關(guān)于GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用探析

姬鴻鑫 李坤 宋鳳蕊

摘 要：全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不良后果是生態(tài)系統(tǒng)遭到了破壞，生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，造成近年來(lái)自然災(zāi)害的頻發(fā)，給社會(huì)和人們?cè)斐删薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失。對(duì)各種資源監(jiān)測(cè)控制提到日程上來(lái)，水文水資源的監(jiān)測(cè)在監(jiān)測(cè)體系中，顯得尤其重要和突出，對(duì)水文的監(jiān)測(cè)已經(jīng)被業(yè)內(nèi)專家高度重視。研究水文空間數(shù)據(jù)的重要系統(tǒng)GIS，發(fā)揮了主要的貢獻(xiàn)。文章通過(guò)對(duì)水文水資源研究及GIS相關(guān)知識(shí)的介紹，認(rèn)真探討了GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用，為提高我國(guó)水文水資源領(lǐng)域的研究水平提供參考。

關(guān)鍵詞：GIS；水文水資源；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

前言

各行業(yè)各系統(tǒng)均有GIS系統(tǒng)應(yīng)用，在各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中做出了突出貢獻(xiàn)，而GIS在我國(guó)水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用更加廣泛。GIS全稱是地理信息系統(tǒng)，主要內(nèi)容就是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)為內(nèi)核，對(duì)地理空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述、分析、采集和存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

1 水文水資源研究及GIS理論

科技科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，不斷推動(dòng)GIS技術(shù)向智能化、集成化趨勢(shì)改良，開(kāi)發(fā)并研制更加高精度、多功能、實(shí)用性的GIS技術(shù)，成為行業(yè)追求總目標(biāo)，通過(guò)GIS技術(shù)的推廣和普及，全面提高水文水資源研究數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。GIS技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就在于，能夠?yàn)樗乃Y源研究需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行更加精準(zhǔn)的獲取，通過(guò)空間、水文、地理數(shù)據(jù)參數(shù)分析，可以全面掌握水資源分布特點(diǎn)及規(guī)律。什么是水文水資源研究呢？通常是指重點(diǎn)研究水資源為主，通過(guò)科學(xué)的評(píng)估預(yù)測(cè)，掌握水資源不斷發(fā)展規(guī)律，研判可能會(huì)發(fā)生的水資源隱患，全面了解水資源各種變化、運(yùn)動(dòng)和分布，以當(dāng)?shù)厮臈l件為依據(jù)，以數(shù)據(jù)分析為根本，拿出可行笥研究成果，解決水資源破壞問(wèn)題，化不利為有利，使水資源能夠更好地為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展服務(wù)，要想獲得數(shù)據(jù)，就需要應(yīng)用GIS技術(shù)，將可視化的各類數(shù)據(jù)形象化的呈現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的分析，可以看到，空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)才是GIS的重要核心組成，數(shù)據(jù)的獲取主要途徑是實(shí)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、遙感、專題地圖。GIS功能一是融入地理科學(xué)相關(guān)理論，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、多要素綜合以及區(qū)域空間分析；二是對(duì)數(shù)據(jù)的處理更為精準(zhǔn)、可靠，以遙感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為基礎(chǔ)，保證為研究人員提供有效參考數(shù)據(jù)。

2 GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 在水文資源空間管理與決策方面的應(yīng)用

現(xiàn)代科技推動(dòng)GIS技術(shù)不斷發(fā)展變化，近些年，決策支持系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)不斷得到體現(xiàn)，這主要是由GIS及常規(guī)決策技術(shù)提煉而成，以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的，這種技術(shù)的應(yīng)用，更加符合我國(guó)水資源特征，尚需不斷結(jié)合我國(guó)自然災(zāi)害特點(diǎn)，推廣應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，加大投入力度，實(shí)現(xiàn)新型決策研究目標(biāo)?？梢哉f(shuō)，水文決策是建立在精準(zhǔn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的研究，只有數(shù)據(jù)保證全面、科學(xué)，才能確保研究成果的可靠。那么，在對(duì)水文資源空間管理與決策時(shí)，最主要的技術(shù)因素則是GIS技術(shù)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)是GIS技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)中心，通過(guò)科學(xué)的創(chuàng)建，形成水文水資源數(shù)據(jù)庫(kù)，主要作用就是提高水資源管理水平、依據(jù)空間、時(shí)間分布做預(yù)測(cè)，只有不斷加強(qiáng)決策系統(tǒng)建設(shè)，才能從本質(zhì)上推動(dòng)水資源管理能力。

2.2 在水環(huán)境管理方面應(yīng)用

通過(guò)多年的研究，建立了水質(zhì)動(dòng)態(tài)管理信息系統(tǒng)，使各級(jí)水環(huán)境管理質(zhì)量不斷提升完善，GIS技術(shù)的應(yīng)用起到了重要作用，特別是在水環(huán)境管理中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)尤其突出，一是借助系統(tǒng)不同模塊對(duì)水環(huán)境進(jìn)行科學(xué)調(diào)配與管理，依據(jù)不同發(fā)展進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)增減，保持資源的平衡與合理性。二是能夠通過(guò)此項(xiàng)應(yīng)用，準(zhǔn)確判斷不同分布、不同地域、不同流向的水環(huán)境狀況，我國(guó)上海就在GIS技術(shù)利用上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃浦江流域水量、水質(zhì)的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)，技術(shù)的成功應(yīng)用，也在國(guó)際業(yè)界得到普遍認(rèn)可。

