近年国内防洪减灾信息技术应用综述

doi:10.16867/j.issn.1673-9264.2020298

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摘要在科技创新的时代背景下，信息技术快速迭代，梳理当前信息技术在防洪减灾方面的最新应用进展，将有助于补齐“防洪工程”和“信息化工程”两大短板。介绍了信息技术发展趋势，然后重点梳理了近年来现代计算机技术、新一代信息技术、人工智能技术3类新技术在防洪减灾中的应用，针对其中13个细分技术方向，结合具体案例从技术特点、应用进展、不足和应用前景3个方面进行归纳，最后，分析了技术与业务的多维耦合关系，认为未来防洪减灾信息技术应用将呈现智能化、聚合化、安全性趋势。

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关键词 ：防洪减灾, 现代计算机, 信息技术, 人工智能

Abstract：Under the background of scientific and technological innovation， information technology is rapidly iterative. The summary of the latest application progress of information technology in flood prevention and disasters reduction will help to make up for the shortcomings of“flood prevention engineering”and “information engineering” . This paper introduces the development trend of information technology， and followed with discussing of modern computer technology application， new generation information technology and artificial intelligence technology in flood prevention and disasters reduction in recent years. In review of the 13 subdivided technical directions， the paper summarizes the technical characteristics， application progress， shortage or application prospect. Finally， the multi-dimensional coupling relationship between technology and business is analyzed， and it is concluded that the application of flood prevention and disasters reduction information technology will present the trend of intelligence， aggregation and security in the future.

Key words： flood prevention and disasters reduction modern computer information technology artificial intelligence

收稿日期: 2020-09-16

PACS:

TV877

基金资助:中国水利水电科学研究院基本科研业务费专项项目（JZ0145B042019）；国家重点研发计划项目城市洪涝仿真模拟与预警预报（2017YFC1502703）。

作者简介: 刘业森,男,博士,高级工程师,E-mail:liuys@iwhr.com。

引用本文:

刘业森, 陈胜, 刘媛媛, 郜银梁, 曹大岭. 近年国内防洪减灾信息技术应用综述[J]. 中国防汛抗旱, 2021, 31(1): 48-57,66.
LIU Yesen, CHEN Sheng, LIU Yuanyuan, GAO Yinliang, CAO Daling. Review of the information technology application on flood prevention and disasters reduction in China. journal1, 2021, 31(1): 48-57,66.

链接本文:

http://www.cfdm.cn/CN/10.16867/j.issn.1673-9264.2020298 或 http://www.cfdm.cn/CN/Y2021/V31/I1/48

