水利建设在中国有着悠久的历史，从上古时期就流传下来的“大禹治水”的故事，不仅是中国古代国家历史的开端，也在中华文明发展史上起到重要作用；始建于战国时期的都江堰水利工程历经2200多年，泽被天府之国，成为当今世界唯一留存的以无坝引水为特征的宏大水利工程。民生为上，治水为要。今天，水利建设成为国家发展有力的水安全保障，以水利行业的数字化和智慧化转型为特征的水利新质生产力发展，已经成为水利行业变革的重要趋势。
十多年来，以河海大学张晓祥教授为核心的研究团队从水利GIS的特点出发，在动态GIS关键技术及其水利应用方面开展了系统的研究，为水利信息化建设提供了有力支撑。2023年，张晓祥教授获得“高校GIS创新人物”奖，这是对其长期开展水利特色的GIS研究推动行业信息化建设，推进水利行业地理信息人才培养的肯定与鼓励。正如张晓祥教授所说——河海新百年，地理开新篇，他将始终扎根于水利行业，以河海大学为依托，应用地理信息系统、遥感技术，在河海新百年为水利信息化发展开启新的篇章。
深耕水利，廿载铸就地理梦
2013年初，张晓祥从美国访学回国伊始，就曾接受过《GIS时代》的第一次专访《空间建模托起GIS未来》，彼时他已写出了很多在华人GIS群体中脍炙人口的文章，如《ReVelle教授和空间分析的工程学传统》、《Isard教授和空间分析的经济学传统》、《Golledge教授和空间分析的心理学传统》、《1948-2006：哈佛大学地理系的灭亡与地理学的重生》，以及以《地理信息科学是科学吗？》、《大数据的挑战》为代表的GIScience 2012会议系列评述文章等等，在赛博空间中有很高的人气。他将在河海大学带的研究组命名为X-GIS研究组，X-GIS研究组的创意实际上源于美国加州大学圣芭芭拉分校(UCSB)地理系列创系系主任David Simonett教授提出的“Simonett魔方”学科架构，就是希望进行GIS与专业模型的集成研究，GIS代表以空间分析、遥感、计算机制图学、地理信息系统为核心的空间分析与建模技术；X代表专业建模领域，如海洋学建模、水文学建模、大气建模、植被/土壤建模等领域。X与GIS之间的连接则通过统计建模、数学建模、数值建模来实现。张晓祥教授在河海大学，主要的研究集中在水文模型、水动力学模型、海洋水动力学模型与GIS的集成机理与方法方面，当时很多工作还处于起步阶段。
在中国，实际上也有一位类似David Simonett那样富有远见的教授，她就是马蔼乃先生。马蔼乃先生是北京大学教授，是我国著名的地理科学与遥感地理信息学家，一生在北京大学学习、工作，1984年出版了中国第一部遥感教材《遥感概论》，但是很少人知道她大学五年实际上读了两所大学，除了北京大学，还有河海大学，她1958-1960年曾受北京大学委派，到河海大学（原华东水利学院）进修了近两年，主修水文学和流体力学，她在自己的自传中专门了介绍这段独特的学习经历对她一生的学术思想形成的重要影响。
在2013年的上一次采访中，张晓祥介绍了他在河海大学的工作经历让他对空间建模的有了非常独特的理解，他认为空间建模是GIS的未来，甚至是下一代GIS的核心，更系统的论述可以参见张晓祥受邀在马蔼乃先生八十华诞志庆的学术思想研讨会上的主题发言《动力地貌学与下一代地理信息系统： 论水文学与流体力学对马蔼乃遥感与地理科学思想形成的影响》。如今走过十一年的光阴，张晓祥带领团队瞄准国家重大需求，切切实实地利用地理信息技术在水利信息化建设中取得了一系列重要的成果，也获得了同行学人认可。坚持特色发展，他所在的河海大学地理信息科学专业从一个面临生存危机的专业逐步得到迅速发展，在一流本科专业建设、教育部学科评估等方面都取得了不俗的成绩，2023年河海大学成立了专门的地理与遥感学院，2024年获得地理学一级学科博士点，另外2023年、2024年连续获批了两个省级科研平台。坚持行业依托，一系列高层次项目和高水平成果不断涌现，其中张晓祥主持完成的《集成“数据-模型-计算”的动态GIS关键技术及其水利应用》获得了2022年地理信息科技进步一等奖，另外还参与获得2024年地理信息科技进步二等奖，体现了同行专家对其深耕水利行业进行GIS应用实践的认可。近年来，国家水利建设逐步从之前的较为宏观的大江大河治理，逐步过渡到中小河流、山洪灾害、水土保持等空间尺度、时间尺度更为精细的流域管理，开展基于GIS的行业深度应用愈加迫切。
