1998年1月31日，美國副總統(tǒng)戈爾在題為“數(shù)字地球：對21 世紀人類星球的認識”的講演中提出了“數(shù)字地球”的概念。由政治家而不是科學家提出的這一概念，是帶有整體性和導向性的國家戰(zhàn)略目標，是為了刺激經(jīng)濟發(fā)展，保持美國在高新技術領域的地位。它與美國以前提出的星球大戰(zhàn)計劃和信息高速公路一樣，都是為美國的戰(zhàn)略目標服務的，因此受到世界各國普遍的關注，在以美國為首的北約對南聯(lián)盟狂轟濫炸之后尤為如此。中國國家主席江澤民有一次在接見兩院院士時提到了“數(shù)字地球”，很早就注意到了它的戰(zhàn)略意義。我國科學界對此也高度重視，舉辦了許多專題討論會和座談會，準備抓住機遇，迎接“數(shù)字地球”的挑戰(zhàn)。
1數(shù)字地球
“數(shù)字地球”是指信息化的地球，或者說是地球的虛擬對照體?！皵?shù)字地球”包括信息的獲取、處理和應用。即采用空間、高空、低空、地面，遙感、測繪，地球化學或地球物理等各種手段獲得海量的地球數(shù)據(jù)，并用計算機將它們和與之相關的其他數(shù)據(jù)以及應用模型結合起來，在網(wǎng)絡系統(tǒng)中重現(xiàn)真實的地球。它的核心思想是用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理地球問題，同時又限度地利用信息資源。“數(shù)字地球”是當代科學技術與社會經(jīng)濟發(fā)展需求緊密結合的必然結果?！皵?shù)字地球”涉及許多新的相關理論和技術，例如：獲取地球表面（或淺層）數(shù)據(jù)的技術、數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)存儲和傳輸、網(wǎng)絡技術、分布式空間數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、互操作技術、分布式對象技術、虛擬技術知識和分布式智能技術、開放式地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)，以及適用于各個生產(chǎn)部門的各類應用模型。在知識經(jīng)濟社會中，信息資源的重要性要比在工業(yè)經(jīng)濟社會中的自然資源更加重要。“數(shù)字地球”則是未來信息資源的主體。因為人類信息資源的80％與空間位置有關，可以納入數(shù)字地球之中。信息時代的來臨，改變了人類的生存和發(fā)展方式，未來利益的分配和沖突（包括經(jīng)濟和軍事沖突）將會在很大程度上依賴對“數(shù)字地球”的控制?！皵?shù)字地球”可以在自然災害監(jiān)測和預測、發(fā)展精細農業(yè)、水資源和土地資源的監(jiān)測與保護、城市規(guī)劃和建設、環(huán)境監(jiān)測與保護、全球變化、海洋資源開發(fā)和保護、遠程教育和軍事等領域發(fā)揮重大的作用。
數(shù)字地球的基礎是信息的獲取、處理和應用。衛(wèi)星、航天飛機、宇宙飛船、飛機、熱氣球攜帶的各種波段的各類傳感器構成了對地觀測的主體，提供了全球連續(xù)和重復的表面數(shù)據(jù)，使之有條件將地球系統(tǒng)作為一個整體來認識。
近年來，星載對地觀測發(fā)展十分迅速。許多國家，包括一些第三世界國家和小國家都研制和發(fā)射了衛(wèi)星。分辨率高達1～3m的商用系統(tǒng)相繼上天，100～500kg重的小衛(wèi)星打破了空間技術的神秘感。因此目前對地觀測是獲取地球表面信息的主要手段。某些原來必須通過地面觀測才能獲取的信息，現(xiàn)在也可以通過對地觀測獲取。對地觀測與“數(shù)字地球”有十分密切的關系，在目前和在將來都是最基本的技術手段。
隨著數(shù)據(jù)獲取手段的不斷增強，對數(shù)據(jù)處理、傳輸、分辨和壓縮技術的要求也越來越高。
