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 WMS\SMS\GMS 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