摘要：数字水利是指以可持续发展理念为指导，以人水和谐作为终极目标，采用以信息技术为核心的一系列高新技术手段，对水利行业进行技术升级和改造以全面提升水事活动效率和效能的发展战略和发展过程。文章主要分析了3S技术在数字水利中的应用，以供参考。
关键词：3S技术；数字水利；应用
引言
数字水利涉及的技术专业非常宽泛，其中的主要技术有3S技术、数据库技术、通讯和计算机网络技术、系统集成和互操作技术等。数字水利的战略目标是实现水利行业中各种数据的整合，使之便于共享和容易使用，使我们的政府决策机构、水利工作者、企业、个人都能方便有效地进行网上办公、网上查询、网上学习、网上工作等。
1、3S技术概述
1.1地理信息系统（GIS）
GIS技术指的是研究地理信息系统的学科，也是地理信息学广泛的学科领域中的一个大领域。空间数据基础设施是超越地理信息系统，此概念没有类似限制性的界限。通常该术语描述集成，存储，编辑，分析，共享和显示地理信息的任何信息系统。GIS应用程序是允许用户创建交互式查询（用户创建的搜索），分析空间信息，编辑地图中的数据，并呈现所有这些操作的结果的工具。地理信息科学是有关地理概念，应用和系统的基础科学。GIS可以指许多不同的技术，过程和方法。它与许多运营有关，并有许多与工程，规划，管理，运输/物流，保险，电信和商业有关的应用。因此，GIS和位置智能应用程序可以成为许多依赖分析和可视化的定位服务的基础。为有效地利用水资源，在当前条件下最大限度地发挥水利工程的调节作用，减少建设、管理人员的投入量，GIS技术作为信息化的体现之一，在水利工程各环节中的应用范围不断扩大，应用层次也逐渐深入。通过近年来的发展，GIS的应用形式已从最初单纯的可视化应用过渡为集合分析、模拟、预测等多位一体的复杂应用，功能也提升为对多时期的地理信息变化进行动态监测和分析比较，将数据收集、空间分析和决策过程统一打包的应用。实践表明，通过使用GIS系统，有利于设计人员对工程进行总体规划，方便施工人员对实施过程进度和质量把控，有效提高管理人员的工作效率，从而提升水利行业整体信息化水平。
1.2遥感技术（RS）
遥感技术的核心，就是根据不同物体的电磁波特征来探测不同地表物体对电磁波的反射，并依靠相应设备获取不同物体发送的电磁波。在数字水利技术中，RS技术得到了有效的应用与推广，具体表现为：（1）水体辐射频率明显低于其他物品。在RS技术应用过程中，技术人员只需要确定一个水体的具体阀值，任何高于这个阀值的数据都是非水体。在这种技术特征的作用下，RS技术在电子卫星的帮助下能快速获取目标地区的阀值分布情况，并对低于该数据的面积、高程等数据进行处理，技术人员就能获取水面面积、水位等实时数据。（2）针对特殊时期，RS技术能快速上传与水利项目相关的资料。例如在洪水爆发的情况下，RS技术能通过卫星实时上传洪峰数据，保证相关人员能掌握有效的洪水资料，并制定针对性的处理措施，降低洪水造成的损失。
1.3全球定位系统（GPS）
GPS技术作为一种定位系统，在实际中得到广泛的应用，对于GPS技术的分类，可根据该技术提供的不同坐标或坐标演变量精度和方式，分为毫米级、厘米级、静态、动态后处理、RTK。其中RTK技术指的是载波相位动态实时差分技术，其具有实时性、高效率等特点，能实现现场的校核数据，在保障精度的同时，能避免外业返工的问题及后处理的负担。GPS定位技术不仅有着高效率和高精度的优点，它的成本还非常低，性价比非常高，因此在水利工程项目中，GPS定位技术应用也就越来越多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在水利工程项目当中，建立河道或者大坝眼线的总体控制测量线是一个非常耗时耗力的过程，使用GPS静态和快速静态的方法，就能有效的解决这一点，它对于河道、水渠、堤坝、闸门的准确设计都有着很大的帮助，除此之外，GPS实时动态的技术还可以进行实时的动态定位工作，对于高水准施工有着较大的促进作用。GPS中的实时动态技术应用的前提条件是在监测地点上建立一个信号基准站和一个GPS信号接收机，从而利用信号辐射范围之内的卫星完成监测的工作，然后通过无线电设备将测量的数据信息发送到信号基准站。GPS实时动态技术定位的精度可以达到厘米的标准，它的应用将水利工程项目中的定位工作的劳动强度大大降低了，与此同时还将定位工作的效率和精度都大大提升了，对于河道以及水坝的地下地形测绘工作有很大的辅助作用。
