由地收聽、呼叫、對講、插話，聲音清晰、逼真，宛如同在一室。交互式會議電話是目前國際上流行的一種召開電話會議的新形式，利用它可以隨時隨地召開電話會議。

　　會議電視又稱視頻會議或視訊會議，實際上是一種多媒體通信系統，是二十一世紀多媒體通信領域中一個非常熱門的話題。會議電視技術是融計算機技術、通信網絡技術、微電子技術等于一體的產物，它要求將各種媒體信息數字化，利用各種網絡進行實時傳輸并能與用戶進行友好的信息交流。在會議電視發展初期，網絡環境相對簡單，基本上是專線2Mb/s速率，由于視頻產品間無法互通，技術壟斷，設備價格昂貴，會議電視市場受到很大限制。隨著各種技術的不斷發展和一系列國際標準的出臺，打破了會議電視技術及其設備由少數大公司一統天下的壟斷局面，逐漸發展成為由國外如VTEL、Picture-Tel、VCON公司和國內中興、華為等大企業共同分享國內會議電視市場的競爭局面。另外，高速IP網絡及Internet的迅猛發展，各種數字數據網、分組交換網、ISDN以及ATM的逐步建設和投入使用，使會議電視的應用與發展進入了一個新的時期，同時，市場對會議電視的接受能力也上升到一個新水平。

　　我國的許多水利防汛的緊急會議都是通過電話會議或視頻會議在全國各省市范圍內進行的，可以說電話會議或視頻會議是目前水利防汛中不可缺少的一種通訊方式。通過電話會議或視頻會議，國家有關領導可以很方便地安排部署全國當前的防汛抗洪救災工作。
　　二、計算機網絡及通訊技術在水利防汛的應用

　　目前在全國各省市基本上都建立了本地的局域網，通過衛星線路連接到國家水利部，構成了一個全國范圍內的水利專網，為當前的水利防汛打下了扎實的基礎。國家水利部和一些流域機構、省、自治區、直轄市水行政主管部門、科研院所和重點企業通過Internet網的接入及應用均已建立了對外的網站。

　　水利部信息化工作領導小組于2001年4月召開了全國水利信息化工作座談會，將水利信息化建設定名為“金水工程”。 “金水工程”是從“九五”期間開始實施的、覆蓋水利信息化全局性的重大工程，“十五”期間要加快建設步伐，今后一定時期內還要繼續向縱深發展。

　　“金水工程”又稱“國家防汛指揮系統工程”。計劃用五年左右時間，搭建一個先進、實用、高效、可靠并且具有國際先進水平的國家防汛抗旱指揮系統。金水系統將覆蓋7大江河重點防洪地區和易旱地區，能為各級防汛抗旱部門及時、準確地提供各類防汛抗旱信息，并能較準確地作出降雨、洪水和旱情的預測報告，為防洪抗旱調度決策和指揮搶險救災提供有力的技術支持和科學依據。

　　“金水工程”包括防洪和抗旱部份。防洪部分覆蓋7個流域機構、24個重點防洪省(市)、224個地級水情分中心和228個地級工情分中心，以及與水情分中心相連的3002個中央報汛站和與工情分中心相連的927個重點防洪縣的工情采集點。此外，還有中央直管的7個工程單位、9個大型水庫、12個蓄滯洪區。抗旱部分覆蓋31個省(市、區)267個地級旱情分中心以及與之相連的1265個易旱縣旱情采集點。另外，還將在黃河、淮河流域設立6部新一代天氣雷達、120個自動氣象站和208個雨量站。

　　根據國家防汛指揮系統的總體設計，該系統可劃分為5個分系統，即信息采集系統、通信系統、計算機網絡系統，決策支持系統和天氣雷達系統。

　　國家防汛指揮系統總體結構由兩個網絡組成:一個是分中心以下的星型報汛網，一個是分中心以上的互聯互通的計算機網絡。兩個網在分中心匯接。利用多種通信信道組成的報汛網和眾多的報汛站、采集點一起組成了信息采集系統;計算機網絡系統基于國家公眾通信網組成，它為各級決策支持系統提供工作平臺的相互間交換信息的通路。