[1] 张志彤. 实施洪水风险管理是防洪的关键[J]. 中国防汛抗旱, 2019, 29(2):1-2.
[2] 吕娟, 凌永玉, 姚力玮. 新中国成立70年防洪抗旱减灾成效分析[J]. 中国水利水电科学研究院学报, 2019, 17(4):242-251.
[3] 鄂竟平. 工程补短板行业强监管奋力开创新时代水利事业新局面——在2019年全国水利工作会议上的讲话(摘要)[J]. 中国水利, 2019(2):1-11.
[4] 左其亭. 中国水利发展阶段及未来"水利4.0" 战略构想[J]. 水电能源科学, 2015, 33(4):1-5.
[5] 刘宁. 防汛抗旱与水旱灾害风险管理[J]. 中国防汛抗旱, 2012, 22(2):1-4.
[6] 阿尔文·托夫勒, 黄明坚. 第三次浪潮[M]. 北京:中信出版社, 2006.
[7] 秦殿启. 泛在信息社会研究综述[J]. 现代情报, 2012, 32(6):174-177.
[8] 张建云. 信息技术在防汛抗旱工作中应用的几点思考[J]. 中国防汛抗旱, 2017, 27(3):1-3, 10.
[9] 万洪涛, 刘洪伟, 刘舒, 等. 基于信息化的防洪决策支持技术研究与应用[J].中国防汛抗旱, 2018, 28(6):11-16, 28.
[10] 刘汉宇. 国家防汛抗旱指挥系统建设与成就[J]. 中国防汛抗旱, 2019, 29(10):30-35.
[11] 王光谦.我国未来十年将迎来水联网时代[N].黄河报, 2011-06-02(003).
[12] 王忠静, 王光谦, 王建华, 等.基于水联网及智慧水利提高水资源效能[J].水利水电技术, 2013, 44(1):1-6.
[13] 王建华, 赵红莉, 冶运涛.智能水网工程:驱动中国水治理现代化的引擎[J].水利学报, 2018, 49(9):1148-1157.
[14] 万海斌.全国防汛抗旱指挥系统3.0架构与要求[J].中国防汛抗旱, 2017, 27(3):4-7.
[15] 艾萍, 边世哲, 袁定波.智慧防汛抗旱指挥理念简谈[J].中国防汛抗旱, 2017(3):11-14.
[16] 万海斌, 杨昆, 杨名亮. "互联网+" 背景下我国防汛抗旱信息化的发展方向[J].中国防汛抗旱2016, 26(3):1-3.
[17] 水利部.水利业务需求分析报告[R].2019.
[18] 水利部信息中心.智慧水利总体方案[R].2019.
[19] 虞开森, 姜小俊, 金宣辰.政府数字化转型下浙江智慧水利设想[J]. 水利信息化, 2018(6):11-15.
[20] 向立云, 张大伟, 何晓燕, 等.防洪减灾研究进展[J].中国水利水电科学研究院学报, 2018, 16(5):362-372.
[21] 李国杰, 徐志伟.从信息技术的发展态势看新经济[J].中国科学院院刊, 2017, 32(3):233-238.
[22] 国务院. 国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定[R].2010.
[23] 国务院. "十三五" 国家科技创新规划[R].2016.
[24] 邬贺铨. 新一代信息技术的发展机遇与挑战[J]. 中国发展观察, 2016, 136(4):13-15.
[25] 万海斌, 刘汉宇, 吕行.浅论我国防汛抗旱信息化建设"四个统一"[J].中国水利, 2015(3):53-55.
[26] 陈子丹.水利信息化工作中若干问题的探讨[J].水利信息化, 2012(2):1-4, 9.
[27] 阚光远, 洪阳, 梁珂, 等.基于GPU加速的水文模型参数率定[J].人民长江, 2019, 50(5):69-73, 79.
[28] 宋利祥, 范光伟, 张文明, 等. 洪水演进高速模拟系统设计与实现[J].水电能源科学, 2017, 35(12):33-36.
[29] 侯精明, 李桂伊, 李国栋, 等. 高效高精度水动力模型在洪水演进中的应用研究[J].水力发电学报,2018, 37(2):96-107.
[30] 尹灵芝, 朱军, 王金宏, 等.GPU-CA模型下的溃坝洪水演进实时模拟与分析[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2015, 40(8):1123-1129, 1136.
[31] 谢映霞.基于海绵城市建设理念的系统治水思路[J].北京师范大学学报(自然科学版), 2019, 55(5):552-555.
[32] 程晓陶, 李超超.城市洪涝风险的演变趋向、重要特征与应对方略[J].中国防汛抗旱, 2015(3):6-9.