2、基于3S技术的数字水利框架分析
2.1数据获取与更新体系
3S技术最主要的优点就是实现了对地理信息数据的实时获取与更新。在这一技术特点的影响下，数字水利系统保证了自身数据获取的有效性与更新速度。例如，在ＲS技术的支持下，数字水利能通过电子卫星获取有关水利项目的资料，系统在经过相应的整理与分析后，会将有关水利项目的资料输入到系统结构中，系统则会自动比对不同时间段数据的差异性，并及时进行改进，保证了系统内部数据的时效性。而目前，除了电子卫星外，热气球、遥控无人飞机等也是获取水利项目数据的新媒介，可以被有效地应用到数字水利中。
2.2数据库体系
数据库体系是数字水利的核心，该数据库所储存的资料包括水利项目的卫星图像资料、不同地区的地图信息、专题信息数据等多种内容。数据集元数据库是数据共享、查询、访问、评估和集成的基础，也是建立数据库和复杂信息系统的基础，对于数字水利这样大型多用途的信息基础设施，非常需要建立元数据库。元数据库中的数据包括空间数据组织、数据质量、标识、引用、时间范围、联系、地址等信息。在3S技术的支撑下，数字水利的数据库体系得到了进一步的完善与发展，并逐渐以一种全新的模式进行数据资料整理，显著提高了数据库资料的整体质量。以GIS为例，在GIS技术的支撑下，系统会根据水利项目的实际情况，建立多个与水利项目有关的模型，并根据模型进行分析与讨论。而数字水利数据库体系在获取这些模型资料后，会自动地将模型录入到数据库中，方便后期的查找与管理。
2.3信息提取与分析
体系通过数据获取和更新体系，我们可以获得大量数据，但是如何从这些海量的数据中提取出我们感兴趣的信息，并加以利用呢?这些要借助于信息提取与分析体系。在基本数据分析处理的基础上，还需要采用现代科学方法进行挖掘，提取可用的、相关的信息。
2.4数据库体系
数据库体系是数字水利的核心，包括水利卫星影像数据库、不同比例尺的地形图库、专题信息数据库、三维模型库、知识库、数据集元数据库等等。空间数据库是一个存储空间和非空间数据的数据库系统，因其存储数据性质的特殊性，成为当前的一个研究热点。数据集元数据库是数据共享、查询、访问、评估和集成的基础，也是建立数据库和复杂信息系统的基础，对于数字水利这样大型多用途的信息基础设施，非常需要建立元数据库。元数据库中的数据包括空间数据组织、数据质量、标识、引用、时间范围、联系、地址等信息。
2.5网络与传输体系
数字水利工程建于网上，网络体系是空间数据查询、交换和更新的基本途径，能提供专业空间信息服务。数字水利网络体系建设，要充分利用现有设施，按照全国水利信息骨干网、地区网络和水利部门局域网三级网络体系来建设。同时，也要考虑网络信息的安全问题。
结束语
总体而言，3S技术的应用与推广能够显著强化数字水利系统的整体运行能力，但在应用中要结合水利项目的实际要求，采取针对性的应对措施，最终强化水利项目的整体管理能力。
参考文献
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[2]甘立蹇，蔡东健，庞建国.地下管线探测技术在工程测量中的应用与研究[J].测绘通报，2013（s1）：156-159.
论文作者:刘学军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/25
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