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| 內容簡介： |
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本书全面、系统地收集和整理了当前智慧水利及5G技术相关资料，详细地介绍了新时代背景下5G技术在智慧水利中的发展与应用。从专业知识的角度出发，以甘肃省智慧水利大脑建设项目为具体落脚点，深入讲解了什么是智慧水利，剖析了5G技术与智慧水利如何融合等问题。本书作为国内最新的智慧水利行业应用培训教材，强调理论性与实用性密切结合，适合从事研究水利信息化和智慧水利的学者、专家及工程技术人员参考阅读，也可作为水利工程专业的本科生或研究生教材，还适合对水利行业发展和智慧水利感兴趣的读者参考。
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序一序二序三前言第1章 “智慧水利”科学内涵 /1.1 科技对智慧水利的遐想 /1.1.1 感知 /1.1.2 传输 /1.1.3 应用 /1.1.4 安全 /1.2 何为“智慧水利” /1.2.1 “智慧水利”的提出 /1.2.2 从水利信息化到“智慧水利” /1.2.3 “智慧水利”的内涵 /1.2.4 “智慧水利”的建设 /1.3 智慧水利的发展背景 /1.3.1 政策背景 /1.3.2 社会背景 /1.3.3 技术背景 /第2章 水利智慧的实现 /2.1 水利的智慧源泉：AI /2.1.1 人工智能 /2.1.2 机器学习 /2.1.3 深度学习 /2.2 智慧水利的眼睛：感知网络 /2.2.1 传感器与物联网 /2.2.2 BIM与数字孪生 /2.2.3 AI监测技术 /2.3 智慧水利的大脑：云与大数据 /2.3.1 云计算的概念 /2.3.2 云体系架构 /2.3.3 云服务 /2.3.4 边缘计算 /2.3.5 智慧水利中的大数据 /2.4 智慧水利的手臂：智慧应用与《中国制造2025》 /2.4.1 《中国制造2025》 /2.4.2 智慧水利中的“四预” /2.4.3 数字化场景 /2.4.4 智慧化模拟 /2.4.5 精准化决策 /第3章 智慧水利在5G时代的升华 /3.1 1G~4G通信系统追溯 /3.1.1 1G时代，只能语音不能上网 /3.1.2 2G时代，跨时代的经典一代 /3.1.3 3G时代，CDMA的家族狂欢 /3.1.4 4G时代，真正的自由沟通 /3.2 5G的独特之处 /3.2.1 边缘计算 /3.2.2 超低时延 /3.2.3 实时在线 /3.2.4 智能制造 /3.2.5 高移动性 /3.2.6 频谱效率高 /3.3 5G时代的智慧水利 /3.3.1 全面感知与闭环控制 /3.3.2 万物皆服务 /3.3.3 “千人千面” /第4章 5G+水利物联网 /4.1 5G在传统水利传感器中的应用 /4.1.1 水资源监测设备 /4.1.2 江河湖泊监控体系 /4.1.3 防汛抗旱监控体系 /4.1.4 灌区监控体系 /4.2 5G在水利机器人中的应用 /4.2.1 水利无人机 /4.2.2 水面、水下机器人 /第5章 5G+智慧水利大脑 /5.1 5G+数据中台 /5.1.1 数据标准 /5.1.2 数据治理 /5.1.3 数据模型 /5.1.4 数据服务 /5.2 5G+业务中台 /5.2.1 GIS引擎 /5.2.2 报表引擎 /5.2.3 工作流引擎 /5.2.4 统一用户管理 /5.3 5G+智能中台 /5.3.1 机器视觉 /5.3.2 大数据 /第6章 5G+智慧水利业务应用 /6.1 水资源管理智能应用 /6.1.1 流域水利要素可视化应用 /6.1.2 降雨径流精细化预报 /6.1.3 洪水预报调度一体化 /6.2 水环境水生态智能应用 /6.2.1 江河湖泊长效保护与动态管控应用 /6.2.2 土壤侵蚀定量监测和人为水土流失精准监管应用 /6.2.3 水土保持信息系统 /6.3 水利工程智能应用 /6.3.1 水利工程应用的发展阶段 /6.3.2 水利工程安全运行监控 /6.3.3 水利工程建设全生命周期管理 /6.4 水利信息化资源整合智能应用 /第7章 5G+智慧水利网络空间安全 /7.1 物联网安全 /7.1.1 物联网终端面临的安全威胁 /7.1.2 物联网终端安全保障与措施 /7.1.3 物联网安全技术的难点与突破点 /7.1.4 物联网安全展望 /7.2 云安全 /7.2.1 云安全体系问题 /7.2.2 云安全中的关键技术 /7.2.3 现代云安全方法简介 /7.2.4 云安全展望 /7.3 大数据安全 /7.3.1 大数据安全挑战 /7.3.2 大数据安全法律法规以及标准化需求 /7.3.3 安全大数据应用场景 /7.3.4 大数据安全展望 /7.4 安全保障体系建设应用 /7.4.1 建设目标 /7.4.2 建设原因 /7.4.3 建设内容 /第8章 5G+甘肃智慧水利的实践 /8.1 5G+天空地一体化 /8.1.1 遥感接入 /8.1.2 视频集控 /8.2 5G+智慧水利大脑建设 /8.2.1 5G+智慧水利数据中台 /8.2.2 图像识别在智慧水利平台的创新应用 /8.3 5G+智慧水利一张图 /8.3.1 整体架构 /8.3.2 业务组件 /8.3.3 地图服务 /8.4 5G+智慧水利智能应用 /8.4.1 取水许可电子证照试点应用 /8.4.2 智慧河湖试点应用 /8.4.3 淤地坝监测管理试点应用 /8.4.4 防洪沙盘试点应用 /8.4.5 山洪灾害监测预报系统试点应用 /参考文献 /
