浅述水信息与水环境科学的研究

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摘要：水信息技术是水环境科学的一个重要分支，水信息的获取以及处理等技术直接影响到我们对水环境的监测和管理。水信息的获取、水信息的处理以及水信息的传输和水信息的应用这几部分共同构成了一个完整的水信息链条。本文讲述了水信息的基本概念，并对水信息的获取和处理进行了简述，展望了水信息技术的未来发展趋势。关键词：水信息水环境获取和处理1.前言目前的科研领域，各种学科之间存在着很强的相互交叉，学科与学科之间的边界正在不断缩小和深化，很多知识已经突破了传统理论上的界限，向着新型的科学技术方向飞速发展。水科学正是如此。例如水科学中的水文学，就已经发生的翻天覆地的变化。传统意义上的水文学常常是通过对各种水现象的人为的直接的观测而得到的，在观测到所需要的各种数据信息之后，再通过一些物理的模型方式或者实验方式以及数学模型的模拟方式来验证并最终解释水文学的各种水力规律和水文机制等等。但是，经过长期的实践证明，当人类利用这些传统的水文学方式获得一些研究成果时，往往可以应用于比较简单或者说是单纯的水文现象，如果是针对一些非常复杂，机理十分不明确的水文现象时，这种传统的方法就不适用了，对于这种复杂的水文现象，利用传统方法不仅仅过程繁琐，难以得到正确的结果，即使得到了部分结果也存在着很大的局限性。随着研究的深入，目前针对水科学已经有了很多新的方法来代替传统的局限方式，比如说信息论方法、统计推断方法、人工智能方法和决策论方法等等。也正是由于多种方法并存，呈现百家争鸣的局势，在水利信息科学的发展当中，对信息要求的多种视角之下产生了很多立体的需求。信息获取的过程实现了很大的高科技化，其自身发展的需求也在推动信息的发展进程，因此，水信息的获取以及水信息的处理技术都能够获得前所未有的发展速度，以求满足水利方面虽水信息的需要。2.简述水信息的获取与处理水信息的获取、水信息的处理以及水信息的传输和水信息的应用这几部分共同构成了一个完整的水信息链条。信息获取的“水源”是信息链的源泉。获取了信息之后，要对信息进行处理，那么水信息的處理便是使得信息链能够延续的关键部分。对信息进行获取和处理是水利科学当中的一个十分关键和重要的研究问题，也是未来重要的研究热点和方向，同样，也是水利科学的一个关键发展所在。对水信息进行获取是第一步。在自然界当中，有着许许多多的信息，针对水信息的获取要适量并且准确，要能够满足后续的工作要求。对自然信息进行不断的客观的获取过程，然后在对信息进行转化和翻译、对水信息进行相应的融合和挑选，最后得到所需要的部分有用的信息。水信息的获取技术是利用水信息的获取技术，从自然当中客观存在的事物上提取出来人类能够主观感受到的信息的多种方法和手段的总称。这是一个多层的信息相互交融转换和提炼的综合过程，细细分来包括了物质层和数据层含以及特征层共三个层次。被测对象经过物质层转化成敏感的信号，然后再经过数据层转换成可以用于传感的数据，最后经过特征层变成能够为人类所感知的信息，由此上内容便完成了水信息的获取。水信息的获取过程通过不同的获取手段所得到的水信息的获取能力各不相同。传统的水信息获取手段往往功能单一，不能同时具备两个或者多个功能，通常还需要经过认为的判断才能得到准确的水信息。但是目前常用的获取技术则是兼具了多种功能，如同时具备数据的融合过程和水信息的感知能力，这种技术能够跨越初级的物质层，经过数据层直接到达信息的感知层。随着科技的发展，水文观测当中实行了很多敏感技术，先进的水信息获取技术能够为人类方便快捷并且高精度高准确度的提供所需要的水信息，同时水信息的类型也大大地得到了丰富，这类技术有“地理信息系统”、“全球卫星定位系统”、“遥感系统”以及“遥测系统”等等。下面介绍一种新型的水信息获取技术：无线传感网络WSN技术。人类在获取水信息的时候，必须要考虑环境的影响，如果在恶劣的环境下，人类无法涉足，那么水信息的获取就非常困难了。或者是当某些地区发生了应急事件，来不及进行周全的仪器准备就要大量得到相关的水信息时，也往往令我们手忙脚乱。因此，无线传感网络WSN应用而生并逐渐发展起来。无线传感网络WSN能够满足人类在恶劣环境和偏远地区获取水信息的要求。无线传感网络WSN是由许多的移动的或者是静止的传感器之间以自由组织或者是多跳组织的通信方式来构成的无线网络系统。无线传感网络WSN的作用是采集处理和协作信息感知，以及对网络所覆盖的地理区域里的感知对象的监测结果信息进行传输，最后把这些信息一起传递给用户。3.结语水信息与人类的生活息息相关，我们的生活离不开水以及水信息。水信息作为水环境科学的一种重要的分支，并且作为一种新型的科学，水信息的内涵和范畴还处于探索发现阶段，并没有完全走向高潮。同世界发达国家相比，我国的水信息技术还有着十分明显的差距，因此，为了促进我国水信息技术的发展和成熟，还有很多挑战和难题需要面对和解决。加强水信息学的研究工作，能够为我国水利学的完善贡献一份重要的力量，在未来会成为一个重要的研究方向。水信息学是由传统的水利科学与现代的信息学所交叉的一种科学，水信息在水环境发展中扮演着十分重要的角色，最近收到了世界和国内的重要关注。水信息的获取技术等新兴的科学技术，也是处于飞速的发展当中。水信息的获取与处理技术在水信息学当中的应用，是十分重要和关键的。在整个水信息的信息链当中占据着十分重要的地位，水信息的获取和处理技术的不断发展，在未来会带动整个水科学行业的科学技术的突飞猛进，同样，水环境技术的发展也依赖于水信息技术的发展。只有获取到准确的有价值的水信息，才能为我们提供准确分析和描述水环境的基础，才能为水环境技术领域提供应用和管理决策的支撑。参考文献：[1]国家自然科学基金委员会.水利科学[M]//自然科学学科发展战略调研报告.北京：科学出版社，1994.[2]顾正华，唐洪武，李云，等.水信息学与智能水力学[J].河海大学学报：自然科学版，2020，31（5）：518-521.[3]梅涛，葛运建，汪增福，等.信息获取的理论基础与学科体系初探[C]//梅涛，葛运建，汪增福.中国科学院信息获取学