[33] 宋关福, 钟耳顺, 吴志峰, 等.新一代GIS基础软件的四大关键技术[J].测绘地理信息, 2019, 44(1):1-8.
[34] 付静, 程益联. 水利信息系统应用支撑平台探讨[J]. 水利信息化, 2014(5):1-4.
[35] 朱跃龙. 云计算及其水利应用[C]//2014第二届中国水利信息化与数字水利技术论坛论文集, 2014:1-6.
[36] 王龙宝,陶飞飞, 吕鑫, 等. 淮安区防汛防旱指挥系统设计与实现[J].水利信息化, 2016(3):66-72.
[37] 彭震.利用大数据云计算提升贵州省防汛抗旱指挥决策支撑系统[J].中国防汛抗旱,2016,26(3):16-17, 30.
[38] 罗毅君, 吕石生, 刘雨, 等. 基于云架构的山洪灾害监控预警系统设计与实现——以湖南为例[C]//中国水利学会, 2016.
[39] 董明锐. "瑞智云" 助力能源与水行业数字化转型[J]. 中国水利, 2018(5):66-67.
[40] 倪伟新. 国家防汛抗旱指挥系统工程开发建设[J]. 水利信息化, 2012(1):16-18, 22.
[41] 丁留谦.防汛抗旱信息化建设与未来发展思考[J].中国防汛抗旱, 2017,27(3):8-10.
[42] 郭良,丁留谦,孙东亚,等. 中国山洪灾害防御关键技术[J]. 水利学报,2018,49(9):1123-1136.
[43] 崔瑞玲,高广利,刘兆银.水利卫星应急通信系统技术体制的选择[J].水利信息化,2013(6):53-55, 64.
[44] 秦超杰. 新形势下水利防汛通信体系建设实践与思考[C]//中国水利学会学术年会论文集,2013.
[45] 秦文海,王鹏. 水利应急通信体系建设模式研讨[J]. 水利信息化, 2011(6):39-41.
[46] 李明华,林杰荣, 甘泉, 等. 惠州市应对超历史特大暴雨灾害气象服务的实践与思考[J].广东气象, 2019, 41(1):31-34, 39.
[47] 刘小勇, 齐海领.视联网视频与数据融合应用解决方案[J].有线电视技术, 2019(3):95-98.
[48] 唐秀清.我国水利专用通信网建设与发展的思考[J].海河水利,2017, 5(5):73-74.
[49] 孙其博, 刘杰, 黎羴, 等. 物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J]. 北京邮电大学学报, 2010, 33(3):1-9.
[50] 钟登华, 时梦楠, 崔博, 等. 大坝智能建设研究进展[J]. 水利学报, 2019, 50(1):38-52, 61.
[51] 杜明义, 刘扬, 靖常峰. 物联网技术在精细化城市管理中的应用——以北京市西城区城市运行物联网监测平台为例[J]. 北京建筑大学学报, 2016, 32(3):137-143, 154.
[52] 赵娟. 基于物联网的城市防洪防汛系统的设计与实现[D]. 济南:山东大学, 2015.
[53] 王毅, 刘洪伟, 霍风霖. 新形势下北京市防汛抗旱及水旱灾害防御信息化建设思考[J]. 中国防汛抗旱, 2019, 29(3):5-8.
[54] 张建新, 蔡阳. 水利感知网顶层设计与思考[J]. 水利信息化, 2019(4):1-5, 19.
[55] 维克托·迈尔·舍恩伯格, 肯尼斯·库克耶, 周涛. 大数据时代[M]. 杭州:浙江人民出版社, 2013.
[56] 宋关福, 钟耳顺, 李绍俊, 等. 大数据时代的GIS软件技术发展[J]. 测绘地理信息, 2018, 43(1):1-7.
[57] 张建云, 刘九夫, 金君良. 关于智慧水利的认识与思考[J]. 水利水运工程学报, 2019(6):1-7.
[58] 吴先华, 肖杨, 李廉水, 等. 大数据融合的城市暴雨内涝灾害应急管理述评[J]. 科学通报, 2017(9):920-927.
[59] 余丽华, 谈娟娟, 杨宇. 基于大数据的防汛防台指挥大屏设计与实现[C]//浙江省水利学会2018年学术年会, 2018:6.
[60] 王毅, 刘洪伟. 北京市防汛风险管理中大数据的应用[J]. 中国防汛抗旱, 2018, 28(6):17-21.
[61] 陈小康, 陈武, 吉小燕, 等. 大数据互联共享在海南省防灾减灾中的应用[J]. 中国防汛抗旱, 2018, 28(9):7-12.
[62] 吴先华, 肖杨, 王国复, 等. 基于微博大数据的城市内涝灾害的灾情及公众情绪研究——以南京市为例[J]. 灾害学, 2018, 33(3):117-122.
[63] 王晓辉, 殷峻暹. 深圳市智慧水务建设总体框架研究[J]. 水利水电技术, 2019, 50(S1):192-196.
