第1章 概论

1.1 数字流域的基本概念和内涵

随着数字地球概念的提出和国内信息化的发展，水利界和相关领域的专家们也纷纷提出了数字流域的概念。流域是以水系划分的地理区域，在地理上属区域层面。在此层面上，数字区域、数字城市等似乎都应包揽在内。但它在领域中又属于专业层面，尤其是水利专业的层面，目前在流域管理层面上也只有水利部派出的各个流域水利委员会。此外，由于“流域”一词对一般人员来说比河流抽象，数字流域不像数字河流那样单纯，它所涉及的不仅仅是河流本身，而是流域面上的方方面面，尤其是社会、经济和环境等方面，与水利以外的领域有很多交叉与重叠。另外，水利工作者的关注点又往往在流域内具体的水利问题上，在考虑时容易向“数字水利”偏。数字水利是数字流域在水利中的应用体系，包括水利的各种专业应用，因此又有数字水文、数字水资源、数字防洪、数字水文、数字水环境、数字水库防洪调度、数字灌区管理、数字城市水务管理、数字水土保持等。数字流域并不等于以水系划分的区域上的数字水利，当然也不是以水系划分的区域上的数字区域。因此，“数字流域”至今还没有公认的和统一的学术定义，其基本概念和内涵尚无定论，不像其他信息化名词那样明确。但是，“流域作为一个具有明确边界的地理单元，它以水为纽带，将上、中、下游组成一个普遍具有因果联系的复合生态系统，是实现资源和环境管理的最佳单元。”因此，“数字流域”有明显的特点和重要性，专业性也比较强，决非数字区域之类可以取而代之的。

2001年初，全国水利厅局长会议在涉及海河数字化流域的建设时，提出了“数字流域”是按空间位置组织和管理所有流域内的水信息以及与水相关的经济社会发展的信息，并能在计算机网络中真实再现的信息系统。有的学者认为：“数字流域是数字地球的一个重要区域层次，它的开发和研究是实施数字地球的一个很好的试验场所和切入点。”也有的学者理解为：“数字流域”是实现流域的智能管理和开发，对真实流域及其相关的信息进行数字化重现与分析。数字流域的主要信息系统包括地质地理、水文气象、自然资源、生态环境、旅游景点、商业交通、社会经济、文化民俗等，是对真实流域及其现象的统一的数字化的认识，是以因特网为基础，以空间数据为使用依托，以虚拟现实技术为表现手段，具有三维界面和多种分辨率浏览器的系统。

我们认为，“数字流域”可以理解为实体流域在数字虚拟环境下的表达与再现，它以空间坐标为框架，以空间信息技术为主要手段，是流域信息资源采集整合、管理更新、共享服务和开发利用的支撑平台。

数字流域可以高度概括地定义为：流域信息基础设施及其应用。

在此，信息基础设施的内容非常广泛，可以充分地囊括空间信息和非空间信息，信息的采集、传输、管理、表达、再现、整合、集成、服务，也包括平台、软件、硬件和网络系统。而信息基础设施的应用则是数字流域的不可或缺的又一个重要方面。

无疑，数字流域是“数字地球”和“数字中国”的组成部分，是它们在流域尺度上的实践。从实际需求出发，它是信息技术支持层和信息应用服务层构成的纵横交错的二维经纬结构，两者缺一不可。其关键词有信息、技术（信息、专业）、服务和应用。之所以这样定义，是考虑到它既有数字区域的特点，又有专业的特点。因此，仅有信息、服务以及信息技术层面是不够的，必须有专业技术和专业应用层面。

数字流域的有关术语详见附录A。