第1章 概論

1.1 數字流域的基本概念和內涵

隨著數字地球概念的提出和國內信息化的發展，水利界和相關領域的專家們也紛紛提出了數字流域的概念。流域是以水系劃分的地理區域，在地理上屬區域層面。在此層面上，數字區域、數字城市等似乎都應包攬在內。但它在領域中又屬于專業層面，尤其是水利專業的層面，目前在流域管理層面上也只有水利部派出的各個流域水利委員會。此外，由于“流域”一詞對一般人員來說比河流抽象，數字流域不像數字河流那樣單純，它所涉及的不僅僅是河流本身，而是流域面上的方方面面，尤其是社會、經濟和環境等方面，與水利以外的領域有很多交叉與重疊。另外，水利工作者的關注點又往往在流域內具體的水利問題上，在考慮時容易向“數字水利”偏。數字水利是數字流域在水利中的應用體系，包括水利的各種專業應用，因此又有數字水文、數字水資源、數字防洪、數字水文、數字水環境、數字水庫防洪調度、數字灌區管理、數字城市水務管理、數字水土保持等。數字流域并不等于以水系劃分的區域上的數字水利，當然也不是以水系劃分的區域上的數字區域。因此，“數字流域”至今還沒有公認的和統一的學術定義，其基本概念和內涵尚無定論，不像其他信息化名詞那樣明確。但是，“流域作為一個具有明確邊界的地理單元，它以水為紐帶，將上、中、下游組成一個普遍具有因果聯系的復合生態系統，是實現資源和環境管理的最佳單元?！币虼耍皵底至饔颉庇忻黠@的特點和重要性，專業性也比較強，決非數字區域之類可以取而代之的。

2001年初，全國水利廳局長會議在涉及海河數字化流域的建設時，提出了“數字流域”是按空間位置組織和管理所有流域內的水信息以及與水相關的經濟社會發展的信息，并能在計算機網絡中真實再現的信息系統。有的學者認為：“數字流域是數字地球的一個重要區域層次，它的開發和研究是實施數字地球的一個很好的試驗場所和切入點?！币灿械膶W者理解為：“數字流域”是實現流域的智能管理和開發，對真實流域及其相關的信息進行數字化重現與分析。數字流域的主要信息系統包括地質地理、水文氣象、自然資源、生態環境、旅游景點、商業交通、社會經濟、文化民俗等，是對真實流域及其現象的統一的數字化的認識，是以因特網為基礎，以空間數據為使用依托，以虛擬現實技術為表現手段，具有三維界面和多種分辨率瀏覽器的系統。

我們認為，“數字流域”可以理解為實體流域在數字虛擬環境下的表達與再現，它以空間坐標為框架，以空間信息技術為主要手段，是流域信息資源采集整合、管理更新、共享服務和開發利用的支撐平臺。

數字流域可以高度概括地定義為：流域信息基礎設施及其應用。

在此，信息基礎設施的內容非常廣泛，可以充分地囊括空間信息和非空間信息，信息的采集、傳輸、管理、表達、再現、整合、集成、服務，也包括平臺、軟件、硬件和網絡系統。而信息基礎設施的應用則是數字流域的不可或缺的又一個重要方面。

無疑，數字流域是“數字地球”和“數字中國”的組成部分，是它們在流域尺度上的實踐。從實際需求出發，它是信息技術支持層和信息應用服務層構成的縱橫交錯的二維經緯結構，兩者缺一不可。其關鍵詞有信息、技術（信息、專業）、服務和應用。之所以這樣定義，是考慮到它既有數字區域的特點，又有專業的特點。因此，僅有信息、服務以及信息技術層面是不夠的，必須有專業技術和專業應用層面。

數字流域的有關術語詳見附錄A。