智慧水利是什么:信息智慧水利的基础

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2024-04-02

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摘要:智慧水利涉及领域广泛,应用目标多元,其所需信息也复杂而多样,涉及水利对象的信息有河流水系、湖泊、水利工程等...


古语有云“巧妇难为无米之炊”。信息是智慧水利建设的基石。系统地、整体地、多类型地获取信息,以及信息获取之后的存储、汇集、评价、校正与融合对智慧水利目标的实现尤为重要。


智慧水利是什么


信息多元性


智慧水利涉及领域广泛,应用目标多元,其所需信息也复杂而多样,涉及水利对象的信息有河流水系、湖泊、水利工程等;水利信息时间跨度涵盖过去、现在及未来气候模式等;信息来源有地基水利要素站网监测,以及空基天基遥测数据;包含业务属性的信息有建设、运行、维护和服务信息;信息存储格式也多种多样,如图像、数字、音频和视频等。


智慧水利是什么:信息智慧水利的基础


感知完整性


为全面、系统、准确地收集水利信息,一是需要扩大感知及监测范围,即充实水文、水质、地下水位、水环境监测站网,加快水文现代化建设步伐,来扩大江河湖泊水系的监测范围;补齐和提高大中小型水库、长江与黄河等流域下游险工险段堤防、重点水闸、下游有村庄或重要设施的骨干淤地坝等水利工程安全及运行监测设施,扩大水利工程设施的监测范围;全面提高水资源、水环境、水生态、水灾害、工程运行等水利核心业务管理活动中的重要事件、行为和现象的动态感知能力,以提高水利管理活动的动态感知能力。二是提升立体感知的智能水平,通过卫星、雷达、无人机、遥控船等新型遥感监测手段,及其高清视频监控的应用,大力提升水文测报自动化和智能化水平,实现对江河湖泊、水利工程、管理活动的动态感知。


信息汇集


智慧水利通过综合数据汇聚与支撑平台(实时立体监测、遥感信息分析、历史数据分析、视频等)进行多源、多种类数据信息的汇集、整合。在水利部、流域和省区分别建立三级感知数据汇集平台,统一接收遥感影像,针对不同的应用需求进行图像处理、信息提取、图像解译和数据分析,建立遥感接收处理服务平台。建立三级级联、多级应用的水利视频集控体系,并与现有水利视频会议系统整合,实现全国水利视频联网。


信息融合


建立多源和多尺度信息体系。即不同传感器、不同时空尺度的信息进行融合。数据融合最早被应用于军事领域。现在数据融合的应用领域更加广泛,如多源影像复合、机器人和智能仪器系统、图像分析与理解、目标检测与跟踪、自动识别等等。例如,在遥感领域,数据融合属于一种属性融合,它是将同一地区的多源遥感影像数据加以智能化合成,产生比单一信息源更精确、更完全、更可靠的估计和判断。相对于单源遥感影像数据,多源遥感影像数据所提供的信息具有冗余性、互补性、、合作性和信息分层的结构性等特点。其实质就是在统一地理坐标系中将对同一目标检测的多幅遥感图像数据采用一定的算法,生成一幅新的、更能有效表示该目标的图像信息。例如:5m分辨率的全色影像融合10m分辨率的彩色影像,可得到5m分辨率的彩色影像。


信息融合在水文预报与水利计算领域的最典型应用就是,对地面雨量站、降雨雷达站和卫星遥感多源观测信息,进行数据同化,综合利用卡尔曼滤波校准、最优插值、变分校准和统计权重集成等方法进行分析融合,海量信息的综合应用以期提高预报精度。


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