GIS技術(shù)在灌區(qū)灌溉管理中的應(yīng)用

王文浩

摘 要 隨著科技的不斷創(chuàng)新發(fā)展，促使GIS技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣泛。水資源是各行各業(yè)發(fā)展所必需的一種資源，對其進行有效的管理具有極為重要的意義。而將GIS技術(shù)應(yīng)用于灌溉管理中可以使水資源的利用更為科學(xué)、合理。對我國水資源的缺乏所造成的經(jīng)濟發(fā)展的制約情況有著極大的改善作用。對GIS技術(shù)在灌溉區(qū)內(nèi)的應(yīng)用情況加以分析，從而為今后的灌區(qū)發(fā)展起到一定的幫助作用。

關(guān)鍵詞 GIS技術(shù)；灌區(qū)灌溉管理；管理信息化

中圖分類號：S127；S274 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.137

對灌區(qū)實行科學(xué)管理可以提高灌區(qū)系統(tǒng)的運行效率，是促進水利工程發(fā)揮出更大的效益的重要措施。目前，我國大量地區(qū)存在水資源缺乏水資源供需嚴(yán)重不平衡的現(xiàn)狀。在推廣與運用節(jié)水措施的同時，將加強灌區(qū)用水管理是目前急需解決的問題。我國多數(shù)地區(qū)均重視水利建設(shè)，但對于相應(yīng)管理卻較為缺乏，從而造成灌溉用水有著極大的浪費現(xiàn)象。普遍使用的依然是人工灌溉管理模式，現(xiàn)已成為阻礙我國農(nóng)業(yè)發(fā)展主要的限制因素。

1 GIS技術(shù)介紹

1.1 GIS概念

GIS也就是電力信息系統(tǒng)，其是將數(shù)據(jù)庫、信息科學(xué)、計算機圖形學(xué)以及管理科學(xué)加以有機結(jié)合產(chǎn)生的一門綜合系統(tǒng)，具有對電力信息進行處理及儲存功能的高新技術(shù)。GIS可以將地理位置及其相關(guān)屬性加以整合，通過實際需求將真實、準(zhǔn)確、圖像資料提供給有關(guān)用戶，從而滿足各個領(lǐng)域內(nèi)的人員對于地理信息的需求，依據(jù)其所具有的空間分析以及可視化能力，可以進行相關(guān)內(nèi)容的決策。GIS由于具有如上特點，從而使其與以往的方式有著完全不同的問題解決辦法，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種重要的基礎(chǔ)性建設(shè)，開始被應(yīng)用于生產(chǎn)生活中的諸多領(lǐng)域[1]。

1.2 工作原理

GIS通常是由地理數(shù)據(jù)庫、計算機硬件、GIS操作員、GIS軟件及GIS模型等部分構(gòu)成。其工作原理主要有空間模型、地理參考與矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。第一，空間模型，GIS把現(xiàn)實世界中的地理信息進行抽象顯示，使其聯(lián)結(jié)成為具有各自特征的層面組合，這一原理可以向復(fù)雜難題解決過程中提供更多的捷徑，在實際的應(yīng)用軟件主要是分為點、線、區(qū)等不同的層面，而各自層面均有著自身所特有的屬性。第二，地理參考系?？臻g數(shù)據(jù)分為絕對位置信息與相對位置信息兩部分，其中絕對位置信息主要有經(jīng)緯度坐標(biāo)；而相對位置信息主要是地址、統(tǒng)計調(diào)查值及編碼等方面。GIS所具有的地理坐標(biāo)系能夠便于使用者明確地球所有位置的具體信息。第三，矢量與柵格數(shù)據(jù)。GIS數(shù)據(jù)主要分為矢量與柵格兩類主要的模式。其中矢量數(shù)據(jù)是利用點、線、面形式進行編碼；同時，利用坐標(biāo)串進行數(shù)據(jù)的儲存與管理，是一種表明離散空間特點的最好模式；而柵格數(shù)據(jù)則主要是利用網(wǎng)格單元進行連續(xù)地理特點加以表達[2]。

1.3 主要功能

GIS所具有的主要功能可以分為數(shù)據(jù)輸入與預(yù)處理、數(shù)據(jù)管理、空間查詢和分析、可視化輸出及自動制圖等5個主要功能。其中數(shù)據(jù)輸出與處理，便是將不同格式的文件進行輸入、比例尺、坐標(biāo)投影及轉(zhuǎn)化等操作，從而文件成為GIS可以利用的文件格式。數(shù)據(jù)管理是將大型數(shù)據(jù)庫加以科學(xué)的管理，其在地圖管理中有著極為重要的作用?？臻g查詢和分析則是對具體領(lǐng)域內(nèi)的地理信息有著不同的需求?？梢暬敵霰闶荊IS可以將操作結(jié)果利用可視化等影像、地圖或者多媒體等形式進行直觀的展現(xiàn)。自動制圖便是GIS系統(tǒng)擁有可以自動進行地圖繪制及編輯的能力。

