GIS在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用分析

趙永志

摘要：近幾年來，科技的進(jìn)步帶來了諸多可喜的變化，借助于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們能夠提早預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)，加以應(yīng)對。以地理信息系統(tǒng)（GIS）在現(xiàn)代水利建設(shè)工程中的應(yīng)用為例，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，極大程度的為防洪、排澇、旱情分析、雨水檢測等各環(huán)節(jié)提供了相關(guān)數(shù)據(jù)參考，極大的減少了各種未知的自然風(fēng)險(xiǎn)對人民物質(zhì)財(cái)產(chǎn)的沖擊，以及自然災(zāi)害對個(gè)體生命潛在的威脅，十分有利的促進(jìn)了我國水利工程的建設(shè)。同時(shí)，GIS對于歷史數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，以及實(shí)時(shí)信息的反饋，各種數(shù)據(jù)的綜合處理等，為水利工程的建設(shè)提供了更加準(zhǔn)確、全面的信息。

關(guān)鍵詞：GIS；水利水電工程；應(yīng)用分析

中圖分類號：F407.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

引文

隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，人們通過對數(shù)據(jù)的分析，間接對自然災(zāi)害的預(yù)知能力逐步加強(qiáng)，我國的災(zāi)害預(yù)警機(jī)制也愈加完善。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展深入人心，為有效讓發(fā)展的成果惠及廣大人民群眾，中國適應(yīng)發(fā)展的大趨勢，提出“數(shù)字中國”的發(fā)展策略，所謂“數(shù)字中國”，即充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，更好的促進(jìn)各領(lǐng)域的發(fā)展。GIS在水利水電工程中的應(yīng)用，作為“數(shù)字中國”的組成部分——“數(shù)字防汛”，在有效提高工作效率的同時(shí)，也增加了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)利益。

GIS概述

GIS的基本概念

GIS是具備信息處理能力的技術(shù)，它通過計(jì)算機(jī)這一載體，通過對地理數(shù)據(jù)的采集，按照既定的理論處理模式，進(jìn)而達(dá)到提供信息指導(dǎo)、作出災(zāi)情預(yù)測的目的。簡單的說，GIS就是通過對地表信息的采集、存儲(chǔ)、處理，通過數(shù)據(jù)分析，達(dá)到預(yù)知自然災(zāi)害的災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。近年來，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)逐步推動(dòng)了GIS的廣泛應(yīng)用，尤以GIS在水利水電中的應(yīng)用為最。

GIS的組成部分

GIS的組成部分十分明確，不難發(fā)現(xiàn)，它的載體是計(jì)算機(jī)，自然而然，計(jì)算機(jī)的硬件和軟件部分是其基本的組成部分，該部分被稱為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；除此之外，GIS的施行需要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，而其主要的分析對象即是地表數(shù)據(jù)等，地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是其重要的組成部分；最后，它需要對以上這兩部分進(jìn)行綜合，即需要專業(yè)人員對該系統(tǒng)進(jìn)行整體操控，這一部分被稱為組織機(jī)構(gòu)。由此來看，GIS主要由以上三個(gè)部分組成。

GIS的設(shè)計(jì)目標(biāo)

所謂GIS的設(shè)計(jì)目標(biāo)，主要指的是它具備著怎樣的基本功能，能在現(xiàn)實(shí)生活中做些什么，以下，筆者將簡單介紹GIS的基本功能。一方面，GIS具備信息采集、存儲(chǔ)的能力。GIS具備記錄地表狀態(tài)的能力，它可以及時(shí)更新地表的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)庫中信息的及時(shí)性，有效綜合不同時(shí)間階段內(nèi)的地表狀態(tài)，并擁有較長時(shí)間的存儲(chǔ)能力。另一方面，GIS具備數(shù)據(jù)處理和空間分析能力，顯然，這是GIS的核心部分，它通過數(shù)據(jù)組合、數(shù)據(jù)對比等，進(jìn)而有效的對信息加以處理，對空間動(dòng)態(tài)予以回饋，及時(shí)指導(dǎo)專業(yè)人員對下一步的災(zāi)害預(yù)警作出相關(guān)正確反映。

