水文地質空間信息系統(tǒng)研究

蘭　天,趙　耘,趙長春（中國冶金地質總局山東正元地質勘查院,山東　臨沂　276006）

水文地質空間信息系統(tǒng)研究

蘭天,趙耘,趙長春
（中國冶金地質總局山東正元地質勘查院,山東臨沂276006）

水文地質空間作為地球空間信息系統(tǒng)的重要組成部分，水文地質空間信息系統(tǒng)是對地球表面地下水的分布和運動規(guī)律的信息集成、分析和處理系統(tǒng)。水文地質空間信息系統(tǒng)為生活用水、工業(yè)用水、農業(yè)用水提供技術和信息支持，是水土保持、水資源保護和地質災害防范的信息來源和依據[1]。本文結合水文地質空間信息的特征，研究水文地質空間信息系統(tǒng)的構建方法和應用領域。

水文地質；空間信息系統(tǒng)；構建與應用

隨著社會信息化水平的不斷提高，以地理信息系統(tǒng)(GIS)為代表的現(xiàn)代信息、地理和地圖科學在社會經濟生活的諸多領域有了廣泛的應用。水文地質空間信息系統(tǒng)被基于地理信息系統(tǒng)(GIS)而進一步深化完善和深度開發(fā)，為社會經濟發(fā)展貢獻力量。

1　水文地質空間信息的特征

水文地質空間信息是反映地下水數量、水質隨著時間和空間發(fā)生變化和運動規(guī)律的數據信息流[2]，由于地質環(huán)境和地下水運動具有一定的不規(guī)則性，因此水文地質空間信息具有不確定性、系統(tǒng)性和時滯性特征。

1.1水文地質空間信息的不確定性

所謂不確定性是指某種物資或系統(tǒng)處于狀態(tài)不穩(wěn)定、運動不規(guī)律、信息流反饋不連續(xù)等不規(guī)則、不易測算或預測的特征。對于水文地質空間信息而言，不確定性主要體現(xiàn)在時間上和空間上兩個維度。

水文空間信息在時間上不穩(wěn)定，信息的種類、性質和強弱并不是時間的函數，如地下水的水流大小、水質量值等時而瞬間發(fā)生較大變化、時而長期穩(wěn)定不變，具有不易預測、不易掌控的特性。

在空間上的不確定性是指在不同地形地貌、不同區(qū)域、不同監(jiān)測點或者同一地表點對應的不同深度，水文地質信息不相同、不規(guī)律、分布隨機等特點。

1.2水文地質空間信息的系統(tǒng)性

地球水環(huán)境是一個復雜的系統(tǒng)，地表徑流、地下徑流、含水層、隔水層等諸多因素均對水文地質空間信息造成影響，這些因素相互影響又共同作用，在一定程度上具備“蝴蝶效應”，使得水文地質空間信息與地下地表環(huán)境構成一個系統(tǒng)。

1.3水文地質空間信息的時滯性

信息的傳導需要一定的時間，水文地質空間信息從各個信息源通過信息收集和傳導系統(tǒng)傳送至接收端，在經過處理轉換成可讀懂的信息，這個過程往往會造成接收到信息時，信息反饋的事件已經發(fā)生一段時間，也就是水文地質空間信息的時滯性。

2　水文地質空間信息系統(tǒng)的構建與應用

由于水文地質信息對于人們工農業(yè)生產用水、生活用水、土地資源保護與綜合開發(fā)利用、水土保持與地質災害防范等領域的重要作用，就有必要建立對水文地質信息進行收集、分類、處理、集成、分析和共享的系統(tǒng)平臺[3]。

2.1水文地質空間信息系統(tǒng)的構建原則

實用性、動態(tài)性、高效性是構建水文地質空間信息系統(tǒng)的主要原則。由于水文地質空間信息系統(tǒng)構建的目的是滿足各種使用需求，構建系統(tǒng)的重首要原則就是實用性，如果不具備實用性，就違背了構建信息系統(tǒng)的初衷和目的。水文地質空間信息的不確定性、時滯性、系統(tǒng)性特征決定了其信息系統(tǒng)構建要遵循動態(tài)性原則，只要動態(tài)才能保證獲取的信息的時效性和真實性，時效性不符合要求的信息往往會導致信息使用者做出與事實不符的決策，浪費了大量資源。構建水文地質信息系統(tǒng)要從系統(tǒng)軟件和硬件上多思考其信息傳導和處理速度，保證信息的獲取和相應機制高效運行。

2.2水文地質空間信息系統(tǒng)構建模型

水文地質空間信息系統(tǒng)的模型設計要綜合考慮信息的特征、系統(tǒng)構建原則和信息應用領域和方向，要分類、分級建立信息的收集和處理模塊?？傁到y(tǒng)要綜合、全面、高效，能起到快速總攬全局的作用，子系統(tǒng)要分類合理，與總系統(tǒng)之間的信息傳導要流暢高效，并與其他子系統(tǒng)能有效實現(xiàn)數據共享。

2.3水文地質空間信息系統(tǒng)應用平臺

不同的領域、專業(yè)和工作人員對水文地質空間信息系統(tǒng)應用需求不同，因此，系統(tǒng)構建開發(fā)者要針對不同的用戶需求打造有針對性的使用平臺。使用平臺要具備專業(yè)性、服務性和易于操作的特征。

2.4系統(tǒng)應用端的設計

要用軟硬件上的合理的流程設計實現(xiàn)應用端的界面簡單、信息集成、便于操作。信息的導出端要有符合統(tǒng)計學原理，既要有數據的簡單反應，也要有匯總、分析和異常追蹤。如在地質防災減災應用平臺，要使工作人員能在平臺上直觀地發(fā)現(xiàn)有地質災害危險的風險區(qū)域和風險點，以做出預警響應；也要能導出地質災害的分類、分級、分區(qū)域、分時段等匯總和分類信息，能夠自動計算并導出歷史地質災害多發(fā)點、重大地質災害發(fā)生點等分析類參數。以便幫助工作和研究人員分析地質災害發(fā)生的特點和規(guī)律，科學防災減災。

3　結束語

基于水文地質信息的不確定性、系統(tǒng)性和時滯性等特點，要遵循實用性、動態(tài)性、高效性的原則構建和開發(fā)水文地質空間信息系統(tǒng)，分類、分級并結合應用領域，開發(fā)和構建數據全面實時、分類合理、使用界面簡單高效的水文地質空間信息系統(tǒng)。在國家經濟發(fā)展、土地資源保護和地質災害防范等領域發(fā)揮重要作用。

[1]沈思成.水文地質空間信息系統(tǒng)構建[J].低碳世界，2014(07):130.

[2]翁曉鵬，王文科，曹建成，孫金林，喬曉英.水文地質空間信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].測繪與空間地理信息,2012(10):81-83.

[3]孫金玲,楊澤元等.基于GIS的水文地質空間信息研究與應用[J].地理與地理信息科學,2011(04):41-42.