2 灌區(qū)灌溉管理內(nèi)的運用

2.1 硬件建設(shè)

硬件主要包括有監(jiān)測點和通信和管理調(diào)度網(wǎng)。在進行灌區(qū)管理時，要擁有水文、水質(zhì)、蒸發(fā)、降水及水位等資料的實時更新數(shù)據(jù)，所以進行監(jiān)測點建設(shè)便顯得尤為重要。在實際工作中可以采取自動采集結(jié)合于人工采集的方式，對于渠首引水口、氣象站以及支渠分水口等實行自動采集；同時，對采集數(shù)據(jù)實行自動上傳。對于偏僻地點的監(jiān)測點可以采取人工信息采集，同時進行體表報送。此外，通信和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)計3個層次，將管理局作為調(diào)度中心，也就是第一級。將各個管理站以及配水點等作為第二級。將各個抽水站、田間觀測點以及斗渠配水點等作看作是第三級。在一級與二級、二級和三級見均通過有線電話進行溝通與管理，利用電信網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)通信[3]。而三級和其所在的管理站間則采用寬帶通信。

2.2 軟件建設(shè)

對于軟件建設(shè)則主要包括如下幾個方面。第一，地理信息獲取與處理獲取。信息的方式有很多種，例如，掃描，可以采用掃描儀將圖紙信息進行掃描，之后將其利用柵格數(shù)據(jù)進行儲存，再利用相關(guān)軟件對圖像加以處理，從而使圖像的質(zhì)量得到提升；還可以利用衛(wèi)星圖像及專業(yè)的電子地圖等方式。第二，空間數(shù)據(jù)管理。GIS可以利用科學(xué)的方式對數(shù)據(jù)庫實行管理，同時對數(shù)據(jù)庫進行及時的更新、維護，還可以實現(xiàn)對信息的檢索。灌溉管理具有極為繁雜的數(shù)據(jù)信息，要想使其管理更為便捷，可以實行分層技術(shù)加以處理，也就是將地理要素進行卻分為不同的信息層。第三，空間信息查詢，由于GIS系統(tǒng)又有著極為龐大的信息量，所以，查詢速度便成為了首要解決的問題，可以將查詢方式設(shè)計為正、反兩向查詢方式，也就是實現(xiàn)從空間信息查詢屬性信息，也可以實現(xiàn)屬性信息查詢空間信息[4]。對于查詢結(jié)果可以采用表格、過濾色以及圖形等方式加以表現(xiàn)，同時將其制作為專題圖。

3 結(jié)語

GIS技術(shù)一門基于計算機技術(shù)而發(fā)展來的新興技術(shù)，是將空間數(shù)據(jù)加以研究與管理的重要技術(shù)，對該技術(shù)進行開發(fā)與應(yīng)用從而形成眾多分支。將其運用在灌區(qū)內(nèi)部的灌溉管理中可以有效地對水資源進行管理，從而使我國的農(nóng)業(yè)用水得到一定的節(jié)制，以此來緩解我國水資源短缺的現(xiàn)狀。但GIS運用于灌區(qū)管理中商處于起步階段，其中還存在一些急需解決的問，如數(shù)學(xué)建模及降低造價等方面，通過對其不斷的研究與開發(fā)，可以推動GIS不斷的被推廣與應(yīng)用，從而促進我國農(nóng)業(yè)的更好發(fā)展。

參考文獻

[1]王嘯天，路京選.遙感技術(shù)在灌區(qū)現(xiàn)代化管理中的應(yīng)用研究進展[J].中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報，2016，14（1）：42-47.

[2]武建，金幫琳，張小青，等.水利信息化技術(shù)在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中的應(yīng)用分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2015（1）：63-64.

[3]劉勇洪，葉彩華，李文華.基于RS和GIS技術(shù)的區(qū)域農(nóng)田灌溉量預(yù)報研究及應(yīng)用[J].自然資源學(xué)報，2012，27（9）：1601-1609.

[4]楊芳.新型灌溉管理模式在灌區(qū)改革發(fā)展中的應(yīng)用[J].甘肅科技，2013，29（5）：88-89.

（責(zé)任編輯：趙中正）