　　三、地理信息系統(GIS)在水利防汛的應用

　　在水利信息化系統建設中，地理信息系統(GIS)是系統構建的框架，是輔助決策的工具，是成果展示的平臺。國內水利行業應用GIS技術始于90年代初期，大致經歷了認識了解、初步應用和結合GIS技術進行深入研究三個階段。最早接觸GIS技術的主要是一些科研院所和高等院校，當時的應用只注重數據的可視化，主要發揮它的查詢、檢索和空間顯示功能，即只發揮了GIS的最低層次的功能。近年來，隨著GIS在水利領域的應用范圍不斷擴大，應用層次也逐漸深入，一些部門將它作為分析、決策、模擬甚至預測的工具，其社會經濟效益也比較明顯地顯示了出來。

　　ArcGIS與ERDAS Imagine等軟件在我國水利行業的應用已經頗具規模，在許多水資源管理、防汛抗旱、水土保持監測、水環境監測評估、水文地質、農田灌溉、水利工程規劃等項目中得到了廣泛的應用并產生很大影響，在我國的水利信息化建設中發揮了重大作用。目前，ESRI的產品已經成為中國乃至全球用戶群體最大，應用領域最廣的GIS平臺。

　　要在水利行業更好地應用和發展GIS技術，必須在進一步加強標準化、規范化的基礎上，大力開展基礎數據庫的建設，尤其是富有水利行業特色的數據庫，如蓄滯洪區空間展布式社會經濟數據庫、雨情和水情數據庫、水旱災情數據庫等等。此外還要加快提高GIS的應用水平，充分發揮GIS現有的和潛在的功能，并且與遙感、全球定位系統、網絡計算機等高新技術以及水利行業本身的技術緊密地結合在一起。

　　四、全球定位系統(GPS)技術在水利防汛的應用

　　全球定位系統(GPS)是具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。全球定位系統可利用多顆衛星不分晝夜地提供地球上任何地方任何氣象條件下的精確位置數據。經近10年我國測繪等部門的使用表明，GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，贏得廣大測繪工作者的信賴，并成功地應用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導航和管制、地殼運動監測、工程變形監測、資源勘察、地球動力學等多種學科，從而給測繪領域帶來一場深刻的技術革命。全球定位系統由空間部分、地面監控部分和用戶接收機三大部分組成。

　　全球定位系統具有性能好、精度高、應用廣的特點，是迄今最好的導航定位系統。隨著全球定位系統的不斷改進，硬、軟件的不斷完善，應用領域正在不斷地開拓，目前已遍及國民經濟各種部門，特別是水利部門防汛中能發揮巨大的作用。GPS技術的廣泛應用使得防汛期間堤壩險情自動報警和搶險車輛統一準確指揮調度成為可能。通過大屏幕監控巡查人員、搶險車輛的實時位置，準確定位并統一調度資源，為防洪抗險爭取了寶貴的時間。

　　五、遙感(RS)技術在水利防汛的應用

　　本世紀末，人類進入了信息產業革命時代，衛星遙感作為高新技術將成為衡量一個國家綜合國力的重要標志。盡快發展我國自己的資源衛星，進一步開展遙感與全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、計算機決策支持系統、CAD技術、衛星信息傳輸技術、網絡傳輸技術等高新技術的綜合應用，為國家水利建設，特別是防洪減災發揮更大作用，是一項刻不容緩的、艱巨的任務。
　　遙感(RS)主要指遠距離利用可見光、紅外、微波等探測儀器，通過攝影、掃描或信息感應、傳輸和處理，識別地物性質和運動狀態。目前國際上航天遙感的空間分辨率最高已達1米，航空遙感則更高;最高光譜已達數百個波段。

　　水利遙感利用資源衛星及其它航天、航空遙感方法，在洪澇、干旱災害的監測與評估，水土流失調查與動態監測，水利工程前期規劃，大型水庫工程的地質調查，生態環境及水資源、水污染調查，干旱沙漠區的水資源調查以及有效灌溉面積調查等方面進行了大量的應用與研究。這些工作為抗御自然災害、減少國家和人民生命財產的損失以及水利生產和經濟建設發揮了重要作用，產生了較大的社會和經濟效益。