GIS在水利水電中的應(yīng)用分析

我國幅員遼闊，地貌復(fù)雜、多形多樣，這一定程度上加大了災(zāi)害預(yù)警的難度。在過去較長的時(shí)間里，自然災(zāi)害給我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了巨大的社會(huì)損失，嚴(yán)重威脅著人民的財(cái)產(chǎn)和生命安全。隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們逐漸依托于GIS進(jìn)行災(zāi)情預(yù)測，雖然GIS不能保證百分之百的正確，但它卻極大程度上提供了災(zāi)害數(shù)據(jù)分析，對我國一系列防洪抗災(zāi)決策的作出予以指導(dǎo)。當(dāng)前，GIS在我國水利水電工程建設(shè)中主要有以下幾種類型：

（一）防洪減災(zāi)

我國南方地區(qū)雨水較多，平原、丘陵、山地遍布，多水的氣候加上復(fù)雜的地貌，洪澇災(zāi)害對于我國南方地區(qū)可謂是極大的威脅，GIS在水利水電中的應(yīng)用，極大程度的為我國南方地區(qū)的發(fā)展策略提供了相關(guān)指導(dǎo)，借助于空間分析能力以及可視化模擬技術(shù)，及時(shí)反饋地表動(dòng)態(tài)信息，對空間數(shù)據(jù)加以采集、存儲(chǔ)、處理、分析等流程，預(yù)知預(yù)測災(zāi)情災(zāi)害，為指導(dǎo)相關(guān)水利水電工程的建設(shè)作出了有利貢獻(xiàn)。

（二）災(zāi)情評估

為有效應(yīng)對災(zāi)情災(zāi)害，合理分析災(zāi)害的程度、危害等，是災(zāi)情評估的重要環(huán)節(jié)，災(zāi)情評估要想做出準(zhǔn)確、合理的預(yù)測，需要借助GIS的平臺(tái)，以GIS 采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，充分利用GIS的查閱和可視化技術(shù)，對災(zāi)情數(shù)據(jù)加以分析、處理，對災(zāi)情狀況加以可視化模擬，及時(shí)做出相關(guān)反應(yīng)。

（三）城市防洪

GIS除了能夠有效預(yù)測山區(qū)等不穩(wěn)定的山體形態(tài)，在復(fù)雜的城市環(huán)境下也具有極為重要的作用。相對比于山區(qū)，城市具有更加特殊的形態(tài)，樓房遍布、人流眾多，這也一定程度上加大了GIS在城市防洪中的應(yīng)用難度。城市防洪需要GIS做的不僅僅是對洪水作出預(yù)警，更要合理分析城市的排水狀況，城市的積水狀況，以及城市的排水設(shè)施是否完善等問題，這也對GIS的發(fā)展提出了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)，但不能否認(rèn)，GIS正在城市防洪中發(fā)揮其巨大的作用，而且其作用是不容替代的。

（四）水質(zhì)監(jiān)測

GIS能夠有效對水資源污染作出反應(yīng)，當(dāng)某區(qū)域水資源受到污染時(shí)，GIS將會(huì)在空間形態(tài)中以特殊顏色標(biāo)記，以此提醒、警示相關(guān)負(fù)責(zé)人員。隨著社會(huì)的發(fā)展，水污染問題日趨普遍，然而水污染對于人類健康是極為不利的，它不僅危害人的身體健康，還威脅著下一代的發(fā)展。很明顯，單靠人工評測水質(zhì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，面對遼闊的版圖，如此龐大的宏觀環(huán)境，人力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以監(jiān)測出所有區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)異常。GIS的作用就在于此，它可以提供宏觀上的畫面，并且對于水質(zhì)問題能夠有所反應(yīng)，一旦某地區(qū)發(fā)生水資源污染，它可以及時(shí)采集到信息，迅速的把水污染情況反饋，這樣就極大程度的降低了人力損耗，提高了工作效率。

