【精品】建设“数字黄河”工程

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1、建设“数字黄河”工程历史已经证明，20世纪以工业革命为标志的第一次现代化，深刻改变了世界和屮国的面貌。当人类社会进入21世纪，以信息革命为标志的第二次现代化浪潮扑面而来，信息化正在成为当今世界发展的最新潮流。面对这样的形势，我国将信息化作为覆盖现代化建设全局的战略举措，在国民经济发展和社会进步的各个领域全面推进。如果说国家信息化水平标志着一个国家新一轮现代化的进程，那么，也可以说信息化水平是黄河治理开发和管理现代化进程的重要标志。耍实现黄河治理开发和管理的现代化，必须首先全而实现黄河的信息化，而实现信

2、息化的关键途径则是数字化，即建设“数字黄河”工程。一、“数字黄河”工程的基本概念“数字黄河”，就是借助全数字摄影测量、遥测、遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等现代化手段及传统手段采集基础数据，通过微波、超短波、光缆、卫星等快捷传输方式，对黄河流域及其相关地区的门然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境，在这一平台和环境屮，以功能强大的系统软件与数学模型对黄河治理开发和管理的各种方案进行模拟、分析和研究，并在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和预见性。

3、简单地说，“数字黄河”就是物理黄河的虚拟对照体，即通过全数字化数据库平台的构建，建立黄河流域及其相关地区的数字化（虚拟）研究环境，采用数学模型对黄河治理开发和管理的各种方案进行模拟、分析和研究。通俗地讲，“数字黄河”就是把黄河装进我们的计算机，从而可方便地模拟、分析、研究黄河的自然现象，探索其内在规律，为黄河治理、开发和管理的各种方案决策提供科学技术支持。“数字黄河”是一个过程。一般来讲，“数字黄河”过程至少应包括以下五个环节，即数据采集、数据传输、数据存储及处理、数学模拟和决策支持。1、数据采集系统

4、数据采集系统是“数字黄河”工程建设的基础。“数字黄河”要求的数据采集系统必须同时具备以下功能：一是数据的广泛性，应包括自然、经济、社会、人文等各个方面；二是数据采集的快捷性，为达到这一冃的，一般多采用传感器微电子技术，通过传感器迅速转化为电子信号传到控制中心，实现远程口动化遥测和遥控；三是数据存在的应时性，即在要求的时间内，确保数据得到及时更新。2、数据传输系统数据传输系统就是通信网络建设。根据防汛指挥、水资源管理及配置、水质及水土保持监测等对通信网功能的耍求，如数据、图像、声咅、视频等，测算通信网需

5、要的带宽及有关参数，从而选择合适的通信方式。3、数据存储及处理系统“数字黄河”的数据和信息量将是海量的，其存储目前主耍依赖于分布式存储系统，各种数据库都需要以字段编码的形式按一定的表结构有效地组织起来形成“数字黄河”的数据库。通过海量数据库存储及处理系统建设，将构建以地理信息系统（GIS）为承载体的水文观测成果、遥感解译成果、数字摄影测量成果、经济、社会与人文等数据融为一体的数字化集成平台，创造数字仿真研究手段可以依附的二次开发环境。4、数学模拟系统数学模拟，是运用数学模型和计算机技术对自然系统进行仿

6、真模拟的技术。随着计算机主频的不断提高和内存的不断扩大，对天气系统、水流及泥沙运动、生态及水环境变化等都能进行各种尺度的实时模拟，为准确揭示和把握河流自然现象及其内在规律提岀了先进的技术手段。数学模拟系统是“数字黄河”的核心，在数据集成平台支持下，通过各种水利专业模型，形成一个面向具体应用的虚拟仿真系统，对有关水利信息进行综合处理。5、决策支持系统建立内容全面的知识库，该知识库应涵盖诸如国家有关法律、法规及各种政策，历史上处理同类问题的经验和教训，流域规划、区域规划、工程规划的布局及其具体要求，经济社

7、会发展的制约因素等内容,从而形成一个方案决策的人背景，将数学模拟的各种方案结果置身于这一大背景下进行优化分析，从中选择一个可行的方案。为便于决策者研究讨论问题，必须对数学模拟的结果进行后处理，使其具有较强的可视化表现。特别指出，Z所以在“数字黄河”Z后缀以“工程”二字，主要是基于以下考虑：我们注重黄河工程建设，如黄河下游堤防，不仅要有一次性的工程投入，而且还要有年运行维护费，这是完全正确的。而对于作为“数字黄河”重要组成部分的数学模型的开发与建设，则往往只注重一次性的开发投入，而对于模型的运行维护重视

8、不够。殊不知，数学模型充其量只是一种运算手段和工具，如果维持这一模型的各种边界条件得不到及时更新，那么，在过时的边界条件下计算出的结果有什么用呢？因此，要真正使数学模型的运算结果成为决策的支持，就必须下功夫对模型的各种边界条件进行及时更新。这就要求将“数字黄河”当作一项工程来建设，不仅需要一次性的工程投入，而且也需要长期的运行维护费。概括地讲，我们要象对待黄河下游防洪工程那样对待“数字黄河”工程的建设与维护。二、“数字黄河”工程建设的应用内容“数字黄河”