基于防洪減災(zāi)的GIS地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要：GIS即地理信息系統(tǒng)是一個在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持下，集地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及各種應(yīng)用對象、幾何學(xué)、CAD技術(shù)、GPS技術(shù)、遙感技術(shù)、Internet、多媒體技術(shù)等眾多技術(shù)融為一體，利用計(jì)算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫技術(shù)來采集、儲存、編輯、顯示、轉(zhuǎn)換、分析和輸出地理圖形及其屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。本文對GIS在水利防洪減災(zāi)方面的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行闡述，主要分析GIS在水資源領(lǐng)域、GlS在水利防汛以及GIS在水利工程施工三方面的應(yīng)用。最后針對防洪減災(zāi)工作的開展進(jìn)行了GIS系統(tǒng)的簡單設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：防洪減災(zāi) GIS 水利工程

中圖分類號：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0032-01

地理信息系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下進(jìn)行的，具有采集、憐理、分析和顯示多種地理信息的能力，可以對采集的地理信息進(jìn)行多要素綜合分析、空間分析以及動態(tài)預(yù)測。我國對地理信息系統(tǒng)的研究起步于上個世紀(jì)80年代，雖然起步較晚，但發(fā)展勢頭迅猛。GIS逐步邁向?qū)嵱没?、集成化。逐步建立起了不同層次、不同?guī)模的組織機(jī)構(gòu)、研究和實(shí)驗(yàn)中心，擴(kuò)充和研制了一批具有自卞知識產(chǎn)權(quán)的軟件，培養(yǎng)了大批從事GIS研究與開發(fā)的高層次人才。GIS技術(shù)在我國的廣泛應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 GIS在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用

水資源的管理工作是社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。由于我們在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中忽視對水資源的保護(hù)，導(dǎo)致了資源性缺水以及水質(zhì)性缺水，還有就是水資源極大浪費(fèi)等問題。為了更好的解決這一問題，人們開始關(guān)注水資源管理工作。采用現(xiàn)代化的手段，以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)，可以解決好資源水利中的諸多復(fù)雜問題?，F(xiàn)階段，可以通過多維水質(zhì)模型、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)水流模型等環(huán)境過程模型對水資源進(jìn)行規(guī)劃和管理。但是，這些環(huán)境模型在對空間數(shù)據(jù)的操作及操作結(jié)果的顯示方面具有一定的困難，這就需要用到GIS來解決這一問題。通過模擬數(shù)據(jù)和可視化技術(shù)直觀地表現(xiàn)水資源狀況，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)憐理和實(shí)時數(shù)據(jù)的動態(tài)采集，完善水資源信息的節(jié)理與更新，實(shí)現(xiàn)水資源的空間分析功能，實(shí)現(xiàn)模擬動態(tài)變化過程和數(shù)據(jù)共享。

2 GlS在水利防汛方面的應(yīng)用

我國是一個自然災(zāi)害頻繁發(fā)生的國家，自然災(zāi)害給國家財產(chǎn)造成了巨大的損失。隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展新技術(shù)在防洪減災(zāi)領(lǐng)域的涉及面越來越廣。GIS新技術(shù)在水利防汛方面的應(yīng)用使水利防汛工作邁向了新的紀(jì)元。

2.1 洪澇災(zāi)害風(fēng)險分析

GlS在水利防汛方面的應(yīng)用首先就是對洪澇災(zāi)害風(fēng)險分析。也就是對洪水發(fā)生的概率、強(qiáng)度及其可能造成的損失的分析。一般情況下，我們可以從洪水風(fēng)險識別、風(fēng)險估計(jì)、風(fēng)險評價以及風(fēng)險控制四個方面來理解洪澇災(zāi)害風(fēng)險分析。采用GIS技術(shù)，將DEM數(shù)據(jù)與江河流域的雨情、水情和社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，通過科學(xué)的分析和對比，模擬洪水的演變規(guī)律，快速評估洪水的風(fēng)險大小，預(yù)測洪水的發(fā)展趨勢、可能的造成的經(jīng)濟(jì)損失，并根據(jù)預(yù)測和分析的結(jié)果來采取高效的救災(zāi)措施。GIS技術(shù)在災(zāi)情評估上的應(yīng)用就是充分利用的空間查詢功能、分析功能、可視化模擬的能力，結(jié)合災(zāi)害背景數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，計(jì)算淹沒面積，然后科學(xué)的評估災(zāi)情嚴(yán)重程度以及會對各業(yè)造成的損失，為防汛物資的運(yùn)輸選擇最佳路徑。