“數(shù)字地球”主要的基礎設施建設是“信息高速公路”和“國家空間數(shù)據(jù)基礎設施”。信息高速公路就是高速信息電子網(wǎng)絡。由通信網(wǎng)絡、計算機、數(shù)據(jù)庫等組成的網(wǎng)絡體系，能隨時給用戶提供大量信息。寬帶通信業(yè)務的通信速率高于2Mbps， 寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（簡稱寬帶網(wǎng)）是一種全數(shù)字化、高速、寬帶、具有綜合業(yè)務能力的智能化通信網(wǎng)。它可集當今世界上所有的通信業(yè)務于一個通信網(wǎng)絡中，傳輸速度也比現(xiàn)在的因特網(wǎng)快得多。帶寬是實現(xiàn)高速傳輸?shù)年P鍵。為了在信息高速公路上表示和查詢與地理有關的空間信息。美國在1994年又提出建立國家空間數(shù)據(jù)基礎設施（NSDI）。它主要包括地球空間數(shù)據(jù)框架，空間數(shù)據(jù)協(xié)調、管理與分發(fā)體系，空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡，以及空間數(shù)據(jù)轉換標準。我國也正在加快“國家地理空間信息基礎設施”的建設。
地理信息系統(tǒng)（GIS）是通過計算機技術，對各種與地理位置有關的信息進行采集、存儲、檢索、顯示和分析。通過任何途徑（遙感、測繪、調查、測量、統(tǒng)計等）得到的信息都可以通過GIS建成一個數(shù)據(jù)庫。隨著網(wǎng)絡技術的日益成熟，同一地區(qū)的不同信息系統(tǒng)之間以及不同地區(qū)的同類信息系統(tǒng)之間開始連通和兼容。近五年來，地理信息系統(tǒng)和萬維網(wǎng)結合，發(fā)展成了基于網(wǎng)絡的地理信息系統(tǒng)，即WebGIS.
隨著信息量的飛速增長，信息技術的迅速發(fā)展和用戶需求的增加，傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫已不能滿足需求，信息系統(tǒng)要從管理向決策處理發(fā)展。要滿足這種新需求，空間數(shù)據(jù)倉庫這種空間信息的集成方案就應運而生了。它在較高層次上對數(shù)據(jù)進行了綜合、歸類，并加以抽象地分析和利用，是面向主題組織的。為了消除源數(shù)據(jù)中的不一致性和能對數(shù)據(jù)進行綜合計算，所有入庫數(shù)據(jù)須先經(jīng)過統(tǒng)一和綜合。數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)可隨時間變化，去舊迎新，但其特點是對數(shù)據(jù)按時段進行綜合，隨時更新的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而不是經(jīng)集成輸入到空間數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)。
投入極大的力量建設“數(shù)字地球”，解決了數(shù)據(jù)采集，海量數(shù)據(jù)的存儲、處理、傳輸，其目的就是要讓更多的人充分應用這些數(shù)據(jù)，也就是要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，減少重復勞動和投資，讓更多的專業(yè)技術人員把精力集中于數(shù)據(jù)應用上。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，必須建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和交換標準。除了技術問題外，還要在管理上制定相應的法規(guī)，規(guī)定使用權限和費用，保護數(shù)據(jù)版權。共建共享，規(guī)定使用權限的層次，簽訂數(shù)據(jù)使用協(xié)議等都是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享中可以考慮的方式。
