水文信息技术课件

绪论教学任务教学任务 1 1、水文信息技术内涵及发展、水文信息技术内涵及发展 2 2、水文信息技术与相关课程的关系、水文信息技术与相关课程的关系 3 3、本课程内容教学与能力考核安排、本课程内容教学与能力考核安排1 1、水文信息技术内涵及发展、水文信息技术内涵及发展1.1 1.1 什么叫水文？什么叫水文？1.2 1.2 什么叫信息技术？什么叫信息技术？1.3 1.3 什么叫水文信息技术？什么叫水文信息技术？1.4 1.4 水文信息技术是如何发展的？水文信息技术是如何发展的？1.1 1.1 什么叫水文？什么叫水文？n水资源的涵义水资源的涵义 广义的水资源广义的水资源是指地球水圈内的水，它以气态、固态是指地球水圈内的水，它以气态、固态和液态等形式存在和运动着，如海洋水、湖泊水、河流和液态等形式存在和运动着，如海洋水、湖泊水、河流水、地下水、土壤水、生物水和大气水等。水、地下水、土壤水、生物水和大气水等。狭义的水资源狭义的水资源是指在目前的经济技术条件下，可供人是指在目前的经济技术条件下，可供人们开发利用的淡水量；是在一定时间内可以得到恢复和们开发利用的淡水量；是在一定时间内可以得到恢复和更新的动态量。更新的动态量。n水文现象水文现象是由自然界中各种水体的循环变化所是由自然界中各种水体的循环变化所形成的一种自然现象。形成的一种自然现象。例如：降雨、蒸发、下渗、径流等。例如：降雨、蒸发、下渗、径流等。n水文循环水文循环1.1 1.1 什么叫水文？什么叫水文？动画演示：动画演示：水循环水循环 水循环的原因水循环的原因 内因：水的物理性质，即内因：水的物理性质，即“三态三态”转化；转化；外因：太阳辐射和地球引力作用。外因：太阳辐射和地球引力作用。水循环的基本类型水循环的基本类型 通常按水循环的不同途径与规模，将全球的水循环区分通常按水循环的不同途径与规模，将全球的水循环区分为大循环与小循环。为大循环与小循环。大循环大循环：大循环是指海洋与陆地之间的水分交换过程，由：大循环是指海洋与陆地之间的水分交换过程，由于广及全球，故名大循环，又称外循环。于广及全球，故名大循环，又称外循环。小循环小循环：小循环是指海洋或陆地上的局部水分交换过程。：小循环是指海洋或陆地上的局部水分交换过程。1.1 什么叫水文？什么叫水文？n水文学水文学 研究自然界各种水体（大气水、地表水、地研究自然界各种水体（大气水、地表水、地下水）的存在、分布、循环、物理化学性质及其环境下水）的存在、分布、循环、物理化学性质及其环境因素的变化规律，预测、预报各水文现象（如降水、因素的变化规律，预测、预报各水文现象（如降水、水位、流量、水质等）的变化情势。水位、流量、水质等）的变化情势。n 水文学的分类水文学的分类1.1 什么叫水文？什么叫水文？1.2 什么叫信息技术？什么叫信息技术？n研究如何研究如何获取、传输、存储、应用获取、传输、存储、应用信息的学科即为信息的学科即为信息技术信息技术。n数据是客观事物的抽象表示；原始资料；随载荷它的物理设备数据是客观事物的抽象表示；原始资料；随载荷它的物理设备的形式而改变；的形式而改变；n信息是数据、消息中所包含的意义；不随载体的物理形式的改信息是数据、消息中所包含的意义；不随载体的物理形式的改变而改变；变而改变；n数据是信息的载体，信息是数据的内涵。数据本身并没有意义，数据是信息的载体，信息是数据的内涵。数据本身并没有意义，只有对实体行为产生影响时才成为信息。只有对实体行为产生影响时才成为信息。n先进的先进的“3S3S”技术（技术（R RS S，GPGPS S，GIGIS S）RS-RS-Remote SensingRemote Sensing（遥感）（遥感）遥感是指非接触的，远距离的探测技术。遥感是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波辐射、反遥感器对物体的电磁波辐射、反射特性的探测，并根据其特性对物体的性质、特征和射特性的探测，并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。1.2 什么叫信息技术？什么叫信息技术？中国遥感地图GPSGPS-Global Positioning System-Global Positioning System （全球（全球定位定位系统）系统）利用利用GPSGPS定位卫星，在全球范围内实时进定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。行定位、导航的系统。1.2 什么叫信息技术？什么叫信息技术？nGISGIS-Geographic Information System-Geographic Information System （地理信息系统）（地理信息系统）在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。统。1.2 什么叫信息技术？什么叫信息技术？地理信息系统（地理信息系统（GIS）是什么？）是什么？空间数据空间数据属性数据属性数据空间数据和属性数据的综合体NameAddressTownSt.ZipNameAddressTownSt.ZipGIS是是GIS地理信息系统是整个地球或部分区域的地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。资源、环境在计算机中的缩影。