[64] 杨太萌. 基于大数据的城市防汛决策支持系统研究[D]. 杭州:浙江大学, 2016.
[65] 韩刚, 王常效, 刘舒, 等. 特大型城市洪涝预警调度系统建设方案及实现[J]. 中国防汛抗旱, 2020.
[66] 李连发, 王劲峰. 地理空间数据挖掘[M]. 北京:科学出版社, 2014.
[67] 刘媛媛, 李磊, 韩刚, 等. 数据挖掘技术在城市防汛中的应用[J]. 中国防汛抗旱, 2020, 30(5):52-56, 64.
[68] 王劲峰, 徐成东. 地理探测器:原理与展望[J]. 地理学报, 2017, 72(1):116-134.
[69] 芮孝芳.水文学与"大数据"[J].水利水电科技进展, 2016, 36(3):1-4.
[70] 李华威. 基于地理探测器模型山洪灾害危险性分析——以江西省为例[J].hydrology&earth system sciences, 2017, 20(8):1-30.
[71] 刘业森, 杨振山, 黄耀欢, 等. 建国以来中国山洪灾害时空演变格局及驱动因素分析[J]. 中国科学:地球科学, 2019, 49(2):408-420.
[72] 刘媛媛, 刘洪伟, 霍风霖, 等. 基于机器学习短历时暴雨时空分布规律研究[J]. 水利学报, 2019, 50(6):773-779.
[73] 郑姗姗, 万庆, 贾明元. 基于STARMA模型的城市暴雨积水点积水短时预测[J]. 地理科学进展, 2014, 33(7):949-957.
[74] 蔡阳, 谢文君, 付静, 等. 全国水利普查空间信息系统的若干关键技术[J]. 测绘学报, 2015(5):117-121.
[75] 冯钧, 徐新, 陆佳民. 水利信息知识图谱的构建与应用[J]. 计算机与现代化, 2019(9):35-40.
[76] 程昌秀, 史培军, 宋长青, 等. 地理大数据为地理复杂性研究提供新机遇[J]. 地理学报, 2018, 73(8):1397-1406.
[77] 童庆禧, 孟庆岩, 杨杭. 遥感技术发展历程与未来展望[J]. 城市与减灾, 2018, 123(6):6-15.
[78] 李纪人. 与时俱进的水利遥感[J]. 水利学报, 2016, 47(3):436-442.
[79] 李纪人. 遥感技术在防汛抗旱中的应用[J]. 中国防汛抗旱, 2017, 27(3):15-18.
[80] 杨昆, 黄诗峰, 辛景峰, 等. 水旱灾害遥感监测技术及应用研究进展[J]. 中国水利水电科学研究院学报, 2018, 16(5):451-456, 465.
[81] 路京选, 孙涛, 付俊娥, 等. 突发涉水灾害遥感应急监测评估的技术流程及规范化[J]. 中国防汛抗旱, 2018, 28(10):27-30.
[82] 周成虎. 遥感大数据分析[C]//. 第二十届中国遥感大会, 2016.
[83] 李继园, 孟令奎, 田洋, 等. 水利遥感数据共享平台的高性能运行机制研究[J]. 水利信息化, 2011(2):9-14.
[84] 张兵. 遥感大数据时代与智能信息提取[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2018, 43(12):1861-1871.
[85] 晏磊, 廖小罕, 周成虎, 等. 中国无人机遥感技术突破与产业发展综述[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(4):476-495.
[86] 刘昌军, 郭良, 岳冲. 无人机航测技术在山洪灾害调查评价中的应用[J]. 中国防汛抗旱, 2014, 24(S1):31-35.
[87] 石林, 张志斌, 汤喜春, 等. 无人机技术在湖南省防汛抗旱工作中的探索与应用[J].中国防汛抗旱, 2016, 26(3):40-42, 48.
[88] 马晓兵, 崔培.黄河宁蒙河段凌情无人机遥感监测系统设计应用与研究[J].科技信息, 2011(33):5-6.
[89] 苏顺奇.无人机在水文应急监测中的运用[J].河南水利与南水北调, 2019, 48(6):36-37.
[90] 曾令炜, 李睿, 刘强.基于无人机技术的防汛抗旱减灾应用探讨[J]. 治淮, 2018(10):33-34.
[91] 闾国年.地理分析导向的虚拟地理环境:框架、结构与功能[J].中国科学:地球科学, 2011, 41(4):549-561.
[92] 苑希民. 现代信息技术在防洪减灾中的应用[J]. 中国防汛抗旱, 2010(1):28-31.
