【精品】建設(shè)“數(shù)字黃河”工程

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1、建設(shè)“數(shù)字黃河”工程歷史已經(jīng)證明，20世紀以工業(yè)革命為標志的第一次現(xiàn)代化，深刻改變了世界和屮國的面貌。當人類社會進入21世紀，以信息革命為標志的第二次現(xiàn)代化浪潮撲面而來，信息化正在成為當今世界發(fā)展的最新潮流。面對這樣的形勢，我國將信息化作為覆蓋現(xiàn)代化建設(shè)全局的戰(zhàn)略舉措，在國民經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的各個領(lǐng)域全面推進。如果說國家信息化水平標志著一個國家新一輪現(xiàn)代化的進程，那么，也可以說信息化水平是黃河治理開發(fā)和管理現(xiàn)代化進程的重要標志。耍實現(xiàn)黃河治理開發(fā)和管理的現(xiàn)代化，必須首先全而實現(xiàn)黃河的信息化，而實現(xiàn)信

2、息化的關(guān)鍵途徑則是數(shù)字化，即建設(shè)“數(shù)字黃河”工程。一、“數(shù)字黃河”工程的基本概念“數(shù)字黃河”，就是借助全數(shù)字攝影測量、遙測、遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）等現(xiàn)代化手段及傳統(tǒng)手段采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過微波、超短波、光纜、衛(wèi)星等快捷傳輸方式，對黃河流域及其相關(guān)地區(qū)的門然、經(jīng)濟、社會等要素構(gòu)建一體化的數(shù)字集成平臺和虛擬環(huán)境，在這一平臺和環(huán)境屮，以功能強大的系統(tǒng)軟件與數(shù)學(xué)模型對黃河治理開發(fā)和管理的各種方案進行模擬、分析和研究，并在可視化的條件下提供決策支持，增強決策的科學(xué)性和預(yù)見性。

3、簡單地說，“數(shù)字黃河”就是物理黃河的虛擬對照體，即通過全數(shù)字化數(shù)據(jù)庫平臺的構(gòu)建，建立黃河流域及其相關(guān)地區(qū)的數(shù)字化（虛擬）研究環(huán)境，采用數(shù)學(xué)模型對黃河治理開發(fā)和管理的各種方案進行模擬、分析和研究。通俗地講，“數(shù)字黃河”就是把黃河裝進我們的計算機，從而可方便地模擬、分析、研究黃河的自然現(xiàn)象，探索其內(nèi)在規(guī)律，為黃河治理、開發(fā)和管理的各種方案決策提供科學(xué)技術(shù)支持?！皵?shù)字黃河”是一個過程。一般來講，“數(shù)字黃河”過程至少應(yīng)包括以下五個環(huán)節(jié)，即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲及處理、數(shù)學(xué)模擬和決策支持。1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

4、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是“數(shù)字黃河”工程建設(shè)的基礎(chǔ)?！皵?shù)字黃河”要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須同時具備以下功能：一是數(shù)據(jù)的廣泛性，應(yīng)包括自然、經(jīng)濟、社會、人文等各個方面；二是數(shù)據(jù)采集的快捷性，為達到這一冃的，一般多采用傳感器微電子技術(shù)，通過傳感器迅速轉(zhuǎn)化為電子信號傳到控制中心，實現(xiàn)遠程口動化遙測和遙控；三是數(shù)據(jù)存在的應(yīng)時性，即在要求的時間內(nèi)，確保數(shù)據(jù)得到及時更新。2、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)就是通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。根據(jù)防汛指揮、水資源管理及配置、水質(zhì)及水土保持監(jiān)測等對通信網(wǎng)功能的耍求，如數(shù)據(jù)、圖像、聲咅、視頻等，測算通信網(wǎng)需

5、要的帶寬及有關(guān)參數(shù)，從而選擇合適的通信方式。3、數(shù)據(jù)存儲及處理系統(tǒng)“數(shù)字黃河”的數(shù)據(jù)和信息量將是海量的，其存儲目前主耍依賴于分布式存儲系統(tǒng)，各種數(shù)據(jù)庫都需要以字段編碼的形式按一定的表結(jié)構(gòu)有效地組織起來形成“數(shù)字黃河”的數(shù)據(jù)庫。通過海量數(shù)據(jù)庫存儲及處理系統(tǒng)建設(shè)，將構(gòu)建以地理信息系統(tǒng)（GIS）為承載體的水文觀測成果、遙感解譯成果、數(shù)字攝影測量成果、經(jīng)濟、社會與人文等數(shù)據(jù)融為一體的數(shù)字化集成平臺，創(chuàng)造數(shù)字仿真研究手段可以依附的二次開發(fā)環(huán)境。4、數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)數(shù)學(xué)模擬，是運用數(shù)學(xué)模型和計算機技術(shù)對自然系統(tǒng)進行仿

6、真模擬的技術(shù)。隨著計算機主頻的不斷提高和內(nèi)存的不斷擴大，對天氣系統(tǒng)、水流及泥沙運動、生態(tài)及水環(huán)境變化等都能進行各種尺度的實時模擬，為準確揭示和把握河流自然現(xiàn)象及其內(nèi)在規(guī)律提岀了先進的技術(shù)手段。數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)是“數(shù)字黃河”的核心，在數(shù)據(jù)集成平臺支持下，通過各種水利專業(yè)模型，形成一個面向具體應(yīng)用的虛擬仿真系統(tǒng)，對有關(guān)水利信息進行綜合處理。5、決策支持系統(tǒng)建立內(nèi)容全面的知識庫，該知識庫應(yīng)涵蓋諸如國家有關(guān)法律、法規(guī)及各種政策，歷史上處理同類問題的經(jīng)驗和教訓(xùn)，流域規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃、工程規(guī)劃的布局及其具體要求，經(jīng)濟社

7、會發(fā)展的制約因素等內(nèi)容,從而形成一個方案決策的人背景，將數(shù)學(xué)模擬的各種方案結(jié)果置身于這一大背景下進行優(yōu)化分析，從中選擇一個可行的方案。為便于決策者研究討論問題，必須對數(shù)學(xué)模擬的結(jié)果進行后處理，使其具有較強的可視化表現(xiàn)。特別指出，Z所以在“數(shù)字黃河”Z后綴以“工程”二字，主要是基于以下考慮：我們注重黃河工程建設(shè)，如黃河下游堤防，不僅要有一次性的工程投入，而且還要有年運行維護費，這是完全正確的。而對于作為“數(shù)字黃河”重要組成部分的數(shù)學(xué)模型的開發(fā)與建設(shè)，則往往只注重一次性的開發(fā)投入，而對于模型的運行維護重視

8、不夠。殊不知，數(shù)學(xué)模型充其量只是一種運算手段和工具，如果維持這一模型的各種邊界條件得不到及時更新，那么，在過時的邊界條件下計算出的結(jié)果有什么用呢？因此，要真正使數(shù)學(xué)模型的運算結(jié)果成為決策的支持，就必須下功夫?qū)δＰ偷母鞣N邊界條件進行及時更新。這就要求將“數(shù)字黃河”當作一項工程來建設(shè)，不僅需要一次性的工程投入，而且也需要長期的運行維護費。概括地講，我們要象對待黃河下游防洪工程那樣對待“數(shù)字黃河”工程的建設(shè)與維護。二、“數(shù)字黃河”工程建設(shè)的應(yīng)用內(nèi)容“數(shù)字黃河”