2013年起，张晓祥带领团队从国家山洪灾害防治项目入手，发挥GIS在空间分析、建模与制图领域的优势，在全国多地参与了山洪灾害调查、分析与评价工作，积累项目经验。2019年首次参与国家重点研发计划项目并担任课题负责人，逐步走到国内该领域的前沿。2022年，张晓祥带领团队开始参与到多个数字孪生流域重大项目的开发建设中，团队多年的准备和积累派上了用场。2023年，再次担任国家重点研发项目课题负责人，基础研究和应用开发同步推进。数字孪生流域是当前数字孪生水利建设的重点，发展非常快，张晓祥谈了个人对这个问题的思考：
首先是数据问题。水利GIS应用更关注对象的时间特征，注重流域数据的抽象与知识管理，如流域剖分图、河网、河道数据、站网数据以及水利工程设施分布等，而非单纯地以点、线、面为基本单元的高精度基础地理信息数据。
其次是模型问题。模拟模型是水利GIS系统的核心，用于定量化研究复杂自然地理过程。以河海大学“新安江水文模型”为代表的经典的流域水文模型等在国际国内很多场景都取得了良好的应用效果，但面对山丘区突发性洪水、滑坡泥石流灾害、城市雨洪等特殊水文过程的模拟则面临诸多挑战。因此，需要不断开发新的模型来适应不同尺度和类型的水文过程模拟需求，另一方面也需要对现有模型进行改造、组合、优化以及跨平台、云端化改造，以提高其适用性和准确性。
最后是计算问题。水利领域对计算的要求很高，在当前洪水灾害模拟中，模拟的时效性非常关键，模型如果无法实现准实时或实时地模拟，则很难有实用价值。但模型所涉及的流体力学、微积分等计算也较为复杂，特别是大的应用场景，数据量也非常多，所以需要尽量应用我国现有的超算中心的计算能力来满足水利行业需求。
目前，我们与合作伙伴共同努力，已经在山东沂沭河流域、海河流域等地开展了应用实践，取得了较好的应用效果。”
保持思考，AI引领新潮流
AI技术如今发展迅猛，已经快速应用到各个领域。张晓祥之前非常重视GIS理论与方法的研究，但最近他非常关注AI技术在水利行业的应用，从常规AI应用方面，他举了几个例子。“比如有的地方在防汛抗旱时工作人员不会使用GIS系统怎么办？现在完全可以通过语音操作，获得实时的水位、流量等数据。”
“再比如水利大模型的学习。中国有着悠久的治水历史，李冰、苏轼、郭守敬等人都是大家耳熟能详的古代治水先贤，他们所留下来的治水相关的文献、资料，都是大模型要学习的内容。现在还可以利用大模型大量学习中国期刊网上的专业论文，这些内容都将有利于水利大模型的构建。”
在GIS领域，开展地理空间智能研究也方兴未艾。在2019年，河海大学就成立了校级的河海大学地理空间智能与流域科学研究中心，2023年获批建设江苏省流域地理空间智能研究中心。张晓祥毫不怀疑这个领域未来会发生的巨大变化，“实际上防汛这样的需求实际上几乎涉及到每一个人，当你开车遭遇降雨时，道路淹没20厘米还是50厘米，是非常重要的信息。”水利GIS领域，如果能建成流域空间数据基础设施，在此基础上未来就可以开发出类似共享单车、滴滴打车软件一样便捷实用的软件产品。未来，人工智能的发展日新月异，真正的智能化时代的到来一定比我们想象的更早。”
张晓祥对于AI技术能在水利信息化上发挥的作用非常看好，其实也来源于他一直以来对地理信息科学思想史和地理信息行业发展的思考。在本科读书时，李德仁院士、张祖勋院士、龚健雅院士等一批大师坐镇，教风学风都非常好，老师们的言传身教对于人格的塑造都很有影响。读研究生期间，张晓祥系统研读了上百部国外GIS原版专著、教材，读书期间还主持翻译出版了美国ESRI出版社的GIS名著《为我们的世界建模（Modeling Our World）》。在长期的读书和思考过程中，陈述彭院士的《地学的探索》丛书对他产生了很大影响，读这部书让他第一次深切地感受到地理信息系统专业独特的魅力，陈述彭院士的文章文采斐然，很多看上去较为枯燥的内容他却写得生动自然，笔墨功夫非凡，令人赞叹，作为纪念，他受邀在2020年为纪念陈述彭院士百年诞辰写了一篇文章《陈述彭先生的地图学办学理念和科研创新之路》，收入了正式的纪念文集。“我们不能把GIS当成一个简单的工具，我们需要思考为什么会有这样一个学科？实际上，这门新兴的学科诞生以及发展壮大的过程中，也涌现了很多伟大的人物，但大家好像并不了解他们的历史与故事，所以需要研究地理信息科学的思想史。”提到现在对于地理信息科学思想史的思考，张晓祥表示一直在策划一本书，写一本有关地理信息系统的通俗演义，类似于《数理化通俗演义》这样的科普书，他要把地理信息科学的演变过程写出来，这段历史中有哪些人，哪些故事，这个学科是如何发展到今天的，要写清楚。期待能够早日看到这本书的出版。