　　“防洪遙感實時傳輸系統”是綜合應用遙感技術、GPS、GIS、航空衛星通信技術、計算機圖像處理技術等多種高新技術建立的一個極其復雜、難度很大的科研工程系統，同時也是一個典型的3S(遙感、GPS和GIS)一體化系統。該系統由信息獲取、信息傳輸和信息處理三部分組成。信息獲取主要由遙感飛機、側視合成孔徑雷達(SAR)、實時成像器、GPS等組成。信息傳輸采用“機-星-地”(即飛機-衛星-地面)傳輸方式。由機載站、轉發站和用戶站等構成。信息處理由計算機圖像處理、GIS及其外圍設備構成。由于系統采用機載SAR，而SAR(微波)不同于可見光、紅外，它不受天氣條件(可以穿透云層)和黑天、白天(黑夜仍可以同白天一樣獲取地面圖像)的影響，再加上飛機機動靈活，因此可以全天候地獲取地面信息并在獲取地面信息的同時將信息發往通信衛星。經過通信衛星中繼，設置在防汛指揮部的接收站就可以從監視器(電視屏幕)上看到災區的現場圖像，實現了全天候、實時洪水監測。

六、決策支持系統在水利防汛的應用

　　“防汛指揮決策支持系統”是以現代計算機技術、網絡技術、通訊技術、多媒體技術、遙感遙測技術和信息工程、系統工程、軟件工程等技術手段為基礎建立的，面向省級防汛指揮應用的水利信息化應用系統。具有防汛信息自動采集、實時傳輸、綜合分析處理和決策支持等功能，以實現實時完整地進行防汛信息的收集、傳送、處理和存儲;快捷、靈活地以圖、文、聲、像一體化的多媒體和超文本方式，提供雨情、水情、工情、旱情、災情背景資料、歷史資料和動態資料等信息服務;基于模型庫提供專業分析、預測、預報、調度和電子會商等功能，以提高洪水預報的精度和預見期;改善防洪調度手段，支持遷安咨詢;及時向重點分蓄洪區發布洪水警報，收集反饋信息;提供現代化的防洪抗旱管理和決策支持手段;從而提高防汛指揮決策的正確性、及時性和準確性，提高防汛抗旱指揮的辦公自動化水平。

　　防汛指揮決策支持系統平臺包括信息管理和決策支持的應用平臺，具體的作用是:①空間數據管理，包括查詢、檢索、更新和維護;②利用空間分析能力為防汛指揮決策提供輔助支持;③為各類應用模型提供數據支持;④優化模型參數;⑤預報預測;⑥防汛信息及決策方案的可視化表達。

　　“防汛指揮決策支持系統”運用目前國際上較為先進的軟件工程技術，采用軟件生命周期法與原型開發法相結合的方式，針對不同省(直轄市、自治區)的汛情特征和防汛指揮工作特點，選擇省級防汛指揮決策中的關鍵問題，結合專業模型進行深層次的專題研究和應用軟件開發。從而，使研發的軟件成果在防汛指揮信息管理的基礎上，突出了模型應用的特色。研發成果在重視數據管理，努力通過有效提高數據處理能力來追求對決策工作的積極支持的同時，進一步強調了模型和知識應用的重要意義，強化了模型管理和知識管理對于防汛指揮決策的支持作用，使系統成果具有更強的科學性、適用性和實用性。

　　七、中間件技術在國家防汛指揮系統工程中的應用

　　“十五"863計劃課題"面向水利信息化平臺建設的應用服務器中間件及其在國家防汛指揮系統工程中的應用”是科技部為配合全國水利信息化建設，推廣應用國家自主高新技術成果而實施的國家信息技術領域重點應用示范項目。該項目對全國水利信息化建設，特別是對國家"金水工程"具有重要的推動和示范作用。

　　由水利部水利信息中心聯合西安理工大學、西安交通大學等高校科研機構承擔的“水利信息化平臺建設的應用服務器中間件及其在國家防汛指揮系統工程中的應用”課題順利通過專家驗收。該課題研究成果目前已經在行業的實時水情交換與查詢系統、黃河流域綜合信息服務平臺、黃河水環境監測應用服務平臺的示范、陜西“數字防汛”應用服務平臺等系統在得到應用。并將在水利電子政務應用組件接口和移動服務平臺、海委應用組件及移動應用服務平臺的示范、石頭河水庫汛期調度決策支持等系中使用。