水文地質(zhì)勘查中GIS技術(shù)的應(yīng)用探討

【摘要】水文地質(zhì)勘查是相關(guān)部門了解、分析我國(guó)水文地質(zhì)條件、開(kāi)發(fā)利用各類水資源的重要途徑，它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工作，尤其是在勘察、測(cè)繪等階段，會(huì)涉及到各類地址信息的收集、整合、分析以及影像生成。在信息技術(shù)的推動(dòng)下，GIS技術(shù)在水文地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用價(jià)值也逐漸凸顯，但是目前我國(guó)水文地質(zhì)勘查中GIS技術(shù)的應(yīng)用依然面臨著一些問(wèn)題?；诖?，本文從GIS技術(shù)的基本內(nèi)容出發(fā)，對(duì)該技術(shù)在水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用問(wèn)題以及應(yīng)用趨勢(shì)進(jìn)行探究。

【關(guān)鍵詞】水文地質(zhì)勘查；GIS技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

一、GIS技術(shù)的的基本內(nèi)容

GIS英語(yǔ)為Geographic Information System，是地理信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，它的主要任務(wù)是收集、描述、分析和評(píng)價(jià)與地球表層和地球地理分布等相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，是一門融多學(xué)科為一體的新興邊緣學(xué)科。GIS技術(shù)的研究對(duì)象主要為地理實(shí)體環(huán)境，簡(jiǎn)單來(lái)講就是利用信息化測(cè)繪技術(shù)，將傳統(tǒng)的平面地圖轉(zhuǎn)化成立體化信息，讓數(shù)據(jù)分析更加直觀、清晰，因此該技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪方面的應(yīng)用非常廣泛。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，GIS技術(shù)逐漸突破地理領(lǐng)域的應(yīng)用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中逐漸印證其應(yīng)用價(jià)值（如下圖）。

從圖中我們可以看到，GIS技術(shù)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，無(wú)論是在宏觀決策還是在微觀數(shù)據(jù)分析方面，都在不斷探索。其中水文地質(zhì)勘查作為土地管理中的一部分，其對(duì)于GIS技術(shù)的依賴性也逐漸提升。

二、GIS技術(shù)在水文地質(zhì)勘查應(yīng)用現(xiàn)狀

1.GIS技術(shù)在水文地質(zhì)調(diào)查工作中的應(yīng)用

GIS技術(shù)在水文地質(zhì)勘查中具有信息收集速度快、信息質(zhì)量高、影像立體逼真等特點(diǎn)，因此，其在水溫地址調(diào)查中的應(yīng)用十分廣泛。具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：第一，水文地質(zhì)測(cè)繪工作中的應(yīng)用。水文地質(zhì)條件的觀測(cè)與繪制，是數(shù)據(jù)庫(kù)生成的前提，在傳統(tǒng)測(cè)繪工作中，不僅人力物力消耗較大，數(shù)據(jù)的客觀性和真實(shí)性也難以保障，而利用GIS技術(shù)，測(cè)繪工作者則可以結(jié)合衛(wèi)星遙感圖像，及時(shí)了解當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛蔡卣?，水體特點(diǎn)，巖體結(jié)構(gòu)等，并根據(jù)這些地理信息分析水文地質(zhì)條件。第二，對(duì)地下水資源的調(diào)查。地下水是淡水資源的重要構(gòu)成，地下水的分布廣泛且分散，因此其調(diào)查難度也較大，如在一些偏遠(yuǎn)山區(qū)，地表崎嶇，山體松散堆積，為人為地質(zhì)勘測(cè)帶來(lái)巨大難度，而GIS技術(shù)可以結(jié)合衛(wèi)星遙感技術(shù)直接獲取不同巖層、山體結(jié)構(gòu)的水資源信息，找到含水層分布區(qū)或富水構(gòu)造帶，并生成地質(zhì)鉆探、開(kāi)采資料、數(shù)據(jù)，為水資源開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。第三，礦區(qū)水文地質(zhì)勘查。礦區(qū)透水是造成安全事故的重要原因，因此，在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員必須要對(duì)礦區(qū)的水資源分布情況進(jìn)行嚴(yán)格的勘測(cè)與分析，而GIS技術(shù)能夠彌補(bǔ)人工勘測(cè)的不足，對(duì)礦區(qū)含水層分布情況及地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行更加立體、細(xì)致的觀測(cè)與分析，進(jìn)而保證礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的科學(xué)性和安全性，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的目的。第四，水利工程的水文地質(zhì)勘查，在水利工程建設(shè)中，技術(shù)人員可以利用GIS技術(shù)對(duì)水庫(kù)兩岸巖層的透水性以及透水巖層的具體走向進(jìn)行觀測(cè)，并對(duì)可能出現(xiàn)滲漏的位置和方向進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)，并依據(jù)地下水位線做好工程設(shè)計(jì)與建設(shè)。