2.2 防汛指揮和制定防汛決策

GIS在防汛指揮和制定防汛決策上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以GIS提供的江河湖泊分布、工業(yè)設(shè)施、城鎮(zhèn)、交通、水利設(shè)施分布、水文信息等為基礎(chǔ)，利用各類計(jì)算模型提供實(shí)時數(shù)據(jù)，有關(guān)部門可以有效的設(shè)置攔洪設(shè)施的點(diǎn)位，選擇分洪、泄洪措施。同時，利用GIS空間分析及預(yù)測能力還可以模擬行蓄洪區(qū)人員物資的撤退、轉(zhuǎn)移，選擇最佳撤退路線。

3 GIS技術(shù)在水利工程方面的應(yīng)用

在施工過程中，通過GIS可以將施工過程通過圖像的方式動態(tài)的顯不出來，可以為水利施工過程提供便利的分析工具。GIS技術(shù)把工程施工各個時刻的工程面貌的圖像存在數(shù)據(jù)庫中，和與之相對的屬性數(shù)據(jù)建立聯(lián)系，當(dāng)圖像快速連續(xù)變換時，整個施工過程的工程面貌便動態(tài)顯現(xiàn)出來。目前，在我國水利施工中GIS的水利水電工程施工總布置可視化演示系統(tǒng)是采用這種方法。GIS在水利施工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以將GIS中的地形信息與地質(zhì)技術(shù)資料和水文資料相結(jié)合，通過強(qiáng)大的分析功能，來確定最為合適的工程施工地點(diǎn)。另外GIS系統(tǒng)還可以通過離散分布的平面點(diǎn)來模擬連續(xù)分布的地形，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行坡度坡向分析、斷面圖分析等，這可以有效的提高水利工程信息管理的科學(xué)性。

4 基于防洪減災(zāi)的GIS地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于防洪減災(zāi)的GIS地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須要堅(jiān)持以下原則：規(guī)范性、實(shí)用性、穩(wěn)定性、擴(kuò)展性和安全性。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須要根據(jù)《城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等一系列國家及省級標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)不同用戶的相應(yīng)特點(diǎn)，為用戶提供最大限度的系統(tǒng)靈活性；要保證系統(tǒng)的長期正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對于故障能夠有效地處理、及時恢復(fù)；數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)需隨著數(shù)據(jù)內(nèi)容和業(yè)務(wù)管理模式的變化而不斷調(diào)整；系統(tǒng)安全性較高。

在系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)上，可以分為五大模塊：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理模塊、基礎(chǔ)工情信息管理模塊、洪水預(yù)報模塊、洪災(zāi)損失評估模塊、三維仿真模塊。系統(tǒng)的用戶上，需要涉及3類不同用戶：普通用戶、系統(tǒng)管理員、高級用戶。普通用戶進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的建庫工作以及基礎(chǔ)工情信息的管理工作；系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫維護(hù)工作、洪水預(yù)報、洪水模擬、洪災(zāi)評估、用戶權(quán)限管理等工作。高級用戶具有普通用戶和系統(tǒng)管理員的所有功能，另外還要包括各部分功能模塊所實(shí)現(xiàn)的全部功能。

5 結(jié)語

地理信息系統(tǒng)技術(shù)為防汛水情工作標(biāo)準(zhǔn)化、空間化提供了有效的工具。同時也將防汛水情信息與空間地圖很好地結(jié)合起來，保障了防洪減災(zāi)工作的開展。我國的防汛減災(zāi)工作要借助于GIS系統(tǒng)，降低國家和人們的財產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。

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