数字水利的概念
水利政务、防汛减灾、水资源监控调度、水环境综合治理、大型工程的设计和施工、大中型灌区的综合管理等都迫切需要采用计算机技术、通讯网络技术、微电子技术、计算机辅助设计技术、3S技术（遥感、地理信息系统、全球定位系统）等一系列高新技术进行技术改造，我们把利用以信息技术为核心的一系列高新技术对水利行业进行全面技术升级和改造这一过程形象地称为数字水利。
系统建设依据与功能
依据：《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》。
国家防汛抗旱办的要求：做好水旱灾害突发事件防范与处置工作，使水旱灾害处于可控状态，保证抗洪抢险、抗旱救灾工作高效有序进行，最大程度地减少人员伤亡和财产损失。
系统使用范围：本系统主要用于水旱灾害管理监控和救灾指挥，主要可用于地质灾害包括江河洪水、渍涝灾害、山洪灾害（指由降雨引发的山洪、泥石流、滑坡灾害）、台风暴潮灾害、干旱灾害、供水危机以及由洪水、风暴潮、地震、恐怖活动等引发的水库垮坝、堤防决口、水闸倒塌供水水质被侵害等次生衍生灾害。
联动预警功能：在监控管理中心搭建信息处理平台，通过平台软件的自动计算和数据处理功能，可对地质灾害情况进行数据预算，当出现险情时系统自动发出预警信息；如泥石流、山体滑坡、水坝溃堤、河道水位暴涨等。
系统需求
一、水库大坝管理 1、通过视频监控系统可监测水库蓄水水位情况。 2、操作人员在使用控制系统操作闸门时，需要通过视频监控系统监视闸门和水流情况。 3、在某些环境下，如水库的溢洪道等地方，大部分时间属于无人值守状态，需要设置监控摄像机实时监控。 4、监测水库、坝区的周边环境。
二、 河道监控 1、通过一套视频监控系统，能及时了解上下游河流的水文情况。 2、操作人员操作闸门时，需要通过视频监控系统监视闸门的开合情况。 3、监测水面清洁，对河道内水草及时清理，保证河道畅通、水质清洁。
三、工程施工管理
1、水利水电工程往往规模大、投资多、施工难度大，工程施工视频监控系统，高效简便地对施工信息进行管理，直观形象地反映复杂施工过程。
2、结合工地ＧＩＳ信息，建立交互式可视化仿真系统框架，与工程建设的各个环节相结合，实现仿真建模可视化，对于工程施工的每一个环境均能实现三维立体式直观监控。
四、防汛抗旱管理
1、在汛期和干旱时期可直观的监控前端现场情况，及时准确的了解灾情的发生和蔓延趋势，对于指挥救灾和人员调度管理具有积极的重要作用。
系统作用
1、对于水库大坝、江河等进行监控高效管理，具有多重作用：在常规时期可以对水库的情况进行有效监控，在防汛抗旱时期可直观的看到水位所在位置，以加强防汛或抗旱管理，并可通过多级监控管理，对防汛抗旱指挥具有辅助决策作用，通过远程视频监控系统指挥防汛抗旱救灾指挥。在地震、战争等非常规时期，可以通过系统对水库大坝和重要江河进行远程高效监控管理，在水里设施受到破坏时，可及时发现，并采取措施，防止水灾蔓延，对人民的生命财产等造成大的损失。
2、对江河航道进行监控管理，防止在河道附近进行非法采砂或建设行为的发生，造成对河道的破坏。同时可对河道附近的生态环境进行监控管理，防止在水利设施建设时造成生态的破坏。
3、对大型水里设施建设工地进行远距离监控管理，既能及时准确的掌握建设进度又可有效的实现多级管理，节约了管理成本；并对相关政府部门加强管理提供可靠的依据。
系统目标
1、为了更有效的实现水里数字化的安全管理，充分利用现代网络技术，在水库大坝、江/河/湖泊沿岸建设远程视频监控系统，通过光纤/微波/3G网络等媒介传输，将前段水利设施和水位情况实时视频图像传输到管理中心，通过管理中心的远程视频监控系统软件，水利管理人员可以在监控管理中心实时、有效的监管水库大坝和江河堤坝的情况，从而确保水利设施的安全。
