試論GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用

【摘要】水文研究工作隨著科技信息的發(fā)展獲得了取得了飛速的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了水文研究技術(shù)上的轉(zhuǎn)變。地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種新型的水文研究技術(shù)，其在水文資源研究領(lǐng)域的應(yīng)用加速了水文研究工作的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。GIS技術(shù)在資源和數(shù)據(jù)方面具有超強(qiáng)的處理能力，水資源的空間分布特性決定了GIS技術(shù)在水文水資源研究中必然能最大化的發(fā)揮出應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】GIS技術(shù)；水文水資源；研究；應(yīng)用

GIS技術(shù)的應(yīng)用初期都主要出現(xiàn)在研究地理信息的軟件系統(tǒng)中，其在對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析的同時(shí)，還能為地理學(xué)科的研究者和管理者提供精確性很高的地理與空間信息，助力他們制定更為科學(xué)的戰(zhàn)略和規(guī)劃。GIS技術(shù)在近年科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，逐漸從外圍發(fā)展進(jìn)入了內(nèi)核系統(tǒng)，這讓該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用范圍得到了進(jìn)一步拓展，更重要的是很多出現(xiàn)在水資源研究中的問(wèn)題都能通過(guò)GIS技術(shù)被有效解決。

1、地理信息系統(tǒng)技術(shù)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）的簡(jiǎn)稱即為GIS，這是一個(gè)輔助地理科研的系統(tǒng)，主要是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用采集、儲(chǔ)存、管理和分析地球表層空間的地理信息。對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的子系統(tǒng)是GIS的核心構(gòu)成部分，這個(gè)子系統(tǒng)是支撐地理科學(xué)研究的關(guān)鍵點(diǎn)，其主要由空間數(shù)據(jù)分析和處理兩個(gè)部分構(gòu)成，統(tǒng)計(jì)、實(shí)測(cè)和遙感圖像是數(shù)據(jù)分析的主要來(lái)源。GIS技術(shù)在地理科學(xué)研究中主要有以下三個(gè)方面的功能，首先是能有效的采集、分析、管理和輸出任何具有典型動(dòng)態(tài)性和空間性的數(shù)據(jù)；其次是能夠全面的分析區(qū)域空間信息以及對(duì)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，這一優(yōu)勢(shì)在地理模型方面的應(yīng)用有著較為明顯的體現(xiàn)；最后是能讓數(shù)據(jù)信息的可靠性提升，因?yàn)樵撓到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理都是運(yùn)用遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，這樣的數(shù)據(jù)能為后期決策提供科學(xué)的參考依據(jù)。當(dāng)前GIS技術(shù)正不斷地向著集成化和智能化的方向發(fā)展，相信在未來(lái)能夠?yàn)樗Y源及水文的研究提供更有效的信息和資料。

2、 GIS在水文水資源領(lǐng)域中的主要應(yīng)用

2.1 GIS于水資源開發(fā)中的應(yīng)用

目前各地水文部門幾乎都是運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)地表水資源的空間分布進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，這種方式有利于對(duì)地下水資源進(jìn)行挖掘和研究。我國(guó)有著豐富的地下水資源，對(duì)于如此大量的地下水蘊(yùn)藏量GIS為地下水資源的開發(fā)和分析創(chuàng)造了有利條件，尤其是在提倡經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的時(shí)代下，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能在保護(hù)地下水資源的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行合理的開發(fā)和利用。比如全國(guó)水文水資源綜合項(xiàng)目規(guī)劃、黃河下游水資源管理空間決策支持系統(tǒng)等。GIS在地下水開發(fā)中運(yùn)用相對(duì)比較準(zhǔn)確的空間數(shù)據(jù)和成果細(xì)化模型來(lái)反映該區(qū)域內(nèi)地下水資源的結(jié)構(gòu)特性和其規(guī)律，進(jìn)而為地下水資源的充分合理采用、布局規(guī)劃與管理提供了科學(xué)全面的決策支撐，使得地下水資源管理越來(lái)越規(guī)范。

2.2 GIS于流域水文模型中的應(yīng)用

近年來(lái)，各地水文模型的研究工作中越多越多的應(yīng)用GIS技術(shù)，不同流域內(nèi)的降水在時(shí)空分布上都具有不均勻的特點(diǎn)，GIS基于這些特點(diǎn)將一個(gè)特定流域通過(guò)DEM劃分為多個(gè)不同的子流域單位，并在TOJPMODEL模型理論的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)出一個(gè)一個(gè)全新的分布式降雨的徑流模型，即對(duì)產(chǎn)流分單位處理后在匯流的過(guò)程展現(xiàn)，最后的模擬計(jì)算就根據(jù)某一個(gè)特定的水庫(kù)汛期數(shù)據(jù)展開，實(shí)現(xiàn)特定流域中的水文監(jiān)控。