2.GIS技術(shù)在水文地質(zhì)工作中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在水文地質(zhì)勘查中，GIS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：第一，監(jiān)測(cè)地區(qū)的降水量，GIS技術(shù)可以與衛(wèi)星遙感技術(shù)相配合，及時(shí)準(zhǔn)確地獲取不同地區(qū)的降雨量，如根據(jù)雷達(dá)檢測(cè)，某地區(qū)一旦降水粒子出現(xiàn)密集的情況產(chǎn)生較厚的云層，信息平臺(tái)就能夠?qū)涤炅窟M(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析該地區(qū)的不同時(shí)期的降水情況，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供必要依據(jù)。第二，監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量，從地理學(xué)的角度講，在水文地質(zhì)勘測(cè)中，水體的蒸發(fā)量能夠保證水量平衡，并利用物理方式實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，GIS技術(shù)的應(yīng)用能夠根據(jù)衛(wèi)星收集的數(shù)據(jù)建立蒸發(fā)量計(jì)算模型，并從整體上確定并預(yù)測(cè)水體蒸發(fā)量。第三，監(jiān)測(cè)徑流量，GIS技術(shù)能夠建立全面系統(tǒng)的地理信息平臺(tái)，在水文地質(zhì)勘查中，技術(shù)人員可以根據(jù)土壤、地表、植被、水體、蒸發(fā)量等數(shù)據(jù)，對(duì)水文信息進(jìn)行全面完整的分析與預(yù)測(cè)，并形成徑流量變化模型，對(duì)水體的水量進(jìn)行檢測(cè)。第四，預(yù)防干旱、洪澇等災(zāi)害，保持水土平衡，GIS技術(shù)通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐乃Y源進(jìn)行整體分析，并結(jié)合農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，明確當(dāng)?shù)氐暮闈?、旱情、積融雪、水質(zhì)等情況進(jìn)行全面分析，進(jìn)而通過(guò)動(dòng)態(tài)模型為干旱、洪澇等工作決策提供依據(jù)。

三、GIS技術(shù)在水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用問(wèn)題

通過(guò)上面的表格我們也可以看出GIS技術(shù)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域中有了廣泛的應(yīng)用，其中在水文地質(zhì)勘查方面的應(yīng)用自然也不例外，隨著技術(shù)理論研究的不斷深化，研究方法的不斷更新，以及軟件技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，我國(guó)水文地質(zhì)勘查技術(shù)也得到了新的發(fā)展，但是在具體應(yīng)用中，其中的問(wèn)題也不容忽視。第一，技術(shù)投入不足（如下圖）。