在取得各種來源的數(shù)據(jù)后，要充分應用它們，必然會遇到多源信息的融合問題，這是各種數(shù)據(jù)在一定準則下進行分析、綜合，從而完成決策或評估等而進行的自動信息處理過程。這種過程往往在表示不同級別的幾個層次上完成對多源信息的處理，其結果也有層次的高低之分。處理方式有相關、互聯(lián)、估計以及組合等等。
信息的應用是建設“數(shù)字地球”的最根本的目的。各個部門和地區(qū)應用信息的能力和積極性是建設“數(shù)字地球”的原動力?！皵?shù)字地球”是國家目標，決定了必然是政府行為，也必定要有廣泛的應用基礎。
2 發(fā)展數(shù)字水利來源：
絕大多數(shù)的水利工程都是在地球表面及表層修建的。水利包括的水資源、水環(huán)境、防洪抗旱、水土保持、農田水利、河道整治、水利工程等無不與空間地理有密切關系。水利行業(yè)自80年代初開始應用遙感（RS）技術，即通過對地觀測獲取信息。對GIS的使用則始于80年代后期，在經(jīng)歷了認識了解和初步應用這兩個階段后，現(xiàn)已步入深入應用的階段，且很快就與生產(chǎn)實際緊密地結合起來。全球定位系統(tǒng)（GPS）在水利行業(yè)的應用始于90年代初，但發(fā)展非常迅速，在地面及水下地形測繪中使用已很普遍。
盡管作為“數(shù)字地球”技術基礎的3S（RS ，GIS，GPS）技術在水利行業(yè)的應用還遠遠沒有發(fā)揮它們的潛力，但已經(jīng)發(fā)揮了重大作用。利用RS和GIS技術，快速準確地為決策部門提供了以下有關災害、資源、水利規(guī)劃與管理方面的調查統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
a. 災情評估。洪澇災害淹沒耕地及居民地面積、受災人口和受淹房屋間數(shù)；旱情；大面積水體污染和赤潮的影響范圍；大面積泥石流、滑坡等山地災害的影響范圍。
b. 水資源水環(huán)境調查。應用遙感資料進行下墊面屬性分類，計算其分類面積，選取經(jīng)驗參數(shù)及入滲系數(shù)。根據(jù)多年平均降水量，計算出多年平均地表徑流深、入滲補給量。兩者之和扣去重復計算的基流量即為多年平均水量，對國內某些流域進行估算的相對誤差小于7％，尤其適用于無水文資料地區(qū)。此外，根據(jù)遙感資料提供的積雪分布（三維）、積雪量、雪面濕度，用融雪徑流流域模型估算融雪水資源和流域出流過程的相對誤差在10％左右。如有精度較高的數(shù)字高程模型（DEM，1∶10000以上），湖泊面積及容量調查也有較高精度。目前已可以對混濁度、pH值、含鹽度、BOD和COD等要素做定量監(jiān)測，對污染帶的位置作定性監(jiān)測。
c. 土地資源調查。包括：監(jiān)測水蝕、風蝕等多種類型的土壤侵蝕區(qū)的侵蝕面積、數(shù)量和強度發(fā)展的動態(tài)變化；鹽堿地、沼澤地、風沙地、山地侵蝕地等劣質土退化地的面積調查與動態(tài)監(jiān)測；土地利用現(xiàn)狀調查、耕地面積和灘涂面積調查。
d. 工程規(guī)劃與管理。大型水庫淹沒區(qū)實物量估算，庫區(qū)移民安置環(huán)境容量調查，灌溉區(qū)實際灌溉面積和有效灌溉面積的調查，水庫淤積測量。
除了提供調查、監(jiān)測和統(tǒng)計數(shù)據(jù)外，3S技術作為一種新的技術手段，與傳統(tǒng)手段相結合，還在防災減災、水資源開發(fā)利用以及水利工程規(guī)劃、建設和管理等方面發(fā)揮了重要作用。
a. 防洪減災及業(yè)務運行。包括：星載和機載側視合成孔徑雷達（SAR）實時監(jiān)測特大洪水造成的災情，將信息迅速傳送到指揮決策機構；對易發(fā)洪災區(qū)和重點防洪地區(qū)建立防洪信息系統(tǒng)；旱災的實時監(jiān)測；在全球氣候變暖、海平面上升以及地下水超采造成地面沉降等情況下，對可能造成的海水入侵的范圍作出預估和進行對策研究。