2.3 在水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)應(yīng)用

此項(xiàng)技術(shù)也在水管網(wǎng)信息管理中起著重要作用，可以通過(guò)二次開(kāi)發(fā)、獨(dú)立開(kāi)發(fā)、集成二次開(kāi)發(fā)三種體現(xiàn)模式，進(jìn)行GIS技術(shù)推廣開(kāi)發(fā)。不通過(guò)GIS技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)的是獨(dú)立開(kāi)發(fā)，可以說(shuō)是三種模式中開(kāi)發(fā)難度最小的；最需要GIS技術(shù)支撐的是集成二次開(kāi)發(fā)，通過(guò)GIS技術(shù)處理實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析，對(duì)信息進(jìn)行多次編輯、采集、提取，不斷形成優(yōu)化方案，在設(shè)計(jì)上提升了科學(xué)的計(jì)算能力；單純的二次開(kāi)發(fā)主要借用的技術(shù)就是GIS應(yīng)用，開(kāi)發(fā)難度較集成二次開(kāi)發(fā)略低，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，為各級(jí)管網(wǎng)建設(shè)提供有力支撐。

2.4 在水文情報(bào)預(yù)報(bào)及防洪減災(zāi)方面的應(yīng)用

GIS技術(shù)不斷發(fā)展，形成的多種災(zāi)害模型，能夠全面、具體分析流域上下游關(guān)系，GIS空間分析功能為事前預(yù)報(bào)提供了有力的信息支持。能夠不受約束的在一個(gè)比較大的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)水文信息的采集、編輯和整合；GIS技術(shù)能夠形成最精準(zhǔn)的模型參數(shù)，對(duì)水文模型開(kāi)發(fā)提供強(qiáng)大的支撐基礎(chǔ)，有效的把水利學(xué)模型科學(xué)融合，建立數(shù)字高程模型，使水文信息監(jiān)測(cè)更加實(shí)效可靠；GIS技術(shù)也能在各種輔助材料的提供上實(shí)現(xiàn)多種可能。GIS技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，在預(yù)防洪災(zāi)中的應(yīng)用最為普遍，可能通過(guò)區(qū)劃防洪、風(fēng)險(xiǎn)分析、災(zāi)情評(píng)估、平臺(tái)管理等實(shí)現(xiàn)防洪減災(zāi)的目的。借助GIS空間分析能力能夠?qū)崿F(xiàn)不同模型數(shù)據(jù)優(yōu)化，為防洪決策提供準(zhǔn)確的信息支持，健全管理信息管理決策支持平臺(tái)，達(dá)到不同空間的資源整合，在災(zāi)情評(píng)估上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和分析，通過(guò)GIS技術(shù)多層次管理、整合，使不同屬性、不同層次的數(shù)據(jù)進(jìn)行演進(jìn)，分析結(jié)果能夠協(xié)助災(zāi)情評(píng)估。在計(jì)算模擬洪水發(fā)生強(qiáng)度與技術(shù)對(duì)社會(huì)因子、地理、自然等諸多因素進(jìn)行采集，并附加上對(duì)應(yīng)權(quán)重實(shí)現(xiàn)空間疊加，最后達(dá)到科學(xué)的區(qū)劃分析，形成完整可靠的災(zāi)害損失評(píng)估。

2.5 在水污染控制規(guī)劃方面應(yīng)用

水污染是最大的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，也是當(dāng)前水文水資源領(lǐng)域最為關(guān)注的重點(diǎn)話題，直接影響著水資源開(kāi)發(fā)利用?？梢酝ㄟ^(guò)GIS技術(shù)采集水污染分布參數(shù)數(shù)據(jù)，科學(xué)規(guī)劃方案，使城市排污網(wǎng)絡(luò)功能達(dá)到最佳狀態(tài)，從根本上降低水污染，提高環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)功能，合理劃分控制的區(qū)域，明確水污染對(duì)象，通過(guò)GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)采集整理，建立面向用戶的大用戶數(shù)據(jù)系統(tǒng)，以水污染控制模型實(shí)現(xiàn)區(qū)域環(huán)境水污染控制。

3 GIS在水文水資源應(yīng)用方面的發(fā)展趨勢(shì)

GIS技術(shù)提高了我國(guó)水資源管理水平和利用率，但是結(jié)合環(huán)境、空間、水質(zhì)、序列等方面的實(shí)際情況，還需要不斷加強(qiáng)與改進(jìn)。

一方面是要注重對(duì)GIS系統(tǒng)空間相關(guān)數(shù)據(jù)功能利用，不斷完善水文水資源模型與GIS間的融合，最大化的發(fā)揮出系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。解決當(dāng)前存在的一些不足和矛盾，使GIS專業(yè)模型信息管理及存儲(chǔ)功能不斷提高，在決策支持、地理空間表達(dá)上更加科學(xué)合理。

另一方面是要制定和完善統(tǒng)一的GIS規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)實(shí)中，GIS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是不統(tǒng)一的，不同的數(shù)據(jù)模式占用不同的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，多樣化的產(chǎn)品組合，阻礙了大范圍水文信息交流。

4 結(jié)束語(yǔ)

可以說(shuō)，GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用，從本質(zhì)上提高了我國(guó)水資源監(jiān)測(cè)和管理水平，通過(guò)技術(shù)推廣實(shí)現(xiàn)了防洪減災(zāi)的目的，大大提高了水資源利用率。未來(lái)，還需要不斷提高GIS在水文水資源領(lǐng)域中的推廣和應(yīng)用，全面促進(jìn)我國(guó)水資源合理應(yīng)用、科學(xué)開(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn)

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