目前在水文地質(zhì)勘查方面，我國(guó)對(duì)于GIS技術(shù)硬件的投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)以及人員培訓(xùn)的投入，這說(shuō)明雖然我國(guó)GIS技術(shù)在硬件條件上的改變有目共睹，但是在數(shù)據(jù)分析方面依然是薄弱環(huán)節(jié)，尤其是軟件技術(shù)研究的滯后，使得更多水文地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值得不到有效的體現(xiàn)，影響了技術(shù)的應(yīng)用效果。第二，數(shù)據(jù)缺乏標(biāo)準(zhǔn)，在共享與應(yīng)用中遇到阻礙，雖然我國(guó)在推動(dòng)GIS技術(shù)應(yīng)用方面不遺余力，也出臺(tái)了水文地質(zhì)勘查的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但是在數(shù)據(jù)的精確度上卻依舊有巨大的提升空間，這為信息平臺(tái)的建設(shè)以及資源的共享造成了一定的困難。第三，水文地質(zhì)空間分析技術(shù)水平還有待提升，在水文地質(zhì)勘查中，動(dòng)態(tài)化的數(shù)據(jù)分析需要在技術(shù)人員對(duì)GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行全面控制與整合，但是從目前我國(guó)的GIS技術(shù)平臺(tái)建設(shè)情況來(lái)看，系統(tǒng)平臺(tái)在功能設(shè)計(jì)上依然難以全面滿足水文地質(zhì)勘查需求。第四，GIS平臺(tái)建設(shè)不完善，在是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下，商業(yè)化平臺(tái)越來(lái)越受到重視，一些企業(yè)從市場(chǎng)利潤(rùn)出發(fā)，投入到技術(shù)研究，此外，國(guó)家為確保技術(shù)發(fā)展，也不斷增加技術(shù)投入完善平臺(tái)建設(shè)，但是在水文地質(zhì)勘查中。GIS技術(shù)平臺(tái)尚不完善，技術(shù)人員在勘查工作中受到的制約也十分明顯。

四、GIS技術(shù)在水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用趨勢(shì)

進(jìn)入到信息時(shí)代，尤其是在大數(shù)據(jù)分析作用逐漸凸顯的背景下GIS技術(shù)作為地理信息分析手段，其在水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用應(yīng)該得到重視。

從目前我國(guó)水文地質(zhì)勘查工作效果來(lái)看，GIS技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)全面滲透到工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，而在技術(shù)創(chuàng)新的推動(dòng)下，尤其是在衛(wèi)星遙感等技術(shù)的支持下，GIS技術(shù)的發(fā)展也呈現(xiàn)出了更加積極樂(lè)觀的趨勢(shì)。目前GIS技術(shù)在水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用趨勢(shì)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行概述：第一，三維甚至四維空間圖像的生成與分析是未來(lái)GIS空間顯示和分析技術(shù)軟件開(kāi)發(fā)的重要趨勢(shì)，水文地質(zhì)條件的勘查結(jié)果經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的分析模型，如地下水的時(shí)空動(dòng)態(tài)特征等，而GIS技術(shù)在研究中應(yīng)該從空間上打開(kāi)突破口，建立更加直觀的動(dòng)態(tài)圖形，從而為技術(shù)人員探究水文變化規(guī)律提供更加可靠的技術(shù)手段；第二，集成技術(shù)與空間分析模型應(yīng)在契合度上不斷提高，利用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)水文地質(zhì)情況的立體化生成是技術(shù)的基本特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，而根據(jù)數(shù)據(jù)建立分析模型，并探究地理規(guī)律不僅考驗(yàn)著專業(yè)人員的分析能力，更考驗(yàn)著數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的真實(shí)性、客觀性與系統(tǒng)性；第三，利用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)流域或區(qū)域性水文地質(zhì)條件的綜合分析，并建立相關(guān)模型則是技術(shù)研究的重要方向。通過(guò)技術(shù)研究，在水文地質(zhì)勘查工作中，技術(shù)人員能夠更加有效地利用水資源，這對(duì)于資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)都是十分重要的；第四，將GIS技術(shù)、人工智能和模擬技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，近年來(lái)，人工智能成為技術(shù)創(chuàng)新中的“熱詞”，在水文地質(zhì)勘查中，GIS技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用不應(yīng)該僅局限在“3S技術(shù)”的綜合上，還應(yīng)該積極引入并應(yīng)用人工智能技術(shù)，建立信息化、自動(dòng)化、智能化的信息平臺(tái)，以提高GIS技術(shù)的應(yīng)用水平。

五、結(jié)束語(yǔ)

總之，GIS技術(shù)在水文地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用不僅為工作人員的信息收集與研究提供了便利的條件，更是推動(dòng)了我國(guó)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)與完善。當(dāng)然，目前在水文地質(zhì)勘查中，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在資金投入，技術(shù)研究、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)等方面依然存在諸多的問(wèn)題，但是在信息時(shí)代，GIS技術(shù)的應(yīng)用是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。而相關(guān)部門應(yīng)該積極深入地進(jìn)行技術(shù)分析與研究，這樣才能不斷提升我國(guó)水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)的能力。

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