b. 水資源開發(fā)利用研究。包括：利用遙感資料和GIS建立與大氣模型耦合的大尺度水文模型，計算出在全球未來氣候變化情況下區(qū)域水資源的增減；采用細分光譜衛(wèi)星資料、主動式微波傳感器與地球物理、地球化學等多種信息源相結合，以信息系統(tǒng)為支持，分析研究地下儲水結構。
c. 大型水利水電工程及跨流域調水工程對生態(tài)環(huán)境影響的監(jiān)測與綜合評價。包括：大型水利水電樞紐工程地質條件的遙感調查、技術經(jīng)濟評價及動態(tài)監(jiān)測，流域綜合規(guī)劃；灌區(qū)規(guī)劃；水庫上游水土流失調查及對水庫淤積的趨勢預測，河口泥沙監(jiān)測和綜合治理；河道演變監(jiān)測；河道、水庫、湖泊等水體水質污染遙感動態(tài)監(jiān)測；流域治理效益調查；海岸帶綜合治理；對施工過程中的壩址進行1∶2000的大比例尺遙感制圖，包括壩肩多光譜近景攝影，以研究壩肩裂隙和節(jié)理的分布變化情況。
目前，正在啟動的國家防汛指揮系統(tǒng)工程將在數(shù)據(jù)傳輸方面采用通信衛(wèi)星和安全的網(wǎng)絡技術；用遙感技術監(jiān)測洪澇災害；在七大江河流域建立以GIS技術為支撐的包括社會經(jīng)濟、水體、水利工程、地形、土地利用、行政邊界、交通、通信、生命線工程等數(shù)據(jù)層的分布式防洪基礎背景數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫；完善水文及災害預報這些以空間數(shù)據(jù)為基礎的虛擬地球的技術；可以進行異地會商和遠程教育。在上述技術的基礎上，可以在災前作洪水預報及對未來各種降雨情況下的水情進行模擬；可以針對洪水預報作出多個調度預案，進行后效與損失比較，為決策提供依據(jù)；可根據(jù)決策，優(yōu)化分洪區(qū)居民撤離，搶險物資及救災物資的輸運路線；可對災情的發(fā)展作出空間與時間上的預測；可對災后重新進行規(guī)劃?？偠灾瑢⒃谡嬲饬x上做到防洪減災，把損失減少到最小。這是“數(shù)字水利”在防洪方面的一個雛形，有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義、格式和交換標準。
從上述已有的工作基礎和即將進行的工作可以看出建設“數(shù)字水利”的可行性和重要性，從而也從一個小小的側面反映了建設“數(shù)字國家”乃至“數(shù)字地球”的戰(zhàn)略意義。對于“數(shù)字水利”而言，要跨出的第一步是提高對信息化的認識，計算機技術的普及，實現(xiàn)現(xiàn)有多源信息的數(shù)字化、空間結構化、網(wǎng)絡化和標準化，大力推進信息資源的共享，把已有的數(shù)據(jù)充分開發(fā)利用起來。
“數(shù)字地球”是人類認識地球的第三次飛躍，是重大技術的突破口，是國家可持續(xù)發(fā)展的要求，是宏偉的國家戰(zhàn)略目標。水利工作者要敏銳地抓住這一機遇，迎接這一挑戰(zhàn)，抓應用、促發(fā)展，引導水利科學、信息科學和水利產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
1數(shù)字地球
“數(shù)字地球”是指信息化的地球，或者說是地球的虛擬對照體?！皵?shù)字地球”包括信息的獲取、處理和應用。即采用空間、高空、低空、地面，遙感、測繪，地球化學或地球物理等各種手段獲得海量的地球數(shù)據(jù)，并用計算機將它們和與之相關的其他數(shù)據(jù)以及應用模型結合起來，在網(wǎng)絡系統(tǒng)中重現(xiàn)真實的地球。它的核心思想是用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理地球問題，同時又限度地利用信息資源。“數(shù)字地球”是當代科學技術與社會經(jīng)濟發(fā)展需求緊密結合的必然結果?！