GIS在水資源管理中的應(yīng)用

王超庭　李洵

摘 要：地理信息系統(tǒng)是一門于20世紀(jì)60年代中期問(wèn)世的計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科中的新技術(shù)，不僅能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效的管理和分析，還能夠?yàn)楦骷?jí)主管部門在制定方案、戰(zhàn)略決策等方面提供可靠的依據(jù)。地理信息系統(tǒng)是當(dāng)前水文水利工作的最重要基礎(chǔ)技術(shù)之一，對(duì)于實(shí)現(xiàn)水文水資源的科學(xué)化管理、水文水資源政策的合理制定等都有十分重要的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：GIS；水資源；管理；應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（GIS）主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)硬件以及軟件作為工作的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)資源和環(huán)境的描述進(jìn)行具體的服務(wù)，相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用主要是對(duì)客觀世界當(dāng)中具有空間特征的事物以及其間的關(guān)系和相應(yīng)的行為過(guò)程進(jìn)行基于計(jì)算機(jī)軟件的描述和模擬研究，進(jìn)而進(jìn)行具體的分析和相應(yīng)的優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上利用其中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律對(duì)人類的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)的指導(dǎo)，為人類的活動(dòng)對(duì)世界進(jìn)行改造和管理進(jìn)行強(qiáng)有力的支撐。

一、利用GIS對(duì)水資源管理的必然性

隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，所需求的資源量日趨增加，而地球上的許多資源不僅總量不多，而且分布非常不均勻，甚至有些資源出現(xiàn)了即將枯竭的情況，成為了制約社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素。而在這些資源中，水資源的重要性不言而喻，水是生命之源，離開(kāi)了水，沒(méi)有生物能夠生存。鑒于這樣的局面，如何對(duì)現(xiàn)有的水資源進(jìn)行高效而準(zhǔn)確的管理，是一個(gè)等待解決的問(wèn)題。與水資源相關(guān)的數(shù)據(jù)量是海量的，因此，如果想要對(duì)水資源進(jìn)行管理，就需要對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，同時(shí)，隨著現(xiàn)實(shí)情況的不斷改變，數(shù)據(jù)還要隨之不斷修改、更新、添加刪除等。這對(duì)管理方式有著很高的要求。

GIS技術(shù)在水資源管理中有很大的作用，究其原因，與GIS的特點(diǎn)有很大的關(guān)系。GIS有著空間定位特征、多維結(jié)構(gòu)特征和明顯的時(shí)序特征。而水資源數(shù)據(jù)作為空間數(shù)據(jù)，必定依附于空間坐標(biāo)，同時(shí)GIS在處理海量數(shù)據(jù)方面有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛地用于水資源管理中。

二、GIS在水資源管理中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)具備有較強(qiáng)的信息收集、處理、反饋等作用，對(duì)于空間和非空間的信息都能做到及時(shí)搜集。水文水資源信息是時(shí)刻更新著呢，我們必須及時(shí)的關(guān)注著這些信息，在此方面上，地理信息系統(tǒng)更加顯示出它的優(yōu)勢(shì)，下面我就具體介紹下地理信息系統(tǒng)在水文水資源中的應(yīng)用。

（一）地理信息系統(tǒng)與水文模型的有機(jī)結(jié)合

例如利用地理信息系統(tǒng)與地下水模型的結(jié)合，我們可以在兩者的有機(jī)結(jié)合之中，獲更加確切的了解到低下水流情況，深淺情況，甚至是對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)；再如我們也可以將洪水模擬與地理信息系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，然后預(yù)先根據(jù)相應(yīng)的信息進(jìn)行對(duì)洪水的預(yù)測(cè)，從而能夠提前做出解決方案，盡最大可能減少損失。

（二）地理信息系統(tǒng)在水資源的開(kāi)發(fā)規(guī)劃和運(yùn)行管理上的作用

例如在地下水的開(kāi)發(fā)利用之中，我們可以運(yùn)用地理信息系統(tǒng)提前將地下水的情況了解清楚，然后根據(jù)獲取的信息，制定相應(yīng)的地下水開(kāi)采方式；再如地理信息系統(tǒng)在區(qū)域水管理中的應(yīng)用。

