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第一篇3

第1章 水循环3

1.1 简单的概念模型3

1.2 关于水循环的基本事实4

1.3 水循环的复杂性5

1.4 研究水循环5

1.5 水循环与信息技术7

思考和讨论8

参考文献9

第2章 水问题10

2.1 通用水问题10

2.2 甄别水问题12

2.3 水问题基本解决思路14

2.4 信息技术在水问题解决中可以发挥重要作用17

思考和讨论18

参考文献19

第3章 信息技术概览20

3.1 什么是信息技术20

3.1.1 基本概念：数据和信息20

3.1.2 信息技术的定义21

3.1.3 信息技术的内涵21

3.1.4 信息技术发展简史22

3.2 当前信息技术发展态势23

3.2.1 信息技术的发展规律23

3.2.2 信息技术发展趋势23

3.3 信息技术的作用25

3.3.1 信息技术对个人的作用25

3.3.2 信息技术对企业的作用26

3.3.3 信息技术对政府的作用26

3.4 穿过信息技术丛林27

3.4.1 C语言28

3.4.2 组件技术30

3.4.3 操作系统32

3.4.4 数据库技术35

3.4.5 TCP/IP协议38

3.4.6 搜索技术40

3.5 信息技术在水利行业的应用43

3.5.1 水利信息化基础设施建设43

3.5.2 水利信息化业务系统建设48

思考和讨论52

参考文献52

第4章 认识数字水利54

4.1 数字水利的提出54

4.2 数字水利的定义55

4.3 数字水利框架体系59

4.3.1 数字水利理论框架60

4.3.2 数字水利技术框架61

4.3.3 数字水利应用框架63

4.3.4 数字水利案例库64

4.4 数字水利应用展望65

附录 数字水利——中国水利现代化必由之路67

1 对当前水利发展形势的估计2 对中国水利现代化的认识和探讨3 数字水利是中国水利现代化必由之路4 加快数字水利实施步伐，全面推进中国水利现代化思考和讨论76

参考文献77

第二篇81

第5章 远程自动监控技术81

5.1 概述81

5.2 远程自动监控系统结构和功能81

5.2.1 系统基本结构81

5.2.2 系统工作制式84

5.2.3 系统主要功能85

5.3 关键技术89

5.3.1 数据采集传感器89

5.3.2 RTU的作用98

5.3.3 通信系统101

5.3.4 监视与控制中心102

5.4 远程自动监控技术在水利行业的常见应用105

5.4.1 水文自动测报系统105

5.4.2 闸群泵站计算机监控系统109

5.4.3 水库大坝安全监测系统113

5.5 前景与展望115

思考和讨论117

参考文献117

第6章 通信技术118

6.1 引言118

6.2 理解通信118

6.2.1 概念模型118

6.2.2 功能模型120

6.2.3 设备组成121

6.3 理解信号122

6.3.1 正弦波和脉冲波122

6.3.2 模拟信号与数字信号123

6.3.3 时域特性与频域特性124

6.3.4 信号的带宽125

6.3.5 信号的衰耗与增益125

6.3.6 噪声与失真126

6.4 理解信道127

6.4.1 传输特性与带宽127

6.4.2 传输媒介129

6.4.3 信道容量130

6.4.4 信道的复用131

6.5 调制和解调132

6.6 传输方式133

6.7 数字通信系统134

6.8 交换技术136

6.8.1 电路交换137

6.8.2 分组交换138

6.8.3 帧中继139

6.8.4 ATM交换140

6.8.5 交换技术的发展141

6.9 几种常用通信系统142

6.9.1 公共交换电话网142

6.9.2 移动通信143

6.9.3 光纤通信144

6.9.4 卫星通信145

6.9.5 数字图像通信系统147

6.10 通信技术发展趋势148

6.11 水利行业通信解决方案149

6.11.1 水利行业对通信技术的需求149

6.11.2 总体思路151

6.11.3 充分利用公网资源151

6.11.4 建立可靠的应急通信152

6.11.5 因地制宜建立小型专用通信系统154

6.11.6 国家防汛指挥系统通信子系统简介157

思考和讨论159

参考文献159

第7章 计算机网络技术160

7.1 引言160

7.2 入门知识160

7.2.1 定义160

7.2.2 发展简史161

7.2.3 功能162

7.2.4 分类162

7.3 网络基础架构164

7.3.1 网络体系结构164

7.3.2 网络通信协议166

7.3.3 网络通信服务167

7.4 网络组成与管理168

7.4.1 网络操作系统168

7.4.2 网络软件169

7.4.3 网络设备170

7.4.4 网络管理171

7.5 网络安全172

7.5.1 安全机制173

7.5.2 面临的威胁174

7.5.3 安全措施174

7.6 局域网（LAN）175

7.6.1 基本特征175

7.6.2 介质访问控制方法176

7.6.3 以太网177

7.6.4 结构化布线178

7.7 IP网络178

7.7.1 IP网络基本原理178

7.7.2 互联网（Internet）183

7.7.3 虚拟专用网络VPN184

7.8 水利行业计算机网络解决方案186

7.8.1 水利行业对计算机网络的需求186

7.8.2 总体思路187

7.8.3 网络建设方案188

7.8.4 国家防汛指挥系统计算机网络子系统简介194

思考和讨论198

参考文献198