皵?shù)字地球”涉及許多新的相關理論和技術，例如：獲取地球表面（或淺層）數(shù)據(jù)的技術、數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)存儲和傳輸、網(wǎng)絡技術、分布式空間數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、互操作技術、分布式對象技術、虛擬技術知識和分布式智能技術、開放式地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)，以及適用于各個生產(chǎn)部門的各類應用模型。在知識經(jīng)濟社會中，信息資源的重要性要比在工業(yè)經(jīng)濟社會中的自然資源更加重要。“數(shù)字地球”則是未來信息資源的主體。因為人類信息資源的80％與空間位置有關，可以納入數(shù)字地球之中。信息時代的來臨，改變了人類的生存和發(fā)展方式，未來利益的分配和沖突（包括經(jīng)濟和軍事沖突）將會在很大程度上依賴對“數(shù)字地球”的控制?！皵?shù)字地球”可以在自然災害監(jiān)測和預測、發(fā)展精細農業(yè)、水資源和土地資源的監(jiān)測與保護、城市規(guī)劃和建設、環(huán)境監(jiān)測與保護、全球變化、海洋資源開發(fā)和保護、遠程教育和軍事等領域發(fā)揮重大的作用。
數(shù)字地球的基礎是信息的獲取、處理和應用。衛(wèi)星、航天飛機、宇宙飛船、飛機、熱氣球攜帶的各種波段的各類傳感器構成了對地觀測的主體，提供了全球連續(xù)和重復的表面數(shù)據(jù)，使之有條件將地球系統(tǒng)作為一個整體來認識。
近年來，星載對地觀測發(fā)展十分迅速。許多國家，包括一些第三世界國家和小國家都研制和發(fā)射了衛(wèi)星。分辨率高達1～3m的商用系統(tǒng)相繼上天，100～500kg重的小衛(wèi)星打破了空間技術的神秘感。因此目前對地觀測是獲取地球表面信息的主要手段。某些原來必須通過地面觀測才能獲取的信息，現(xiàn)在也可以通過對地觀測獲取。對地觀測與“數(shù)字地球”有十分密切的關系，在目前和在將來都是最基本的技術手段。
隨著數(shù)據(jù)獲取手段的不斷增強，對數(shù)據(jù)處理、傳輸、分辨和壓縮技術的要求也越來越高。
“數(shù)字地球”主要的基礎設施建設是“信息高速公路”和“國家空間數(shù)據(jù)基礎設施”。信息高速公路就是高速信息電子網(wǎng)絡。由通信網(wǎng)絡、計算機、數(shù)據(jù)庫等組成的網(wǎng)絡體系，能隨時給用戶提供大量信息。寬帶通信業(yè)務的通信速率高于2Mbps， 寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（簡稱寬帶網(wǎng)）是一種全數(shù)字化、高速、寬帶、具有綜合業(yè)務能力的智能化通信網(wǎng)。它可集當今世界上所有的通信業(yè)務于一個通信網(wǎng)絡中，傳輸速度也比現(xiàn)在的因特網(wǎng)快得多。帶寬是實現(xiàn)高速傳輸?shù)年P鍵。為了在信息高速公路上表示和查詢與地理有關的空間信息。美國在1994年又提出建立國家空間數(shù)據(jù)基礎設施（NSDI）。它主要包括地球空間數(shù)據(jù)框架，空間數(shù)據(jù)協(xié)調、管理與分發(fā)體系，空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡，以及空間數(shù)據(jù)轉換標準。我國也正在加快“國家地理空間信息基礎設施”的建設。
地理信息系統(tǒng)（GIS）是通過計算機技術，對各種與地理位置有關的信息進行采集、存儲、檢索、顯示和分析。通過任何途徑（遙感、測繪、調查、測量、統(tǒng)計等）得到的信息都可以通過GIS建成一個數(shù)據(jù)庫。隨著網(wǎng)絡技術的日益成熟，同一地區(qū)的不同信息系統(tǒng)之間以及不同地區(qū)的同類信息系統(tǒng)之間開始連通和兼容。近五年來，地理信息系統(tǒng)和萬維網(wǎng)結合，發(fā)展成了基于網(wǎng)絡的地理信息系統(tǒng)，即WebGIS.