传承河海精神 建设河海新学院
河海大学源于1915年由近代著名爱国实业家、教育家张謇创办的河海工程专门学校，是在“实业救国”的时代变革中，为满足治水导淮之需，应运而生的学校，是中国第一所培养水利人才的高等学府，开创了中国水利高等教育的先河。新中国成立后，毛泽东主席特别重视水利建设，1952年，南京大学水利系与交通大学、同济大学、浙江大学等高校的水利系科以及华东水利专科学校组建华东水利学院。1985年，邓小平同志亲自题词，恢复传统校名，更名河海大学，一直发展至今。
“中华民族的历史就是一部治水的历史，河海大学是一个很有使命感的大学，一百多年来，学校一直在治水兴邦中发挥重要作用。”谈及河海大学，张晓祥如数家珍。“2005年秋天我还在做博士论文时，当时因学校GIS师资紧缺，我就到河海大学给学生上课，当时的学生都不太会用GIS，也没有合适的教材学习软件操作。但是现在，甚至很多外专业的同学都能熟练的使用GIS软件。如果GIS专业的同学学习只是停留在简单的GIS操作层面，这是远远不够的，还需要更深入地学习，必须要深入到应用领域的核心业务中去。对河海大学来说，是要培养既懂水利业务又懂GIS这样的人才。”张晓祥回忆道。经过多年发展，河海大学逐渐聚集了一批在地理与遥感学界有一定影响的师资队伍，逐渐形成了流域过程、流域综合管理、数字流域和流域遥感等独具特色的研究方向，探索出了一条与综合性大学和师范大学地理学科不同的发展GIS的独特道路。
河海新百年，地理开新篇。2023年6月，河海大学正式发文成立地理与遥感学院。张晓祥说：“我们要做一个综合性的地理学院，除了自然地理学、地理信息科学、遥感科学与技术专业以外，未来还有可能办人文地理学本科专业，发展地理信息科学必须要注重地理基础。在河海大学工作多年，我一直坚信地理学在河海大学非常有用武之地，河海大学传统的水利、土木、环境等优势学科都需要地理学科特别是GIS的支持。我希望未来河海大学地理与遥感学院可以聚焦地理与遥感科学发展前沿，坚持流域地理学研究特色，与河海大学传统优势学科开展交叉研究，服务国家和行业重大需求，努力成为地理科学原始创新的策源地。”
张晓祥与学生参加2023中国地理信息科学理论与方法学术年会
博学多闻，通识教育培英才
河海大学的地理学科特色鲜明，如今，有越来越多的学生愿意报考河海大学的地理信息科学专业，大二学生转专业，地理信息科学专业都是净流入，说明了学生、家长对河海大学这个专业越来越认可。对于立志在这个学科有所成就的同学，张晓祥老师也给出了他的建议：“虽然你们学习的学科是地理，但在河海大学，只学习地理信息就太狭窄了，也要注重修读水利、土木、环境等底蕴深厚的学科，至少知道这些学科都是做什么的，我们地理信息系统如何做好服务支撑。再比如河海大学比较经典的很多力学课程，理论力学、流体力学、弹性力学、材料力学、水力学等等，如果有机会，都要去学一学，了解这些课程的基本内容、原理。学习的内容多了，才会丰富自己，同时发现自己的兴趣点在哪里，找到未来从事的领域，再坚持做下去。”
同时，张晓祥也从自己的经历中分享了一些经验：“大学不仅仅是学习一个专业，也要注重拓展自己思维的深度和广度。学习的内容也不限于专业的课程，例如一些政治、经济、历史、哲学等等知识，都应有所了解，这样你才会有更多的创新思考。”
提到高校GIS论坛，张晓祥结合自己的人才培养理念，为论坛这个平台的发展提供了很多可行的建议，“首先，高校GIS论坛是一场全国地理信息领域的学术盛会。我希望论坛能有一些改变和突破。比如主题报告环节，不单要请资深的专家、教授，还希望能邀请一些女科学家做主题报告、甚至可以请年轻的但是做出创新研究的学者做报告，最好要有一些跨界人才做报告。
其次，高校GIS论坛从2006年创办，坚持了18年，至今形成了一笔丰富的知识遗产，可以考虑将以往的报告做梳理总结，形成知识分享，放在一些平台上，这样可以服务更广大的受众。同时，也可以通过论坛平台做产学研深度合作，GIS课程实践要求高，联合企业开发出一流的实践课程非常重要，可以培养下一代的行业中坚力量，推动行业发展。
最后，论坛可以考虑形成我们国家自己的GIS联盟，类似美国1996年成立的UCGIS（美国大学GIS委员会），欧洲1998年成立的AGILE（欧洲地理信息实验室联盟）一样，进一步扩大影响力，研讨未来GIS学科发展。”
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张晓祥在2024高校GIS论坛作特邀报告