[文学研究]数字水文学的兴起及对水文学的影响.ppt

数字水文学的兴起及其对水文科学的影响 主 要 内 容 一、引言 二、信息时代的基本特征 三、对传统的获取水文信息的方法 　　和水文预报方法的影响 四、对流域水文模型的影响 五、对水文学研究方法的影响 六、结语 一、引　言 　　　一、引言 水文学发展到今天已经经历了三个重要的发展阶段； 　 　19世纪之前：感性认识和简单定量分析阶段； 　19世纪：以牛顿力学为模本的理论奠基阶段； 　20世纪80年代之前：工程水文体系基本建立,并向资 源水文、环境水文、全球水文和生态水文拓展； 　 　　　一、引言 20世纪80年代以来，科学技术发展日新月异。一方面，以计算机科学为代表的信息革命向纵深发展，信息化就是数字化已成为共识。另一方面，各学科之间的综合、交融和渗透从来没有像现在这样的广泛和深刻，已成为科学发展和创新的重要动力。 　　　一、引言 受其影响，水文学近30年来显露出新的发展特点。这就是接受来自其他学科的影响从来没有像现在这样强烈；数字化改变的不仅是水文资料的获取手段，而且提供了新的揭示水文规律的研究方法。 　　　一、引言 1992年美国Virginia大学的Singh教授在其所著《Elemantary Hydrology》一书中提出的“数字水文学”的概念抓住了这时期水文学发展的主要特征！ 二、信息时代的基本特征 二、 信息时代的基本特征 自15世纪以来，作为第一生产力的科学技术所经历的重要发展时期 ——文艺复兴，15～16世纪，开创了人类理性思维　时代 ——产业革命（工业化），17～19世纪，开创了以　动力机械代替手工劳动的时代 ——信息革命（信息化），20世纪以来，进入了以　计算机为核心技术的自动化、智能化时代 二、信息时代的基本特征 一切记录自然变化过程，人类生产、生活和社会发展轨迹的数据、图象、语言、文字、声音等，统称为信息。 　　　信息化是指以数字化技术实现信息采集、传输、处理、存储及其应用的自动化和智能化的发展阶段。 二、信息时代的基本特征 信息时代的基本特征 自动化、智能化——要达到的目的 —“三化” 网络化——实施的途径 数字化——技术特征 　　　　　　 　　　　　　Content（信息化内容）——要达到的目的 —“三C” Communications（通讯）——实施的途径 Computer（计算机）——技术特征 —信息时代最具代表性的特征是数字化，而计算机科学是信息时代的龙头 二、信息时代的基本特征 信息时代的主要技术支撑 —计算机技术：科学计算、信息处理、过程控　制 —数字转换技术：一种电子转换技术，通过 　　二进制运算实现各种信息与脉冲信号之间　　的相互转换 —光导纤维技术：传输信息 —航天技术（卫星通讯、雷达、遥感等）：采　集和传输信息 三、 对传统的获取 水文信息的方法 和水文预报方法的影响 三、对传统的获取水文信息的方法　　　　　　 和水文预报方法的影响 数字化正在改变着传统的获取水文信息的方法和水文预报的方法 传统水文信息采集方法的缺陷 　——定点观测，难以表达水文要素的空间分布 　——定时观测，难以精确表达水文要素随时间　　 的连续变化 　——特殊环境下，难以取得水文信息 　——劳动强度大，花费财力多，获取速度慢 三、对传统的获取水文信息的方法　　　　　　 和水文预报方法的影响 基于数字化技术的水文信息采集方法的特点： 　——以遥测、遥感代替目测、器测 　——以面测代替点测 　——以动态采集代替静态采集 　——以连续采集代替定时的离散采集 　——实现人工、机械的采集方法转变为自动 　　 化、智能化的采集方法 三、对传统的获取水文信息的方法　　　　　　 和水文预报方法的影响 传统水文预报方法的缺点： 　——手工计算难以使用描述精度较好的水文　　模型 　——计算时间较长，损失有效预见期较多 　——不能进行真正意义上的实时校正 三、对传统的获取水文信息的方法　　　　　　 和水文预报方法的影响 基于数字化技术的水文预报方法的特点 　——能引入计算虽然繁复但精度更好的水文模型 　——尽可能地减少有效预见期的损失 　——能进行实时校正 　——便于人机对话，吸收专家经验 信息采集与计算机等技术结合在一起可集成为遥测系统，如再与水文预报技术结合，就可成为自动测报系统，这代表了作业水文预报的发展方向。 四、对流域水文模型 的影响 四、对流域水文模型的影响 流域水文模型是计算机科学与水文学相结合的产物 流域水文模型属于数学模型，它与物理模型比较有5大优点 四、对流域水文模型的影响 以数字高程模型(DE