2.3 GIS于水文情報(bào)中的應(yīng)用

GIS水文情報(bào)系統(tǒng)主要包括一下四個(gè)方面的內(nèi)容，第一，確定流域水文模型的參數(shù)，這些參數(shù)的確定都需要參照大量的地理信息，比如土地的利用面積、河流的寬度和長(zhǎng)度、流域的坡度等，而這些信息都可以在現(xiàn)有的地理信息技術(shù)上通過(guò)GIS獲得，除此以外的流域下滲能力等模型參數(shù)都可以利用GIS經(jīng)過(guò)分析和統(tǒng)計(jì)后得出。第二，對(duì)空間信息的查詢和分析，在水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)中水情信息的查詢是基礎(chǔ)，對(duì)其的分析和計(jì)算是關(guān)鍵，而這些都是在電子地圖背景下利用GIS技術(shù)和相關(guān)的數(shù)據(jù)管理軟件實(shí)現(xiàn)的；第三，DEM在水文情報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其應(yīng)用價(jià)值不僅體現(xiàn)在準(zhǔn)確的計(jì)算出流域的匯流，還體現(xiàn)在客觀快速的評(píng)估和分析災(zāi)情；第四，深入開發(fā)分布式水文模型，基于GIS能為水文情報(bào)提供詳細(xì)明確的信息，有助于不同分辨率下的多規(guī)則、多邊形流域單元格，從而更加全面的考慮降雨這類不可控的要素在空間的不均勻分布。

2.4 GIS于水土保持中的應(yīng)用

一直以來(lái)水土流失就是造成各種嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害的主要原因之一，比如泥石流、滑坡和山崩等，而水土流失的類型也比較多樣化，凍融侵蝕、風(fēng)蝕、水蝕等都是，如何有效的控制水土流失是地理科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要課題。直到上世紀(jì)80年代，嚴(yán)重的水土流失引起了國(guó)家的高度重視，圍繞著幾個(gè)主要江河在全國(guó)范圍內(nèi)開展了治理工作，同時(shí)選定了一些重點(diǎn)區(qū)域建立了監(jiān)測(cè)網(wǎng)站，充分利用GIS強(qiáng)大的精準(zhǔn)的全球定位和信息管理功能以及遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的管理。用GIS來(lái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并且進(jìn)行分析，這樣及時(shí)的可靠的傳遞數(shù)據(jù)，為流域的水土流失治理提供了大力的便捷。

2.5 GIS于水污染控制規(guī)劃中的應(yīng)用

水污染問(wèn)題一直以來(lái)都是對(duì)人們健康的嚴(yán)重威脅，所以這個(gè)問(wèn)題在水文水資源研究領(lǐng)域是一個(gè)主要關(guān)注點(diǎn)。為了保證水資源開發(fā)使用的效率，降低并控制好水污染問(wèn)題，避免水污染對(duì)人們的生活與健康造成威脅，甚至帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失，人們逐漸將GIS技術(shù)應(yīng)用到水污染控制規(guī)劃方面。通常情況下，在實(shí)際操作中的第一步是確定水污染控制規(guī)劃對(duì)象，以此為中心利用GIS技術(shù)采集所有有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)信息，在建立專門的數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)設(shè)計(jì)好公開面向廣大用戶的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，依據(jù)采集的數(shù)據(jù)對(duì)水污染控制模型加以完善，從而做好區(qū)域環(huán)境內(nèi)的水污染管理與控制工作。

3、結(jié)語(yǔ)

總而言之，同時(shí)具有基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性特點(diǎn)的GIS技術(shù)在水文水資源研究領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值，集中體現(xiàn)在水資源保護(hù)、水資源管理、資源決策和抗旱防澇等方面。在充分掌握水文水環(huán)境實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，要想充分發(fā)揮GIS技術(shù)的作用，首先要清楚的了解GIS技術(shù)的基本概念和功能，如此才能正確把握GIS技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)和重點(diǎn)，從而為地理科學(xué)研究起到輔助作用，提高水利水環(huán)境工作水平和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔文峰， 王鑫鑫， 郭紅，等. GIS在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用探究[J]. 黑龍江水利， 2017， 3（7）：39-43.

[2]李義. GIS在水文水資源領(lǐng)域中的運(yùn)用[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版）， 2017（30）.