第一章 “3S”技术及其在水利信息化中的作用 1
第一节 “3S”技术基础 1
一、地理信息系统 1
二、遥感 9
三、全球定位系统 19
第二节 从数字地球到数字流域 24
一、数字地球 24
二、数字流域 28
第三节 水利信息化 32
一、信息化及水利信息化 32
二、水利信息化建设的主要内容 32
三、我国水利信息化建设现状 33
四、“3S”技术与水利信息化 35
参考文献 36
第二章 “3S”技术在防洪减灾中的应用 38
第一节 防洪减灾及需要的主要信息 38
一、雨情监测 41
二、水情 43
三、工情信息及基于GIS的管理 45
四、洪涝灾害灾情监测评估 46
第二节 基础空间数据库的建设和维护 51
一、数据库的设计 51
二、基于GIS的空间数据库的功能 60
三、数据库维护系统设计 66
第三节 防洪减灾决策支持系统 67
一、防洪减灾决策支持系统总体设计 68
二、系统总体功能层次划分 73
三、子系统划分及功能 74
四、各子系统之间的关系 77
五、系统性能要求和安全性设计 78
六、系统网络、硬件、软件环境和开发工具 80
七、图形／图像库 82
八、模型库、方法库和超文本库 83
第四节 防洪规划和风险管理 83
一、洪水和洪灾区划 83
二、中国洪灾状况和洪灾孕育环境 86
三、致洪因子分析 91
四、致洪因子图层制作和隶属度指标的确定 95
五、叠置分析和洪水洪灾危险程度区划 103
六、洪水洪灾危险程度区划空间分布分析 106
七、洪灾风险管理 110
参考文献 119
第三章 “3S”技术在水资源与生态环境管理中的应用 120
第一节 概述 120
一、遥感技术在水资源与生态环境评价中的应用 120
二、CIS技术在水资源与生态环境评价中的应用与发展 121
第二节 基于遥感与GIS技术生态需水计算及分析 122
一、国内外关于生态需水计算方法研究概况 122
二、基于遥感与GIS技术的区域生态需水计算方法 122
三、西北重点地区现状生态耗水 127
四、西北重点地区生态保护目标与生态需水 129
一、系统总体结构 130
第三节 基于遥感和GIS技术的水资源与生态环境评价管理信息系统 130
二、系统建设内容 131
三、系统功能设计 132
四、系统设计框架 134
五、系统开发流程 134
第四节 “3S”技术在区域水资源实时监控管理系统中的应用 137
一、水资源实时监控的目标 137
二、水资源实时监控系统功能概要 137
三、“3S”技术在水资源实时监控系统应用 138
参考文献 139
第四章 旱情监测 141
第一节 概述 141
一、干旱的基本概念 142
三、常用的干旱分等定级方法 143
二、常规干旱指标 143
四、干旱特征 145
五、旱灾形成条件、影响及其对策 145
第二节 旱情的遥感监测原理及其方法 146
一、旱情的热惯量监测方法 146
二、旱情的归一化植被指数距平方法与植被状态指数监测方法 149
三、旱情的缺水指数与供水指数监测方法 151
四、旱情的微波遥感监测方法 152
五、旱情遥感监测数据源 153
六、旱情监测的技术流程 155
七、旱情遥感监测有待解决的共性技术问题 156
八、干旱遥感监测区域针对性、手段有效性和可行性 157
三、旱情监测与墒情预报信息系统研究进展 158
二、旱情观测数据的传输与管理 158
第三节 旱情信息管理系统 158
一、农情、墒情和简单气象要素信息的采集 158
第四节 旱情预警、动态监测及抗旱决策支持系统 159
一、旱情的中长期预警 159
二、旱情的短临预警 159
三、与地面墒情观测信息系统同步的旱情遥感动态监测 159
四、抗旱决策支持与抗旱效果评估 160
参考文献 160
第五章 水环境监测，评价与管理 161
第一节 水质指标 161
一、水质标准的制定 161
二、我国地面水质标准 162
三、水质指标标准 163
第二节 水质监测 164
一、水质监测规范 164
二、水质监测手段 165
第三节 水质评价 170
一、水质评价的作用及分类 170
二、水质评价的内容与方法 171
三、水质评价步骤 172
第四节 水环境信息管理系统 173
一、系统中的水环境信息 173
二、水环境信息数据库的设计与建设 174
三、水环境信息系统维护 175
五、全国水环境信息管理系统 176
四、水环境信息系统的WEB发布 176