2、进行远程监控和远程管理，可以在图形化界面上进行操作，可以实现对云台、变焦的控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现图像抓拍、录像和录像回放、报警和报警联动功能，同时在监控管理中心可以对视频监控图像进行存储，以满足历史信息查询、分析的要求；建立一套完整的、高效的、实时的、可存储的数字水文水利信息，做到以人员管理为主导、以高科技手段为依据的严密数字水利安全保护措施。
3、对水利建设工地的高效管理，可加强建设进度管理和安全管理，同时可对建设工地的防盗防火等进行有效监控，保证建设工地的安全，可有效防止意外事故的发生；同时对现场人员是否按规范流程建设也可起到监督作用。
系统实施的意义
1、弥补环境人力监管的不足。各级水利（水务）局承担所管辖区内水利管理职能，但要同时对管理区域内的数条河流、湖泊以及梅雨季节的暴雨监测，往往人力资源不够。
2、是强化环境监督手段的需要。传统的水利监测数据产生周期较长，管理的效率慢。数字水利视频监控系统能够使政府环境管理部门及时、准确的了解前段现场情况；
3、实时、准确、高效、可视化。数字水利视频监控系统的使用，可以给管理部门提供实时、准确的视频图像信息，直观准确的掌握水库、江河水位情况，可加强对防汛抗旱工作有效可靠管理；并在汛期和旱期对防汛抗旱指挥工作起到辅助决策作用。
4、对水利设施周界安全的直观监控。对水利设施周界安全的直观监控管理，确保水利设施的安全，防止由于管理漏洞造成灾害的发生，为保护人民生命财产安全起到重要作用。
5、水利设施建设工地的监控管理。对水利建设工地实现高效管理，既能及时准确的掌握建设进度，同时可对建设工地的安全、防火、防盗等进行高效管理，各级水利管理部门，可通过系统的多级管理，在相对应的管理单位建设分中心，实时调阅检查工地建设与安全管理情况。
视频采集系统设备组成
1、高清晰度透雾摄像机搭配高清晰自动变焦透雾镜头，可探测距离1-40公里（或者更远距离，白天天气好的情况）；
2、远红外热像仪可探测距离0.5-15公里可选（夜晚无雾情况）
3、0.5-3公里红外激光（无光情况下可照射0.5-3公里可选）；
4、室外重载高精度变速云台；
5、室外全天候高密度防护罩（防水、防腐、除霜、加热、自动除潮等可选功能），防护等级IP66；
6、专用镜头解码器
7、供电系统（风光互补供电系统/或市电-配置UPS电源供电）
8、专用气象站（可选）
9、防盗报警系统、防盗设备控制柜
10、设备安装铁塔、系统防雷接地等。
在三防应急指挥电视电话会议现场，可通过调阅系统采集到的视频信息，对各级职能部门对防汛抗旱工作所采取的措施，和各地的受灾情况均能有效监控，对各级领导在救灾过程中的工作指导起到辅助决策作用；
建设目标
本项目的实施目标是拓展国家水利建设的水利使用动态监视监测系统的监视监测功能，弥补卫星航空遥感和地面移动监测的不足，为河道水利管理提供全天时、全天候、不间断的河道、大坝等实际状况与动态变化信息，最终实现河道水利管理的科学化、系统化、实时化、可视化。具体来说，要达到如下目标：
（1）具备一般视频监控系统所具备的记录、存贮信息功能。
（2）监控范围非常广，基本能覆盖所有水利项目。本项目要求采用特殊摄像头，其监控范围半径白天5公里，夜晚3公里，同时拟采用的摄像头载体为高精度重载云台，可水平360度、向上20度、向下70度旋转。
