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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VPN 184

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 WMSSMSGMS 285

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