第1章 综述

1.1 基本概况

中央在关于“十二五”规划建议中指出，要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置，要在全社会广泛应用信息技术，提高计算机和网络的普及应用，加强信息资源的利用。同时强调，政府行政管理、社会公共服务等部门要运用数字化、网络化技术，加快信息化步伐。

水利行业是一个信息密集型行业，随着网络的发展对信息的依赖程度越来越高。要实现水利信息管理现代化，只能也必须应用信息技术、计算机技术和人工智能等，建立信息管理系统。水利信息化根据信息时代的发展要求，运用计算机及网络技术，加强水利非工程措施建设，实现水利政务办公自动化，提高水利信息的采集、传输、处理以及决策的现代化水平。

河道信息化技术近年来得到了迅速发展，这为处理复杂多变的河道资源信息，实现河道信息的数字化管理提供了技术条件。它不仅能提高河道管理的决策水平和管理水平，而且能使河道管理为国民经济和社会发展提供可靠保障。所以，加快河道管理信息化的建设，既是国民经济信息化的重要组成部分，也是河道治理和管理自身发展的迫切需要。

1.1.1 在水利信息化管理中应用地理信息系统

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是20世纪60年代开始迅速发展起来的地理学研究新技术，是多种学科交叉的产物。它是一种特定而又十分重要的空间信息分析系统，是以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关数据的空间信息系统。由于GIS具有地域综合、空间分析、动态预测与提供决策支持的功能，所以被誉为地理学的第三代语言。目前，国内外将GIS主要用于研究城市规划、国土规划、地籍测量、农作物估产、森林动态监测、水土流失和水资源管理等方面。

GIS具有以下3个方面的特征。

（1）具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性。

（2）由计算机系统进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专业的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。

（3）计算机系统的支持是GIS的重要特征，因而使得GIS能快速、精确、综合地对复杂的地理数据进行空间定位和过程动态分析。

一个完整的GIS主要由4个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

GIS的外观表现为计算机软硬件系统，其内涵则是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型。当具有一定地学知识的用户使用GIS时，他所面对的数据不再是毫无意义的，而是把客观世界抽象为模型化的空间数据，用户可以按应用目的，观测这个现实世界模型各个方面的内容，取得自然过程的分析和预测的信息，用于管理和决策，这就是GIS的意义。

应用GIS能够快速、准确地实现大量信息的存储、查询、处理和及时更新，避免人为的信息丢失；同时，能够直观、形象和全方位地展现复杂系统的特征信息，使研究者更好地与决策部门沟通，从而提高研究的使用价值，为科学地开发与管理提供了强有力的手段。

利用GIS还能够将复杂的模型和分析方法集成到模型库中随时调用，从而快速有效地处理各种数据和信息，以掌握目前系统的状态，并可对未来的发展变化趋势进行预测，为管理对象合理规划和调配提供科学依据。

1.1.2 河道地理信息系统管理的主要内容

传统的河道信息数据包括水量水质信息、水工程信息以及与河道建设相关的信息（区域经济信息、生态环境信息、气候气象信息、地质灾害信息等），它们在各部门之间传递，其最大的问题就是工作效率低下，而且查询与分析功能脱节，已经不能适用于经济的迅速发展和人民群众不断增长的用水需求。加之，河道信息管理主要以手工作业为主，以图表或文件资料形式保存，信息存储、流通和处理极不方便，造成存取周期长，容易出错，费工费时，决策的执行多以定性分析为主。

河道地理信息系统管理的开发，在于建立满足GIS设计要求的河道地理信息数据库，并在此基础上实现河道地理信息的采集、存储、分析、查询、管理、输出，以提高河道资源及水文信息管理水平，为河道资源合理利用及其他水利工程规划部门的决策提供可靠依据。建立河道资源数据库，利用GIS强大的空间分析功能，对河道进行时空分析，通过分析、管理，逐步修正和完善数据库中的数据，大大提高数据精度和工作效率，正确指导河道资源的持续开发利用，促进社会经济与环境的协调发展。

1.1.3 山西省河道信息管理目标

现代化的河道管理是社会现代化和水利现代化的综合体现，实现现代化的河道管理是一个复杂的长期过程。这一过程的实质，就是人们广泛利用现代化的科学技术，不断增强对环境的控制能力，不断适应国民经济和社会发展的需要，达到水资源高效利用和河道的可持续发展，从而全面改造河道两岸人民生存条件的过程。在这一过程中河道信息化建设是实现目标的重要手段。山西省经过若干年的探索研究，对河道进行数字化管理已取得了一些经验，已有一些工作者提出了相应的目标与原则。

山西省河道管理数字化的目标如下：

（1）近期目标。实现河道资料信息化，建立适应当前管理水平的信息化管理体制及一批河道基础数据库，建立标准规范和安全体系框架，提供准确、及时、有效的信息服务。

（2）中期目标。继续建设和完善河道基础数据库，健全信息化管理体制，建设和完善标准规范和安全体系，全面提供准确、及时、有效的信息服务，实现全省河道的信息采集和远端传输。

（3）远期目标。全面完成山西省河道管理信息公用平台的建设。建成全省河道信息网络、全省水资源管理决策支持系统、全省河道工程管理信息系统、全省河道信息公众服务系统、全省河道规划设计管理信息系统、全省河道数字化图书馆等6个省级应用系统，并投入运行。在全省，河道系统基本实现信息化、实现河道数据自动采集和测报，基本实现“数字河道”的构想。