（3）能借助红外摄像功能，实现24小时的无间断监控。本项目拟采用红外摄像仪作为前端信息采集的主要工具，其不但白天能采集河面、坝堤图像信息，晚上也能借助红外仪的夜视功能对河面情况进行高精度的采集，记录所有夜晚进行的非法采砂、捕捞等过程，给出非法倾废船只类型、数量、出现时间和所在河道位置以及排污情况，弥补人工监视监测的不足，真正实现24小时无间断监控。
随着安全信息化发展，传统的监控设备由于监控范围小、解晰度低、夜视能力差等问题已经不能满足河道大面积安全管理的应用需求。近年来由于红外热成像及激光照明技术的发展和大变倍镜头的应用，可以实现几倍或几十倍于传统监控设备的观察范围和夜视能力并逐渐得到了用户认可，并逐步开始应用于不同需求行业，如森林防火、数字水利、边海防、油田防盗、渔政管理等。本公司借鉴国外先进技术，研制的远距离夜视监控系统具有全天候、跟踪速度快、覆盖面广、作用距离远、图像稳定清晰的特点，能为河道安全防范提供装备技术上的强力支持。
河道管理全天候监控系统是针对河道安全、河面监测、船舶管理的需要而设计的视频监控综合处理系统，它集成了高性能成像系统和定位云台控制系统。该系统的前端采集设备安装在坝堤岸边，采用无线微波、光缆或其它通讯线路进行传输，显示录像设备安装在视频监控中心。
系统特点
本方案采用了先进的机械传动技术和计算机图像处理及控制技术，能有效地降低强风对前端设备造成的损伤获得稳定的图像。该系统可以根据用户的要求，灵活选配多种规格的光学大倍数变焦镜头、CCD摄像机、红外热像仪、主动激光照明器。系统具有如下特点：
l 采用高端图像传感器和智能图像处理，显著提高产品性能；
l 利用先进的智能视频分析处理技术，对指定监测区域内进行识别报警，做警戒线、警戒区入侵检测等；
l 组合使用多种主被动光学传感器，无论是在晴朗的白天、漆黑的夜间，都能有效发现、捕获目标；
l 摄像系统采用先进的纳米波透雾技术，在雾天可透雾成像；
l 红外热成像具有大面积夜视探测能力，河面上任何目标都能尽收眼底，可选配激光主动照明夜视进行目标的细致观察；
l 采用先进的云台传动机构，提升抗震、抗风性能，图像稳定清晰，目标跟踪灵活；
l 野外设备防盗报警装置，可对各监控点附近区域进行红外探测和视频监控，有人入侵或破坏设施，系统可自动报警；
l 采用标准化、模块化设计技术，扩展性好，维修方便；
l 采用“三防”、密封设计技术，利于恶劣环境长期使用；
l 全中文监控控制界面，操作直观方便。
1） 具备一般视频监控系统所具备的记录、存贮涉海信息功能。
2） 监控范围非常广，基本能覆盖海域所有用河项目。本系统要求采用特殊远距离成像系统：高清晰CMOS摄像机搭配长焦距透雾镜头；远红外热成像系统；激光辅助照明系统；高精度重载云台系统（具有坐标定位功能、预置位功能、配合GIS信号后联动跟踪目标功能）；高密度IP66防护罩系统等组成，其监控范围白天5公里，夜间3公里。
3） 借助红外摄像功能，实现24小时的无间断监控。本项目拟采用远红外摄像仪作为前端信息采集的主要工具，其不但白天能采集海面图像信息，晚上也能借助远红外仪的夜视功能对海面情况进行高精度的采集，记录所有夜晚进行的非法填海、用海过程，给出非法倾废船只类型、数量、出现时间和所在海域位置以及排污情况，同时提供赤潮、漏油等海洋事故第一手资料，弥补人工监视监测的不足，真正实现24小时无缝监控。
4） 能配合GIS信息系统，实现远距离测量和预警功能（作为二期工程，本次系统建设中预留接口，并且云台系统具有与GIS系统结合接口）。通过加入海域海洋地理信息数据，可以对监控范围内任意目标显示具体准确的位置信息，并可初步量算用海、填海面积。