隨著信息量的飛速增長，信息技術的迅速發(fā)展和用戶需求的增加，傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫已不能滿足需求，信息系統(tǒng)要從管理向決策處理發(fā)展。要滿足這種新需求，空間數(shù)據(jù)倉庫這種空間信息的集成方案就應運而生了。它在較高層次上對數(shù)據(jù)進行了綜合、歸類，并加以抽象地分析和利用，是面向主題組織的。為了消除源數(shù)據(jù)中的不一致性和能對數(shù)據(jù)進行綜合計算，所有入庫數(shù)據(jù)須先經(jīng)過統(tǒng)一和綜合。數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)可隨時間變化，去舊迎新，但其特點是對數(shù)據(jù)按時段進行綜合，隨時更新的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而不是經(jīng)集成輸入到空間數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)。
投入極大的力量建設“數(shù)字地球”，解決了數(shù)據(jù)采集，海量數(shù)據(jù)的存儲、處理、傳輸，其目的就是要讓更多的人充分應用這些數(shù)據(jù)，也就是要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，減少重復勞動和投資，讓更多的專業(yè)技術人員把精力集中于數(shù)據(jù)應用上。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，必須建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和交換標準。除了技術問題外，還要在管理上制定相應的法規(guī)，規(guī)定使用權限和費用，保護數(shù)據(jù)版權。共建共享，規(guī)定使用權限的層次，簽訂數(shù)據(jù)使用協(xié)議等都是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享中可以考慮的方式。
在取得各種來源的數(shù)據(jù)后，要充分應用它們，必然會遇到多源信息的融合問題，這是各種數(shù)據(jù)在一定準則下進行分析、綜合，從而完成決策或評估等而進行的自動信息處理過程。這種過程往往在表示不同級別的幾個層次上完成對多源信息的處理，其結果也有層次的高低之分。處理方式有相關、互聯(lián)、估計以及組合等等。
信息的應用是建設“數(shù)字地球”的最根本的目的。各個部門和地區(qū)應用信息的能力和積極性是建設“數(shù)字地球”的原動力?！皵?shù)字地球”是國家目標，決定了必然是政府行為，也必定要有廣泛的應用基礎。
2 發(fā)展數(shù)字水利來源：
絕大多數(shù)的水利工程都是在地球表面及表層修建的。水利包括的水資源、水環(huán)境、防洪抗旱、水土保持、農田水利、河道整治、水利工程等無不與空間地理有密切關系。水利行業(yè)自80年代初開始應用遙感（RS）技術，即通過對地觀測獲取信息。對GIS的使用則始于80年代后期，在經(jīng)歷了認識了解和初步應用這兩個階段后，現(xiàn)已步入深入應用的階段，且很快就與生產(chǎn)實際緊密地結合起來。全球定位系統(tǒng)（GPS）在水利行業(yè)的應用始于90年代初，但發(fā)展非常迅速，在地面及水下地形測繪中使用已很普遍。
盡管作為“數(shù)字地球”技術基礎的3S（RS ，GIS，GPS）技術在水利行業(yè)的應用還遠遠沒有發(fā)揮它們的潛力，但已經(jīng)發(fā)揮了重大作用。利用RS和GIS技術，快速準確地為決策部門提供了以下有關災害、資源、水利規(guī)劃與管理方面的調查統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
a. 災情評估。洪澇災害淹沒耕地及居民地面積、受災人口和受淹房屋間數(shù)；旱情；大面積水體污染和赤潮的影響范圍；大面積泥石流、滑坡等山地災害的影響范圍。
b. 水資源水環(huán)境調查。應用遙感資料進行下墊面屬性分類，計算其分類面積，選取經(jīng)驗參數(shù)及入滲系數(shù)。根據(jù)多年平均降水量，計算出多年平均地表徑流深、入滲補給量。兩者之和扣去重復計算的基流量即為多年平均水量，對國內某些流域進行估算的相對誤差小于7％，尤其適用于無水文資料地區(qū)。此外，根據(jù)遙感資料提供的積雪分布（三維）、積雪量、雪面濕度，用融雪徑流流域模型估算融雪水資源和流域出流過程的相對誤差在10％左右。如有精度較高的數(shù)字高程模型（DEM，1∶10000以上），湖泊面積及容量調查也有較高精度。目前已可以對混濁度、pH值、含鹽度、BOD和COD等要素做定量監(jiān)測，對污染帶的位置作定性監(jiān)測。