GIS的相关学科地理学地理学GIS遥感技术遥感技术摄影测量学摄影测量学数学和统计学数学和统计学制图技术制图技术计算机科学计算机科学专家系统专家系统计算机图形学计算机图形学计算机辅助设计计算机辅助设计数据库技术数据库技术软件工程软件工程 系系 统统 软软 件件 系系 统统 硬硬 件件空间空间数据数据应用模型应用模型用户用户地理信息系统构成地理信息系统构成GISGIS的五大基本功能的五大基本功能n数据的采集、编辑数据的采集、编辑n数据的组织与管理数据的组织与管理n格式化与转换格式化与转换n空间分析与应用空间分析与应用n可视化功能可视化功能GISGIS基本功能一基本功能一数据采集数据采集GISGIS的基本功能简介的基本功能简介 其他数据其他数据n统计数据统计数据n文字文字n多媒体多媒体地图数据地图数据n道路道路n水系水系n居民地居民地n地籍地籍Oracle SpatialGeocodeDigitize遥感数据遥感数据航天遥感数据航天遥感数据航空遥感数据航空遥感数据遥测数据遥测数据全球定位系统数据全球定位系统数据（GPS）Load数据获取数据入库 目的：保证数据在入库时在内容上的完整性，目的：保证数据在入库时在内容上的完整性，逻辑上的一致性。逻辑上的一致性。数据编辑与处理GISGIS的基本功能简介的基本功能简介图层图层图层图层数据文件数据文件数据文件数据文件数据库数据库数据库数据库GIS功能二：数据的组织与管理功能二：数据的组织与管理GIS功能三：数据的格式化与转换功能三：数据的格式化与转换矢量数据矢量数据栅格数据栅格数据数据的转换空间数据在不同投影之间的转换空间数据在不同投影之间的转换GIS功能四：分析与应用功能查询（检索）、统计计算是GIS以及许多数据信息系统应具备的最基本分析功能；空间分析功能才是GIS的核心，也是GIS与其它系统区别的重要标志。模型分析是指GIS支持下处理分析问题的方 法体现，是GIS应用深化的重要体现。查询、统计计算、空间分析、模型分析查询、统计计算、空间分析、模型分析位置位置例例：国国家家属属性性查查询询空空间间查查属属性性某某个个特特定定位位置置有有什什么么？GISGIS的基本功能的基本功能查询查询条件满足给定条件的满足给定条件的地理对象分布地理对象分布属性查位置属性查位置例：客户分布例：客户分布GISGIS的基本功能的基本功能查询查询GIS数据统计分析GIS空间叠加分析空间GIS空间叠加分析时间GIS网络分析GIS功能五：可视化功能1.3 1.3 什么叫水文信息技术？什么叫水文信息技术？n水文信息技术是指研究水文信息采集、处理、存储水文信息技术是指研究水文信息采集、处理、存储与分析的一门学科。与分析的一门学科。n水文信息技术的具体研究内容包括如下：水文信息技术的具体研究内容包括如下：1）研究站网规划与测站设立的理论与方法；）研究站网规划与测站设立的理论与方法；2）各种水文要素的观测技术；）各种水文要素的观测技术；3）各种观测数据的处理技术；）各种观测数据的处理技术；4）误差分析理论与方法）误差分析理论与方法 5）水文调查方法）水文调查方法 1.41.4水文信息技术是如何发展的？水文信息技术是如何发展的？n1 1、萌芽时期（远古至公元、萌芽时期（远古至公元14001400年）年）简单的水文观测，积累原始的水文知识简单的水文观测，积累原始的水文知识 隋代石刻水则碑、大禹治水、李冰父子都江堰；隋代石刻水则碑、大禹治水、李冰父子都江堰；水经注成书于水经注成书于6 6世纪世纪n2 2、奠基时期（公元、奠基时期（公元1400-19001400-1900年）年）发明近代水文观测仪器，逐步形成水文科学理论发明近代水文观测仪器，逐步形成水文科学理论 16631663年翻斗式自记雨量计；年翻斗式自记雨量计；16871687年水面蒸发器；年水面蒸发器；18701870年旋桨式流速仪；年旋桨式流速仪；18821882年旋杯式流速仪；年旋杯式流速仪；17621762年年河流水文测验方法河流水文测验方法n3 3、应用水文学时期（、应用水文学时期（1900-19501900-1950年）年）在观测方法、理论体系及实用方面均有所发展在观测方法、理论体系及实用方面均有所发展n4 4、现代水文学时期（、现代水文学时期（19501950年至今）年至今）现代科学技术应用于水文信息获取及处理中现代科学技术应用于水文信息获取及处理中 1.41.4水文信息技术是如何发展的？水文信息技术是如何发展的？2 2、与相关课程的关系、与相关课程的关系2.1 2.1 本课程与本课程与水文水利规划计算水文水利规划计算课程的关系课程的关系2.2 2.2 本课程与本课程与水力学水力学课程的关系课程的关系2.3 2.3 本课程与本课程与技术与应用技术与应用课程的关系课程的关系3 本本课课程程内内容容教教学学与与能能力力考考核核安安排排主要教学内容主要教学内容任务分解任务分解课时安排课时安排绪论绪论1、水文信息技术内涵及发展、水文信息技术内涵及发展2、水文信息技术与相关课程的关系、水文信息技术与相关课程的关系3、本课程内容教学与能力考核安排、本课程内容教学与能力考核安排2情景情景1 1 水文站网及站点建设水文站网及站点建设水文站网基本概念水文站网基本概念4情景情景2 2 降水信息采集与处理降水信息采集与处理1、降水基本概念降水基本概念22 2、日记型降雨量观测、日记型降雨量观测83 3、长期自记型降雨量观测、长期自记型降雨量观测84 4、降雨数据分析、降雨数据分析4情景情景3 3 水位信息采集与处理水位信息采集与处理水位观测原理与方法水位观测原理与方法4情景情景4 4 流量信息采集与处理流量信息采集与处理径流及流量基本知识径流及流量基本知识4流量观测方法流量观测方法4情景情景5 5 蒸发信息采集与处理蒸发信息采集与处理蒸发观测原理与方法蒸发观测原理与方法4情景情景6 6 泥沙信息采集与处理泥沙信息采集与处理泥沙观测原理与方法泥沙观测原理与方法4情景情景7 7 水文调查水文调查水文调查方法水文调查方法2情景情景8 8 水信息系统水信息系统水信息系统应用实例水信息系统应用实例4合计合计54