魏加华：HydroEarth 实现流域数字化模拟

　　魏加华，博士，清华大学水利水电工程系、水沙科学与水利水电工程国家重点实验室副研究员，中国水利学会水利信息化专业委员会委员，主要从事水利信息化、流域水量调控等方面的研究工作。

　　HydroEarth是对各种信息进行数字化采集、存储、综合管理、动态模拟和知识挖掘的多维可视化系统。它是如何对流域进行数字化模拟的呢？

　　在全球气候变暖的环境背景下，各种异常的天气所造成的自然灾害以及所导致的损失有逐年加重的趋势，中国及世界很多国家都处于洪水、暴雨、台风、泥石流等自然灾害频发地带，由此造成的生命和财产损失也日益加剧，加强各种灾害的防灾减灾工作日渐重要。

　　水利信息系统的建立，能大大提高雨情、水情、工情、旱情和灾情信息采集传输的时效性，提高预测和预报的及时性和准确性，为制定防洪抗旱调度方案、提高决策水平提供科学依据，达到充分发挥已建水利工程设施效能的作用。

　　HydroEarth是综合应用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、数字流域模型和三维仿真等现代高新技术，通过建设宽带多媒体信息网络，对地形地貌、流域水系、土地利用、水利工程、水文、河流水沙过程等各种信息，进行数字化采集、存储、综合管理、动态模拟和知识挖掘的多维可视化系统。

　　本文将介绍构建HydroEarth的思路和技术框架体系。

　　构建水信息平台

　　HydroEarth的近期目标：构建水信息服务平台，实现世界河流(河网)信息、水利工程信息的查询和水利知识管理系统；针对专业用户，初步完成典型流域历史洪水的重现和演进过程，结合遥感场景和河网数据供用户进行二维模式的网上查询和检索。

　　它的远期目标：给全球用户提供在三维场景下具有查询功能的水文信息网络服务和水文数据预报服务平台，给领导决策者提供防洪预报、水土流失(生态环境)的决策支持系统，给专业用户提供并行计算和专业模型模拟平台软件。

　　HydroEarth总体框架包括三个层次：数据服务层、应用服务层、应用层。

　　数据服务层 它由各类数据构成，向数据访问层提供查询结果，包括基础地理数据、河流水系、水利工程、水情、社会经济等数据。

　　应用服务层 它是HydroEarth的核心，是系统资源的管理者，也是服务的提供者，由地图服务、数字流域模型服务、数据挖掘、知识获取服务及信息服务中间件等组成。

　　应用层 HydroEarth建设的最终目的是为社会公众、研究人员和决策者提供一个开放式的决策支持信息平台。在可视化的信息服务平台下，HydroEarth开发服务于不同层次人员的应用，在GIS空间数据库的支持下，以方便快捷的方式查询气象、降雨、水情、工情、历史洪水过程、预报结果、控制断面的水沙过程及工程运行状况等全面信息。