全方位采集信息
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作者: 寇怀忠 楚 楠 王 博
（寇怀忠楚楠王博）数据采集系统是“数字黄河”工程建设的基础，必须要满足广泛性、快捷性和应时性三个要求。
数据采集系统是“数字黄河”工程建设的基础，“数字黄河”工程要求的数据采集系统必须具备三个功能: 一是数据的广泛性，即采集的数据应包括自然、经济、社会、人文等各个方面; 二是数据采集的快捷性，一般多采用传感器微电子技术，实现远程自动化遥测和遥控; 三是数据的应时性，即在要求的时间内，确保数据的及时更新。
数据资源
黄河数据资源可分为水文气象、防汛减灾、水量调度、水资源保护、水土保持、政务办公及基础空间数据等。这些数据的类型包括数字、文本、声音、视频、图形、图像等。系统内数据主要通过各种监测站网利用GPS、遥感、遥测、地图数字化等手段采集，系统外数据主要通过交换手段获取。
对于水情、雨情、工情、灾情等信息由各监测站点采集后通过数据汇集中心传输到数据分中心，重要监测信息则同时传输到黄河数据中心。
对于空间信息，如遥感信息、地理空间信息(如遥感图片、彩红外航片、地形图、土壤图、地质图、植被图、行政区划图以及水土保持数据等)等，由有关专业数据分中心采集。图像信息通过航空、航天或地面遥感手段获取，经遥感图像处理、数字摄影测量处理等获取正射影像和DEM信息。通过全野外数字测图、地图数字化等获取基础空间地理信息。
基础地理数据采集
测绘是黄河基础地理数据获取的主要手段。随着现代技术的发展，传统的测绘技术已被以全球定位系统（GPS）、遥感（RS）、地理信息系统（GIS）为代表的3S高新技术所取代。在“数字黄河”工程中充分利用3S技术，建立了黄河流域基础地理信息系统。
在基本控制测量方面，布设各等级的GPS控制网，快速、准确地进行高精度平面控制测量。应用已有各等级水准点，通过收集或测量重力资料，进行大地水准面精化，使GPS高程测量精度达到厘米级，代替同等几何水准测量。利用GPS进行高程测量，可充分发挥GPS测量方便、高效、精度高、成本低的特点。
航空摄影测量是大范围地形图测绘的主要手段，具有操作简单方便、成图速度快、精度高、自动化程度高等特点。数字摄影测量的产品为数字产品，且产品形式多种多样，不仅可以生产数字线画地图，而且可以生产数字高程模型、数字正射影像图、三维虚拟现实等产品。
扫描数字化是地图数字化的主要手段。利用GIS数据采集和编辑模块，分层、分要素采集各种地物和地貌要素。通过程序设计，在要素采集时可同时输入其属性数据，实现数据采集、属性赋值和数据入库一步到位，减少中间环节，提高作业效率。
遥感影像数据采集
在“数字黄河”工程中，遥感数据的采集主要有三个方面。一是防汛方面，利用高分辨率遥感影像生成或更新数字高程模型（DEM），构建基于遥感影像的三维可视化模型，开展三维测量和分析模拟，对洪水演进、河势变化、工情险情、洪水淹没影响范围实施监测，通过提取水文下垫面信息等内容，初步实现对洪水的灾前、灾中以及灾后评估。二是水量调度方面，河源区水资源监测，黄河凌期凌情及槽蓄水量估算等。三是水土保持方面，全流域或重点区域水土保持治理措施数量和位置监测，水土保持生态工程和开发建设项目水土保持治理措施进展监测; 全流域或重点区域土壤侵蚀强度定性调查。
遥感信息源包括航天遥感和航空遥感两部分，在黄河防汛方面，采用高时空分辨率的Landsat、Spot、CBERAS、Radarsat和中分辨率的EOS/MODIS等多源卫星遥感数据，重点地区及有特殊要求时，采用航空雷达采集信息。
为满足防汛、水调、水土保持等业务对遥感数据实时性的高要求，“数字黄河”工程建设了遥感中心，充分利用现有资源，整合了现有的和正在建设的各种遥感应用系统，实现对有关遥感数据资源的统一处理和管理，为有关业务应用提供完整的遥感数据和专题图件。
水文与气象数据采集
水文数据最主要的采集基础是水文站网，主要包括水文站、水位站、雨量站，其中存在实时性数据传输要求的报讯站构成报讯站网，对防汛和水资源调度有着非常重要的作用，这也是“数字黄河”工程所要求的测验体系建设的重点。
水文数据采集建设主要包括几个方面。 一是提高水文测站测验技术手段，全面配置雨量、水位自动采集装置和适合黄河特性的定位、测深、测速新仪器，研制开发流量信息采集处理系统，实现测流自动化或半自动化。二是
在国家已有的GPS连续运行基准站观测网络基础上，加密沿黄河中、下游两岸地区的C级GPS控制网，建立与全国高精度三维地心坐标框架（A、B级GPS网）相一致的三维地心坐标系统。建立黄河中、下游统一的平面基本控制网，通过GPS控制网建设，可以满足利用GPS采集1: 50000或更大比例尺地形图的需要。实现对现有平面基础控制网点的改造，确定与统一平面基本控制网之间的高精度分区坐标转换参数。GPS点之间进行三等水准联测，以确定似大地水准面的控制框架，进行大地水准面精化，解决卫星定位结果提供的大地高求解正常高的问题。 形成GPS技术在静态测绘、动态测绘和快速数据更新、大坝监测、险工险段监测、防汛指挥和防汛物资调度等方面综合应用的GPS网络。另外，利用GPS技术进行水保监测的空间定位，同时可对小流域水土流失及其信息进行动态测量监测。调整水文站网布局与结构，在河口镇到小浪底之间增设报汛站123处; 小浪底至花园口干流区间，支流洛河故县、伊河陆浑两水库以下、沁河中下游等无工程控制区，建设覆盖包含175个遥测站，6个中心站的小花间自动测报系统; 在黄河河源区唐乃亥以上站网空白区增设贾诺区域代表水文站、鄂陵湖水位站和5处雨量站。三是水文水资源测验，在现有水文报汛站中，选取23处重要控制站和9处水库入、出库站作为黄河水量调度水文信息采集的重点站，增设枯水测验设施，改善低水测验手段。四是水库、河道淤积及河口滨海区测验，加密或调整水库和下游河道淤积测验断面，达到2公里/个左右的密度要求。
气象数据的采集主要是遥感图像数据、气象部门预报数据、天气观测数据的采集。为满足气象数据采集的需要，开发信息接收处理系统，可自动或人工干预接收处理国家气象局播发的各类气象资料、雷达信息、卫星云图信息及NOAA发布的各种信息; 构建小花间雷达测雨体系; 为保证河南省气象台714CD多普勒气象雷达信息传输，在原有无线扩频基础上，增加光纤通信信道和必要的接收处理设备。
专业数据采集
专业数据主要包括防汛基础数据、工情险情数据、引退水数据、旱情墒情数据、滩区及工程引水数据、水质数据、水土保持数据、工程建设管理数据、工程安全监测数据等。专业数据的采集形式多种多样，大多达到自动采集的水平。
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