5） 系统建成后能配合航空遥感、地面监测、海洋浮标、海洋执法系统等项目，进一步形成一个海陆空交叉的全方位全天候的、多手段、多系统的综合性海洋监控平台，实现海域使用、海洋环境的实时查询、状况分析和动态演示，并在此基础上，建立规范化信息服务系统，并通过信息平台，向社会发布与我市民生息息相关的有关监测预警数据信息。
1）昼夜成像功能
可见光成像系统的彩色模式非常适合天气晴朗、能见度良好的状况下对海面不少于10公里范围内的观察监视识别，黑白模式则具有优良的透雾性能和较高的视频分辨率，对于海上雾气有很好的透过成像性能；同时系统搭配了红外热成像摄像机，可以在夜间或雨雾天气远距离大范围成像（不少于5公里范围内），可以有效解决其它夜视系统难以搜索海上目标，无法大面积夜视成像的缺点；夜间如需对目标细致观察成像，则可选激光照明设备，实现零照度环境2公里范围内清晰监控海岸线、海域附近人员、车辆、船只等定点部位目标活动状态；
2）三维遥控全方位监视，并可实现大倍数变焦
该系统操作十分方便。通过软件鼠标点击或三维操纵键盘可以对监控范围内目标进行搜索、观察和监视，对需要重点监视的目标可放大特写、抓拍图片等操作。
3）智能图像分析处理设备，警戒报警
具有视频图像自动识别、分析与处理能力的智能化数字视频监控，不间断自动分析摄像机画面，自动发现入侵目标后立刻向监控人员发出声光告警，提醒其进行现场处理。同时通知智能监控系统自动启动录像，并且能设定在自动录像内容中保留发现告警事件之前指定时间长度的录像。
l 完全基于DSP的嵌入式智能分析，无须后端PC处理；
l 完美组合智能分析和视频服务器功能，支持智能分析以模拟视频OSD方式输出；
l 支持Web远程配置、显示和控制，使用方便；
l 可靠检测各种超慢速和超快速目标及多种行为模式；
l 具有三维检测、跟踪和识别能力，可以识别目标的大小、远近和空间位置关系。
4）具有良好的长期工作稳定功能
前端采集设备采用一体化安装结构，具有风阻小，抗震、抗风能力强的优点；采用内部齿轮箱传动机构配合减震装置能够有效地降低强风、震动对设备工作的影响，从而保持光电摄像系统的稳定，得到清晰、稳定的图像，而且保证目标图像始终在电视屏幕上而不丢失。
5）具有电动变倍、聚焦、激光扩束等光学参数调整功能
可手动控制镜头的变倍、聚焦等操作，实现对目标细致观察和抓拍的需要，搭配激光夜视时，镜头变倍与激光发射角度同步控制，非常适合对远距离目标快速捕捉。
6）采用三防处理，密封防水结构，有利于室外环境长期使用。
7） 具有多画面监控、权限分配、抓图、实时硬盘录像等功能；
系统组成
前端采集摄像系统由高性能可见光摄像传感器、红外热成像摄像机、近红外激光照明器、云台护罩一体化系统等组成。
l 可见光摄像传感器由二可变大倍数高清晰透雾镜头和高性能高清晰CMOS透雾摄像机组成。
l 红外热成像用于浓雾天气及夜间大面积固定焦距摄像，不受天气因素、环境光线影响；可视距离不少于5公里。
l 云台护罩一体化：由重载变速云台及解码器搭配一体化三视窗防护罩组成。
l 红外激光照明器：可选，由近红外激光光源、电源控制系统及光束控制机构组成。为可见光摄像系统夜视提供辅助照明，照明距离2公里。
l 智能图像识别处理设备：主要完成前端模拟信号的数字化编码以及智能视频实时分析识别，对指点监控区域进行警戒，自动报警。
传输部分包括：传输介质光缆、3G网络系统、卫星传输系统、光电转换、网络编码设备等。
室内显控设备包括高性能视频流服务器、视频智能分析报警软件、三维操控键盘（带操控杆），以及液晶显示屏，数字矩阵切换，电视墙或大屏幕显示系统。