第8章 数据库技术199

8.1 概述199

8.1.1 数据库发展简史199

8.1.2 几个基本概念200

8.1.3 数据库分类201

8.1.4 数据库的重要性202

8.2 数据库设计开发基础202

8.2.1 理解关系型数据库203

8.2.2 SQL结构查询语言204

8.2.3 实体关系模型（E-R Model）205

8.2.4 数据库开发流程206

8.2.5 数据库设计要点207

8.3 数据库热点技术210

8.3.1 元数据210

8.3.2 数据仓库211

8.3.3 数据挖掘213

8.3.4 网络数据库215

8.3.5 空间数据库219

8.4 数据库技术在水利行业的应用223

8.4.1 需求分析223

8.4.2 基础工作226

8.4.3 基本技术要求228

8.4.4 水利数据中心简介231

思考和讨论236

参考文献236

第9章 水利数学模拟技术237

9.1 数学模型与水利数学模型237

9.1.1 认识数学模型237

9.1.2 水利数学模型240

9.2 水利数学模型建模基础243

9.2.1 水流相关问题建模243

9.2.2 水工结构分析建模250

9.2.3 模型应用的困难254

9.3 水利数学模型的组件开发与集成服务255

9.3.1 模型组件开发256

9.3.2 模型平台开发260

9.3.3 模型网络服务263

9.4 水利数学模型应用264

9.4.1 防洪领域264

9.4.2 水资源领域268

9.4.3 水环境领域272

9.4.4 水土保持领域274

9.4.5 工程建设领域277

9.4.6 应用展望280

9.5 水利数学模型常见商用软件简介281

9.5.1 MIKE系列281

9.5.2 DELFT系列283

9.5.3 WALLINGFORD系列284

9.5.4 WMSSMSGMS285

9.5.5 ANSYS有限元分析计算软件286

思考和讨论287

参考文献287

第10章 3S技术290

10.1 3S技术概述290

10.1.1 3S技术基本概念290

10.1.2 3S技术应用现状291

10.1.3 3S技术未来发展趋势291

10.2 地理信息系统292

10.2.1 地理信息系统的基本概念292

10.2.2 GIS构成292

10.2.3 GIS的空间数据结构293

10.2.4 GIS功能概述296

10.2.5 GIS国内外发展概况297

10.2.6 国内外主流GIS软件简介298

10.3 遥感298

10.3.1 遥感概论与基本原理298

10.3.2 遥感卫星与传感器299

10.3.3 遥感技术的分类与特点300

10.4 全球定位系统303

10.4.1 全球定位系统概述303

10.4.2 GPS系统组成303

10.4.3 GPS定位原理和方法304

10.4.4 GPS系统特点306

10.4.5 GLONASS系统307

10.4.6 GALILEO系统308

10.4.7 北斗卫星导航定位系统309

10.4.8 卫星导航定位系统小结310

10.5 数字地球311

10.5.1 数字地球产生的背景311

10.5.2 数字地球的基本概念311

10.5.3 数字地球技术系统的基本框架312

10.5.4 数字地球核心技术简介312

10.5.5 数字地球与虚拟地理环境314

10.5.6 数字地球的应用前景315

10.6 3S技术在水利方面的应用317

10.6.1 3S技术在数字流域方面的应用317

10.6.2 3S技术在洪水监测方面的应用320

10.6.3 3S技术在水土流失监测方面的应用321

10.6.4 3S技术在现场信息监测方面的应用323

10.6.5 系统案例：黄土高原小流域坝系规划协同虚拟地理环境系统研发与应用325

思考和讨论330

参考文献330

第11章 软件开发与系统集成技术332

11.1 概述332

11.2 软件开发入门333

11.2.1 开发语言333

11.2.2 软件开发基本流程335

11.2.3 开发工具335

11.2.4 软件开发类型336

11.2.5 软件开发人员的素质要求337

11.3 软件开发的技术要点338

11.3.1 消息处理338

11.3.2 面向对象编程341

11.3.3 组件编程345

11.3.4 体系架构352

11.4 软件工程357

11.4.1 以项目为中心357

11.4.2 开发方法357

11.5 水利行业的软件开发362

11.5.1 软件分类362

11.5.2 主要任务364

11.6 系统集成365

11.6.1 理解系统集成365

11.6.2 软件系统集成366

11.6.3 网络系统集成374

11.7 水利行业的系统集成377

11.7.1 主要任务377

11.7.2 主要内容379

思考和讨论380

参考文献380

第三篇385

第12章 防汛抗旱指挥系统385

12.1 概述385

12.1.1 必要性385

12.1.2 发展历程386

12.1.3 建设现状387

12.2 建设目标和任务388

12.2.1 建设目标388

12.2.2 主要任务388

12.3 系统结构与功能389

12.3.1 系统总体结构389

12.3.2 主要功能390

12.4 技术方法394

12.4.1 信息化技术394

12.4.2 预报预警技术402

12.4.3 洪水调度与优化技术403

12.4.4 风暴潮预报技术404

12.4.5 旱情分析技术404

12.4.6 洪灾评估技术404

12.4.7 监测与传输技术405