[93] 苑希民, 万洪涛, 万庆, 等.三维电子沙盘建设在防汛抗旱中的应用[J].中国防汛抗旱, 2009, 19(2):51-56.
[94] 王光谦, 唐宗仁, 刘炳义.堰塞坝溃决洪水的三维视景模拟关键技术[J].人民黄河, 2015, 37(7):1-4, 40.
[95] 许志勇, 董敏.全景图像展示技术在防汛抗旱工作中的应用[J].水利信息化, 2014(4):17-21, 47.
[96] 胡亚, 朱军, 李维炼, 等.移动VR洪水灾害场景构建优化与交互方法[J].测绘学报, 2018, 47(8):1123-1132.
[97] 徐钰德, 王铭岩, 杨叶娟.基于BIM的水利工程施工管理模式及应用流程[J].人民黄河, 2019, 41(8):138-143.
[98] 张社荣, 潘飞, 吴越, 等.水电工程BIM-EPC协作管理平台研究及应用[J].水力发电学报, 2018, 37(4):1-11.
[99] 陈浩平, 苑鹏飞.基于BIM技术的土石坝溃坝仿真模拟研究[J].陕西水利, 2019(8):10-11.
[100]张帆, 陈明生, 颜超.基于BIM及3D GIS的城市水务应用项目管理平台[J].水利信息化, 2020(1):68-72.
[101]曾来海.新媒体概论[M].南京:南京师范大学出版社, 2015.
[102]王毅, 刘洪伟.北京市防汛风险管理中大数据的应用[J].中国防汛抗旱, 2018, 28(6):17-21.
[103]张权.浅析党报新媒体在灾难事件报道中的作用——以新湖南客户端的防汛抗灾报道为例[J].传媒, 2017(22):63-64.
[104]章震宇.上海市利用新媒体防御台风"海葵" 工作案例[J].中国防汛抗旱, 2013, 23(2):28-29, 68.
[105]吴克昌, 叶阳澍. 顺势而为:公共事件网络舆情干预策略——基于"寿光洪水" 新浪微博文本[J]. 华南理工大学学报(社会科学版), 2019, 21(2):33-45.
[106]沙靓, 翟裕晖.新媒体在突发事件应急管理中的应用研究[J].新闻传播, 2018(5):73-74.
[107]成建国, 张鸿星, 唐彦,等.突发涉水事件的舆情分析研究[J].水利信息化, 2017(4):21-27.
[108]中国信息通信研究院, 中国人工智能产业发展联盟.全球人工智能战略与政策观察[R].2019.
[109]中国电子技术标准化研究院.人工智能标准化白皮书[R].2018.
[110]张娟, 周水华, 黄宝霞, 等.人工神经网络在台风风暴潮模拟中的解释应用[J].海洋预报, 2016, 33(2):60-65.
[111]张文海, 李磊.人工智能在冰雹识别及临近预报中的初步应用[J]. 气象学报, 2019, 77(2):282-291.
[112]刘昌军.基于人工智能和大数据驱动的新一代水文模型及其在洪水预报预警中的应用[J].中国防汛抗旱, 2019, 29(5):11.
[113]阚光远, 洪阳, 梁珂.基于耦合机器学习模型的洪水预报研究[J].中国农村水利水电, 2018(10):165-169, 176.
[114]马瑜君, 邹希.基于深度学习的中小河流洪水预报方法研究[J].国外电子测量技术, 2018, 37(12):7-13.
[115]姜兵.基于图像识别的远程水位监测系统研究[D].西安:西安电子科技大学, 2012.
[116]陈金水.基于视频图像识别的水位数据获取方法[J].水利信息化, 2013(1):48-51, 60.
[117]鞠振宇.基于视频图像识别的水流测速方法研究[D].杭州:浙江工业大学, 2018.
[118]江海洋, 刘林海, 李红石.水位图像识别的场景问题处理方法和技术[J].水利信息化, 2020(1):39-43.
[119]胡宇翔. 高清视频监控系统在防汛抢险中的应用[J]. 中国防汛抗旱, 2017, 27(z1):66-68.
[120]李翊, 兰华勇, 严华.基于图像处理和BP神经网络的水位识别研究[J].人民黄河, 2015, 37(12):12-15.
[121]刘梅, 尹晓楠, 李超.智能语音识别技术在北京河长制系统中的应用[J].水利信息化, 2020(1):27-31, 38.
[122]程晓陶. 防洪抗旱减灾研究进展[J]. 中国水利水电科学研究院学报, 2008(3):191-198.
[123]倪光南.贯彻落实"4·19讲话" 精神, 建设网络强国[J].信息安全研究, 2019, 5(4):282-284.
[124]叶建春听取水利部网络安全攻防演练工作情况汇报[J].水利信息化, 2019(3):67.
[125]水利部.水利网信水平提升三年行动方案(2019-2021年)[R].2019.