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1998年6月1日，时任国家主席江泽民在接见部分两院院士的讲话中，提到了“数字地球”这一新概念。2001年，华中科技大学张勇传院士、王乘教授发表了题为《数字流域——数字地球的一个重要区域层次》的科研论文，提出了“数字流域”这一重要课题。他们认为数字流域是数字地球的一个重要区域层次，是实施数字地球的一个切入点。2008年11月，以IBM为代表的科技企业开始倡导“智慧地球”概念，提出了加强智慧型基础设施建设。“智慧地球”又称为“智能地球”，是指将感应器嵌入到电网、铁路、桥梁、供水系统等各种基础设施中，然后将其连接好，它推动了“物联网”的形成。智慧水利是智慧地球的思想与技术应用于数字流域的结果。在全球信息化的新形势下，人们开始对“智慧水利”有所期待和关注。智慧水利是通过数字空间赋能各类水利治理管理活动，运用云计算、物联网、大数据、人工智能、数字孪生等新一代信息技术，以透彻感知和互联互通为基础，以信息共享和智能分析为手段，在水利全要素数字化映射、全息精准化模拟、超前仿真推演和评估优化的基础上，实现水利工程的实时监控和优化调度、水利治理管理活动的精细化管理、水利决策的精准高效，以水利信息化驱动水利现代化。党的十八大以来，我国水利事业取得了伟大的历史性成就，水利信息化建设跃上了新台阶，为水利治理管理工作提供了重要支撑。党的十九大以来，党中央、国务院对实施网络强国战略做出全面部署。在2018年，《乡村振兴战略规划（2018—2022年）》中明确提出了实施智慧农业林业水利工程。水利部提出的水利九大业务和水利监督业务需求，都是智慧水利的重要组成部分。水利部在2019年全国水利工作会议上提出，“水利工程补短板，水利工作强监管”是今后工作的总基调。2021年3月，水利部党组提出要将智慧水利作为水利高质量发展的显著标志大力推进。党中央、国务院高度重视智慧社会与智慧水利的建设和发展，党的十九大报告中强调要建设网络强国、数字中国、智慧社会，把智慧社会作为建设创新型国家的重要内容，从顶层设计的角度，为经济发展、公共服务、社会治理提出了全新要求和目标，为智慧社会建设指明了方向。智慧水利是水利信息化的新发展阶段。为进一步贯彻习近平总书记关于网络强国战略的重要论述，对照党中央、国务院“十四五”的重大决策部署，阐述当前5G与智慧水利的交融和发展以及总结甘肃省智慧水利的实践经验，本书深入介绍了水利为什么能智慧化、水利如何智慧，探索智慧水利如何在5G时代升华、5G与水利物联网如何结合，构建5G与智慧水利业务应用系统，结合智慧水利网络空间安全，介绍了甘肃省智慧水利的实践过程。本书内容翔实、逻辑清晰，使读者可以很容易地了解5G在水利中的发展、实现、实践等各个方面。同时，本书也是首次对智慧水利各方面的一次系统、深入、全面的阐述，对于推动甘肃省乃至全国智慧水利的发展具有重要的借鉴意义。本书共分8章。第1章简述智慧水利的基本概念、从水利信息化到智慧水利的发展历程以及智慧水利在政策、社会、技术三个方面的发展背景等内容；第2章以智慧水利技术背景为落脚点，讲述了水利是如何利用AI、感知网络、云、大数据等先进技术实现智慧化的；第3章深入讨论了5G技术的特性以及5G是如何帮助智慧水利进一步升华的；第4章讲述了5G技术与水利行业相结合的具体应用；第5章深入讨论了5G技术与智慧水利大脑的结合，并具体以数据中台、业务中台、智能中台为切入点，讲述了5G+智慧水利大脑的建设内容；第6章依托于5G+智慧水利业务应用系统的建设，详细讨论了智慧水利系统的四大应用建设内容；第7章主要讲述了5G与智慧水利网络空间安全的内容，涉及物联网安全、云安全、大数据安全三大板块；第8章深入讨论了5G+智慧水利的实践，具体以甘肃省智慧水利建设为落脚点，从多项目、多平台、多应用深度讲述了5G+智慧水利的应用实践内容。全书内容框架和编写原则的确定以及全文统稿由吴海燕负责。第1、2、5章由吴海燕编写，第7、8章由李永峰编写，第6章由刘懿编写，第3章由蔡金宝、李效宁、徐华编写，第4章由于婉宁、梁藉、蒋志强编写。王岩、王义德、张凤龙、徐一超、张锋、舒海润、杨家豪、陈华磊、王馨莹、李雪涛等收集并整理了大量的资料和文献。本书内容引用参阅了很多前人的工作成果及大量国内外论文和网站资料，在此谨向他们表示诚挚的敬意。5G+智慧水利建设是一个宏大的系统工程，编者试图进行全面、深入的总结讨论，但由于学识水平所限，书中不足之处在所难免，敬请专家学者和广大读者批评指正。编 者
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