c. 土地資源調查。包括：監(jiān)測水蝕、風蝕等多種類型的土壤侵蝕區(qū)的侵蝕面積、數(shù)量和強度發(fā)展的動態(tài)變化；鹽堿地、沼澤地、風沙地、山地侵蝕地等劣質土退化地的面積調查與動態(tài)監(jiān)測；土地利用現(xiàn)狀調查、耕地面積和灘涂面積調查。
d. 工程規(guī)劃與管理。大型水庫淹沒區(qū)實物量估算，庫區(qū)移民安置環(huán)境容量調查，灌溉區(qū)實際灌溉面積和有效灌溉面積的調查，水庫淤積測量。
除了提供調查、監(jiān)測和統(tǒng)計數(shù)據(jù)外，3S技術作為一種新的技術手段，與傳統(tǒng)手段相結合，還在防災減災、水資源開發(fā)利用以及水利工程規(guī)劃、建設和管理等方面發(fā)揮了重要作用。
a. 防洪減災及業(yè)務運行。包括：星載和機載側視合成孔徑雷達（SAR）實時監(jiān)測特大洪水造成的災情，將信息迅速傳送到指揮決策機構；對易發(fā)洪災區(qū)和重點防洪地區(qū)建立防洪信息系統(tǒng)；旱災的實時監(jiān)測；在全球氣候變暖、海平面上升以及地下水超采造成地面沉降等情況下，對可能造成的海水入侵的范圍作出預估和進行對策研究。
b. 水資源開發(fā)利用研究。包括：利用遙感資料和GIS建立與大氣模型耦合的大尺度水文模型，計算出在全球未來氣候變化情況下區(qū)域水資源的增減；采用細分光譜衛(wèi)星資料、主動式微波傳感器與地球物理、地球化學等多種信息源相結合，以信息系統(tǒng)為支持，分析研究地下儲水結構。
c. 大型水利水電工程及跨流域調水工程對生態(tài)環(huán)境影響的監(jiān)測與綜合評價。包括：大型水利水電樞紐工程地質條件的遙感調查、技術經(jīng)濟評價及動態(tài)監(jiān)測，流域綜合規(guī)劃；灌區(qū)規(guī)劃；水庫上游水土流失調查及對水庫淤積的趨勢預測，河口泥沙監(jiān)測和綜合治理；河道演變監(jiān)測；河道、水庫、湖泊等水體水質污染遙感動態(tài)監(jiān)測；流域治理效益調查；海岸帶綜合治理；對施工過程中的壩址進行1∶2000的大比例尺遙感制圖，包括壩肩多光譜近景攝影，以研究壩肩裂隙和節(jié)理的分布變化情況。
目前，正在啟動的國家防汛指揮系統(tǒng)工程將在數(shù)據(jù)傳輸方面采用通信衛(wèi)星和安全的網(wǎng)絡技術；用遙感技術監(jiān)測洪澇災害；在七大江河流域建立以GIS技術為支撐的包括社會經(jīng)濟、水體、水利工程、地形、土地利用、行政邊界、交通、通信、生命線工程等數(shù)據(jù)層的分布式防洪基礎背景數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫；完善水文及災害預報這些以空間數(shù)據(jù)為基礎的虛擬地球的技術；可以進行異地會商和遠程教育。在上述技術的基礎上，可以在災前作洪水預報及對未來各種降雨情況下的水情進行模擬；可以針對洪水預報作出多個調度預案，進行后效與損失比較，為決策提供依據(jù)；可根據(jù)決策，優(yōu)化分洪區(qū)居民撤離，搶險物資及救災物資的輸運路線；可對災情的發(fā)展作出空間與時間上的預測；可對災后重新進行規(guī)劃?？偠灾瑢⒃谡嬲饬x上做到防洪減災，把損失減少到最小。這是“數(shù)字水利”在防洪方面的一個雛形，有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義、格式和交換標準。
從上述已有的工作基礎和即將進行的工作可以看出建設“數(shù)字水利”的可行性和重要性，從而也從一個小小的側面反映了建設“數(shù)字國家”乃至“數(shù)字地球”的戰(zhàn)略意義。對于“數(shù)字水利”而言，要跨出的第一步是提高對信息化的認識，計算機技術的普及，實現(xiàn)現(xiàn)有多源信息的數(shù)字化、空間結構化、網(wǎng)絡化和標準化，大力推進信息資源的共享，把已有的數(shù)據(jù)充分開發(fā)利用起來。
“數(shù)字地球”是人類認識地球的第三次飛躍，是重大技術的突破口，是國家可持續(xù)發(fā)展的要求，是宏偉的國家戰(zhàn)略目標。水利工作者要敏銳地抓住這一機遇，迎接這一挑戰(zhàn)，抓應用、促發(fā)展，引導水利科學、信息科學和水利產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。