第五节 水环境遥感监测 188
一、水体光谱特征 188
二、水质高光谱遥感 189
三、海洋水色遥感 191
四、水污染遥感 194
参考文献 202
第六章 “3S”技术在水土保持中的应用 203
第一节 水土流失概述 203
一、水土流失的定义 203
二、水土流失的危害 203
三、我国水土流失现状 204
四、我国水土流失调查及结果分析 205
第二节 土壤侵蚀的定量研究 206
第三节 GIS支持下的土壤侵蚀的遥感调查方法 207
一、土壤侵蚀遥感监测分类分级系统 207
二、土壤侵蚀影响因子指标体系 209
三、土壤侵蚀遥感定量监测模型 210
第四节 实例分析——嘉陵江上游西汉水流域土壤侵蚀量估算 212
一、研究区概况 212
二、土壤侵蚀影响因子信息提取与分级定标 212
三、土壤侵蚀量估算 215
参考文献 216
第一节 灌溉的相关问题 217
一、农牧业灌溉水资源条件 217
第七章 灌溉面积监测与规划 217
二、作物各生长阶段需水与地域分异特征 218
三、我国灌溉面积发展过程 220
四、我国现阶段的主要灌溉模式及存在问题 221
五、灌溉面积的统计学意义及其对生产实践的指导 223
六、几种灌溉面积概念的讨论 224
第二节 有效灌溉面积遥感监测方法 224
一、现阶段可供运用的遥感资源及其特点 225
二、有效灌溉面积主要参数的确定 226
三、水平年历史分析方法 228
四、有效灌溉面积变化的遥感动态监测流程 228
一、现阶段可供运用的高时间分辨率遥感手段及其特点 233
第三节 实际灌溉面积遥感监测方法 233
二、实际灌溉特征的遥感认定方法 235
三、地面同步观测实施组织方法 238
四、实际灌溉面积的时序统计方法 238
第四节 灌区发展规划与灌溉动态管理信息系统 240
一、灌区发展自然条件的综合分析 240
二、灌区发展规划的系统实现 241
三、灌溉动态管理的基本内容及形式 241
四、灌溉动态管理的系统实现 242
参考文献 243
第八章 “3S”技术在河道、河口、河势动态监测中的作用 244
第一节 河道和河势变化及阻水建筑物的动态监测 244
一、河道动态变化监测 244
二、河道中阻水建筑物的动态监测 248
一、河口变化及其影响 250
第二节 河口变化的动态监测 250
二、河口变化的动态监测 251
第三节 河口和海岸带悬移质泥沙及冲淤变化的动态监测 258
一、河口和海岸带悬移质泥沙的遥感监测 258
二、河口和海岸带的冲淤变化的遥感监测 263
第四节 遥感信息在河口综合治理规划中的应用 267
一、河口治导线规划 267
二、河口航道整治规划 268
第五节 河势遥感监测 270
一、河势及其监测的基本内容 270
二、河势监测常用方法 272
三、遥感监测河势的方法 273
四、监测成果的分析应用 276
五、结语 278
参考文献 278
第九章 遥感在水库库容和湖泊动态变化监测中的应用 279
第一节 水库库容动态变化监测 279
一、水库库容动态变化监测方法 279
二、应用实例1——古田流域及一级水库 282
三、应用实例2——丰满水库 299
第二节 湖泊面积及蓄水量的动态监测 315
一、湖泊面积与蓄水容量的变化及其影响 315
二、湖泊面积的遥感监测 316
参考文献 320
第一节 运行系统设计 321
一、基于软件工程的设计方法 321
第十章 运行系统设计及数据标准与共享 321
二、基于地理信息系统工程的设计方法 322
三、系统体系结构设计 326
第二节 数据标准化和数据共享 327
一、数据标准化及其意义 327
二、元数据与数据标准 328
三、数据元素与数据标准 328
四、空间数据标准 329
五、非空间数据标准 329
六、数据标准化与数据共享 330
第三节 数据安全 330
一、数据安全 330
二、数据安全机制 330
参考文献 331
第十一章 国内外常见地理信息系统和遥感软件介绍 332
第一节 GIS软件介绍 332
一、ESRI产品系列 332
二、Intergraph产品系列 334
三、Mapinfo产品系列 335
四、MapGIS系列产品 338
五、SuperMap GIS 341
六、GeoStar 346
七、VRMap 347
第二节 遥感软件介绍 350
一、ERDAS 350
二、PCI 354
三、ER Mapper 362
四、ENVI 364