（三）利用地理信息系統(tǒng)對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行研究

例如，利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行水文過(guò)程的空間變化、深林水文學(xué)等。水資源數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是極其復(fù)雜系統(tǒng)工程。首先，水資源數(shù)據(jù)是多維的。例如，對(duì)于每一個(gè)水情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，它都有個(gè)時(shí)間戳，記錄了數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。同時(shí)每個(gè)數(shù)據(jù)還有個(gè)地理戳，記錄了數(shù)據(jù)采集的具體位置。這樣時(shí)間維、空間維和各個(gè)主題域一起構(gòu)成了水情多維數(shù)據(jù)。其次，水資源監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)在采樣時(shí)間上精確到了分鐘，在取樣位置上又精確到了測(cè)點(diǎn)，因此數(shù)據(jù)量是極其龐大的。為了方便更好地查詢和分析數(shù)據(jù)，需要對(duì)原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合。總體上看來(lái)，在水資源信息系統(tǒng)中，涉及到的數(shù)據(jù)可以分為兩大類：空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。利用GIS可實(shí)現(xiàn)圖形和屬性數(shù)據(jù)的雙向查詢，對(duì)水資源數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理，在此基礎(chǔ)上做出評(píng)價(jià)?？焖僬莆账乃Y源內(nèi)的各種信息，使水資源管理達(dá)到系統(tǒng)化、科學(xué)化，促進(jìn)水文水資源的有效開(kāi)發(fā)和可持續(xù)利用。

（四）區(qū)域水資源管理保護(hù)的應(yīng)用

水資源管理保護(hù)工作包括對(duì)水文基本信息、地形地貌、水文地質(zhì)條件、河流水系、土壤植被、水利工程、地表及地下水源保護(hù)等多種不同類型要素的管理，地理信息系統(tǒng)可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，進(jìn)而以此為參照制定恰當(dāng)?shù)墓ぷ饔?jì)劃，為水資源管理提供基礎(chǔ)信息的服務(wù)。

三、地理信息系統(tǒng)發(fā)展前景方向

地理信息系統(tǒng)在水文水資源的相關(guān)工作中有著十分廣闊的發(fā)展前景，目前正朝著智能化、自動(dòng)化、精細(xì)化的方向發(fā)展。一方面地理信息系統(tǒng)正在與水文地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立相融合，及時(shí)更新相關(guān)數(shù)據(jù)信息，保證水文工作的有效性開(kāi)展；另一方面地理信息系統(tǒng)正不斷地與水文模型相融合，對(duì)于水文信息的相關(guān)變化能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，更好地為相關(guān)工作服務(wù)，同時(shí)正朝著二次開(kāi)發(fā)的方面發(fā)展，隨著科技的不斷發(fā)展，會(huì)有更多基于地理信息系統(tǒng)的軟件被不斷地開(kāi)發(fā)出來(lái)，為水文水資源工作提供更好的服務(wù)。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，地理信息系統(tǒng)作為一種新型的應(yīng)用型科學(xué)技術(shù)，在未來(lái)的發(fā)展中必將有更為遼闊的空間。地理信息系統(tǒng)，由于發(fā)展的年代并不是非常久遠(yuǎn)，因此在很多方面也存在著很多不足之處，需要不斷地進(jìn)行完善，以適應(yīng)日益發(fā)展的科研要求。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科研要求得日益迫切，社會(huì)對(duì)地理信息系統(tǒng)的依賴也越來(lái)越強(qiáng)烈，這在很大程度上為地理信息系統(tǒng)的發(fā)展提供了動(dòng)力。但是我們也必須清楚地認(rèn)識(shí)到，地理信息系統(tǒng)只是我們?cè)谘芯宽?xiàng)目過(guò)程中的輔助工具，不可盲目的夸大它的作用。

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作者簡(jiǎn)介：王超庭，河北省地礦局第十一地質(zhì)大隊(duì)。