12.5 存在问题与发展前景405

12.5.1 存在问题405

12.5.2 发展前景407

思考和讨论408

参考文献408

第13章 水利电子政务系统409

13.1 概述409

13.1.1 背景409

13.1.2 建设目标与任务410

13.1.3 建设原则411

13.1.4 建设依据412

13.1.5 术语定义和缩略语412

13.2 总体框架413

13.2.1 网络结构413

13.2.2 系统框架415

13.2.3 与其他系统的关系417

13.3 建设内容418

13.3.1 电子政务网络418

13.3.2 政务门户418

13.3.3 政务应用系统420

13.3.4 政务应用支撑422

13.3.5 政务信息资源424

13.3.6 电子政务基础设施425

13.3.7 电子政务安全保障体系425

13.3.8 电子政务标准体系426

13.4 关键技术427

13.4.1 技术框架427

13.4.2 J2EE技术427

13.4.3 中间件技术428

13.4.4 流程定制与管理429

13.4.5 集成技术429

13.4.6 Portal技术430

13.4.7 目录服务技术430

13.4.8 XML技术430

13.4.9 Web Service技术431

13.4.10 内容聚集技术431

13.4.11 单点登录技术432

13.5 问题和展望432

思考和讨论434

参考文献434

第14章 水资源管理系统435

14.1 概述435

14.1.1 我国水资源的基本现状435

14.1.2 什么是水资源管理436

14.1.3 什么是水资源管理系统436

14.2 建设目标437

14.3 建设内容438

14.4 系统架构439

14.5 技术要点441

14.5.1 信息采集441

14.5.2 信息传输443

14.5.3 数据管理平台444

14.5.4 应用系统448

14.5.5 先进技术的应用451

14.6 问题和展望453

14.6.1 存在的问题453

14.6.2 展望455

思考和讨论455

参考文献456

第15章 水土保持监测管理系统457

15.1 概述457

15.1.1 水土流失与水土保持457

15.1.2 水土保持监测管理458

15.1.3 水土保持监测管理系统458

15.2 建设目标和主要任务459

15.2.1 建设目标459

15.2.2 主要任务459

15.3 系统总体结构460

15.4 建设内容和技术要点462

15.4.1 信息基础设施建设462

15.4.2 水土保持数据库建设463

15.4.3 业务应用系统建设476

15.4.4 业务服务和信息共享平台建设489

15.4.5 技术标准体系建设489

15.4.6 先进技术的应用489

15.5 评论和展望491

思考与讨论493

参考文献493

第16章 水利工程设计辅助支持系统494

16.1 概述494

16.1.1 水利工程494

16.1.2 水利工程设计495

16.1.3 水利工程计算机辅助设计496

16.1.4 水利工程设计辅助支持系统497

16.2 建设框架498

16.2.1 建设目标498

16.2.2 建设内容498

16.3 技术要点500

16.3.1 基础库500

16.3.2 专业平台503

16.3.3 应用支撑平台514

16.3.4 应用系统517

16.4 展望与建议521

思考和讨论523

参考文献523

第17章 数字水利项目建设和管理524

17.1 概述524

17.2 前期工作525

17.2.1 规划编制525

17.2.2 项目建议书编制526

17.2.3 可行性研究527

17.2.4 初步设计527

17.3 建设管理528

17.3.1 项目实施单位选择528

17.3.2 项目实施529

17.3.3 项目验收530

17.4 运行管理530

17.4.1 管理方式531

17.4.2 管理制度531

17.4.3 数据管理532

17.4.4 人员培训532

17.5 资金筹措533

17.5.1 建设资金筹措533

17.5.2 运行维护资金筹措533

17.6 管理法规和技术标准533

17.6.1 管理法规534

17.6.2 技术标准534

17.7 PMP项目管理535

17.8 建议536

思考和讨论538

参考文献538

第四篇541

第18章 案例1——《广州市水利信息化工程项目建议书》编制541

18.1 案例描述541

18.2 案例分析541

附录 广州市水利信息化工程项目建议书543

1 概述603

2 项目建设的必要性和重要性603

3 广州市水利信息化建设需求分析603

4 项目建设规划框架603

5 项目建设方案603

6 投资估算603

7 经济评价603

8 建议实施计划603

9 结论思考与讨论603

第19章 案例2——“海南省南渡江、万泉河防汛减灾决策支持系统”开发604

19.1 案例描述604

19.2 案例分析604

附录 “海南省南渡江、万泉河防汛减灾决策支持系统”技术开发报告606

1 系统需求分析646

2 系统结构设计方案思考和讨论646

第20章 案例3——“卫星定位视讯通”开发647

20.1 案例描述647

20.2 案例分析647

附录 “卫星定位视讯通”技术开发报告648

1 项目的由来657

2 开发目标657

3 技术原理657

4 功能和硬件设计657

5 操作界面设计657

6 技术开发要点657

思考和讨论657