GIS在水利水電行業(yè)的發(fā)展趨勢分析

GIS的顯著優(yōu)越性極大的降低了自然災(zāi)害對我國經(jīng)濟(jì)的沖擊，減少了人們的損失，一定程度的保障了人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。GIS在水利水電行業(yè)的發(fā)展更是起到了顯著的作用，雖然GIS正以顯著的優(yōu)越性被廣泛引用，但仍然存在需要完善的方面需要進(jìn)一步的發(fā)展，以下筆者以GIS在水利水電工程中的應(yīng)用為例，簡要分析在當(dāng)前大的發(fā)展環(huán)境下GIS需要進(jìn)行完善的幾個(gè)方面。

全面的監(jiān)測體系

GIS雖然具備極大的優(yōu)越性，但它仍滿足不了紛繁復(fù)雜的空間格局，對于形態(tài)多樣的空間格局難免會(huì)力不從心，顯然僅靠GIS的力量，我國災(zāi)害預(yù)警機(jī)制還是十分不健全的。所謂天無絕人之路，與GIS相關(guān)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、遙感系統(tǒng)（RS）也正在迅速發(fā)展中，而這三者的強(qiáng)力組合則會(huì)更加有能力對動(dòng)態(tài)空間進(jìn)行有力監(jiān)控，這也就是俗稱的“3S”技術(shù)?！?S”技術(shù)的三個(gè)組成部分分別具有不同的側(cè)重點(diǎn)，比如說，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的主要功能是快速、準(zhǔn)確的對物體位置進(jìn)行定位，遙感系統(tǒng)（RS）的主要功能是及時(shí)感應(yīng)地表狀態(tài)的變化。如果能有效將“3S”技術(shù)加以完善，將會(huì)發(fā)揮其更加巨大的效用，更好的監(jiān)控地表狀態(tài)，提高預(yù)測自然災(zāi)害的準(zhǔn)確性、為水利水電工程的建設(shè)提供有利指導(dǎo)。

有效的地理信息建模系統(tǒng)

為更好的發(fā)展我國的水利水電事業(yè)，依托GIS無疑具有重要作用，但與此同時(shí)，還要加強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的完善與發(fā)展，建立水利水電區(qū)域特有的空間分析模型，這在日后工作開展中不僅能夠有效利用當(dāng)前設(shè)備加以預(yù)想，更能成為指導(dǎo)部署抵抗自然災(zāi)害的陣地，立足于災(zāi)害發(fā)生的實(shí)際情況，模擬事發(fā)時(shí)候的一系列不利影響，進(jìn)而施行相關(guān)策略，降低財(cái)產(chǎn)損耗，總而言之，GIS對我國水利水電事業(yè)的發(fā)展具有重要影響。

結(jié)語

GIS在水利水電的應(yīng)用是一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略部署，對我國水利水電的發(fā)展具有不可替代的作用，對于我國災(zāi)害預(yù)警、災(zāi)害防治具有十分重要意義，GIS的應(yīng)用有助于完善我國災(zāi)害預(yù)警機(jī)制，對我國發(fā)展具有重要作用。但與此同時(shí)，我們?nèi)砸粩嗤菩袨?zāi)害預(yù)警機(jī)制的完善，逐步推進(jìn)GIS改革，使其更加適應(yīng)我國國情，更好的為我國的長遠(yuǎn)發(fā)展服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]薛紅勛.GIS 在河南水利現(xiàn)代化建設(shè)中的應(yīng)用[J].《河南水利與南水北調(diào)》2 0 1 0 年 第 1 1 期

[2]丁運(yùn)成.GIS在水利水電工程建設(shè)及管理中的應(yīng)用探析[J].沿海企業(yè)與科技總第114 期

[3]黃雷,馮偉,姜琳.ＧＩＳ在水利水電領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版２０１１年１２月）第２０卷