智慧水利是什么:信息智慧水利的基礎

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2024-04-02

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摘要:智慧水利涉及領域廣泛,應用目標多元,其所需信息也復雜而多樣,涉及水利對象的信息有河流水系、湖泊、水利工程等...


古語有云“巧婦難為無米之炊”。信息是智慧水利建設的基石。系統(tǒng)地、整體地、多類型地獲取信息,以及信息獲取之后的存儲、匯集、評價、校正與融合對智慧水利目標的實現(xiàn)尤為重要。


智慧水利是什么


信息多元性


智慧水利涉及領域廣泛,應用目標多元,其所需信息也復雜而多樣,涉及水利對象的信息有河流水系、湖泊、水利工程等;水利信息時間跨度涵蓋過去、現(xiàn)在及未來氣候模式等;信息來源有地基水利要素站網(wǎng)監(jiān)測,以及空基天基遙測數(shù)據(jù);包含業(yè)務屬性的信息有建設、運行、維護和服務信息;信息存儲格式也多種多樣,如圖像、數(shù)字、音頻和視頻等。


智慧水利是什么:信息智慧水利的基礎


感知完整性


為全面、系統(tǒng)、準確地收集水利信息,一是需要擴大感知及監(jiān)測范圍,即充實水文、水質(zhì)、地下水位、水環(huán)境監(jiān)測站網(wǎng),加快水文現(xiàn)代化建設步伐,來擴大江河湖泊水系的監(jiān)測范圍;補齊和提高大中小型水庫、長江與黃河等流域下游險工險段堤防、重點水閘、下游有村莊或重要設施的骨干淤地壩等水利工程安全及運行監(jiān)測設施,擴大水利工程設施的監(jiān)測范圍;全面提高水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水災害、工程運行等水利核心業(yè)務管理活動中的重要事件、行為和現(xiàn)象的動態(tài)感知能力,以提高水利管理活動的動態(tài)感知能力。二是提升立體感知的智能水平,通過衛(wèi)星、雷達、無人機、遙控船等新型遙感監(jiān)測手段,及其高清視頻監(jiān)控的應用,大力提升水文測報自動化和智能化水平,實現(xiàn)對江河湖泊、水利工程、管理活動的動態(tài)感知。


信息匯集


智慧水利通過綜合數(shù)據(jù)匯聚與支撐平臺(實時立體監(jiān)測、遙感信息分析、歷史數(shù)據(jù)分析、視頻等)進行多源、多種類數(shù)據(jù)信息的匯集、整合。在水利部、流域和省區(qū)分別建立三級感知數(shù)據(jù)匯集平臺,統(tǒng)一接收遙感影像,針對不同的應用需求進行圖像處理、信息提取、圖像解譯和數(shù)據(jù)分析,建立遙感接收處理服務平臺。建立三級級聯(lián)、多級應用的水利視頻集控體系,并與現(xiàn)有水利視頻會議系統(tǒng)整合,實現(xiàn)全國水利視頻聯(lián)網(wǎng)。


信息融合


建立多源和多尺度信息體系。即不同傳感器、不同時空尺度的信息進行融合。數(shù)據(jù)融合最早被應用于軍事領域?,F(xiàn)在數(shù)據(jù)融合的應用領域更加廣泛,如多源影像復合、機器人和智能儀器系統(tǒng)、圖像分析與理解、目標檢測與跟蹤、自動識別等等。例如,在遙感領域,數(shù)據(jù)融合屬于一種屬性融合,它是將同一地區(qū)的多源遙感影像數(shù)據(jù)加以智能化合成,產(chǎn)生比單一信息源更精確、更完全、更可靠的估計和判斷。相對于單源遙感影像數(shù)據(jù),多源遙感影像數(shù)據(jù)所提供的信息具有冗余性、互補性、、合作性和信息分層的結構性等特點。其實質(zhì)就是在統(tǒng)一地理坐標系中將對同一目標檢測的多幅遙感圖像數(shù)據(jù)采用一定的算法,生成一幅新的、更能有效表示該目標的圖像信息。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。


信息融合在水文預報與水利計算領域的最典型應用就是,對地面雨量站、降雨雷達站和衛(wèi)星遙感多源觀測信息,進行數(shù)據(jù)同化,綜合利用卡爾曼濾波校準、最優(yōu)插值、變分校準和統(tǒng)計權重集成等方法進行分析融合,海量信息的綜合應用以期提高預報精度。


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