GIS技術(shù)在水文水資源中的應(yīng)用分析

張全

摘 ?要：現(xiàn)代社會(huì)，科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新離不開(kāi)經(jīng)濟(jì)的支持，而我國(guó)經(jīng)濟(jì)目前發(fā)展的速度越來(lái)越快，各種科學(xué)技術(shù)水平也不斷取得巨大的突破，在各行各業(yè)中應(yīng)用不同的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)十分普遍，甚至同一種技術(shù)在不同的領(lǐng)域中使用，也會(huì)取得意想不到的收獲。文章主要研究地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)在水文資源領(lǐng)域中的應(yīng)用?？茖W(xué)合理地運(yùn)用GIS技術(shù)可以幫助我們獲得更多的水文資料，通過(guò)分析這些材料，從中選取對(duì)我們有用的信息，這些信息對(duì)人們更好的保護(hù)水資源十分重要。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù);水文資源;地理信息系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TV213.4 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）35-0157-02

Abstract： In modern society， the innovation of science and technology is inseparable from the support of the economy. At present， the speed of economic development in China is getting faster and faster， and great breakthroughs have been made in various levels of science and technology. The application of different science and technology in a variety of industries has been very common， and even the use of the same technology in different fields will make unexpected gains. This paper mainly studies the application of GIS technology in the field of hydrological resources. Scientific and rational use of GIS technology can help us to obtain more hydrological data， and through the analysis of these materials and selecting useful information for us， it is found that these information is very important for people to better protect water resources.

Keywords： GIS technology; hydrological resources; geographic information system

1 地理信息系統(tǒng)（G1S）的概述

地理信息系統(tǒng)GIS是一種對(duì)地理信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、保存、分析、處理的計(jì)算機(jī)技術(shù)。地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將其轉(zhuǎn)換成具有空間意義上的地理信息，所以軟件技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是使用這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)。目前GIS技術(shù)在很多領(lǐng)域中都有應(yīng)用，并且取得了驕人的成績(jī)，我國(guó)正在將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到水文資源的研究當(dāng)中，通過(guò)技術(shù)對(duì)地球表面的地表信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，讓人類更好的了解水資源的相關(guān)信息，也為水資源的保護(hù)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 GIS對(duì)水文資源研究的意義

（1）GIS技術(shù)可以將來(lái)自不同比例、不同維度是甚至是不同來(lái)源渠道得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將這些具有不同意義的數(shù)據(jù)聯(lián)系到一起，這在很大程度上減小了獲取水文資源數(shù)據(jù)的困難程度，可以快速的獲取大量的水文資源數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些大量的水文水資源地表空間信息進(jìn)行分析，因?yàn)镚IS技術(shù)空間性這一特點(diǎn)，不僅可以校正這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度，還能將地形與地理特性在空間上聯(lián)系到一起。（2）GIS技術(shù)不僅具有很強(qiáng)的空間性，在時(shí)效性這一方面也有著十分顯著的優(yōu)勢(shì)，它可以將收集到水文水資源信息數(shù)據(jù)及時(shí)匯總、分析，將新數(shù)據(jù)及時(shí)更新，根據(jù)實(shí)時(shí)信息及時(shí)更正空間信息，這也在一定程度上校正了水文資源數(shù)據(jù)的真實(shí)程度。（3）可信賴的GIS技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)以及衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)水文水資源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，根據(jù)科研人員的研究方向，取其有實(shí)際意義的數(shù)據(jù)，去掉無(wú)用的數(shù)據(jù)，這樣在保證這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的同時(shí)，也給人類的研究帶來(lái)一定的便利，減少了很多不可行方案的出現(xiàn)，為最終的結(jié)論提供了強(qiáng)有力的支持依據(jù)。（4）結(jié)果可視化。GIS的用戶頁(yè)面可以以圖表的方式輸出分析的結(jié)果，對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)，這樣的輸出方式帶來(lái)的益處不僅僅體現(xiàn)在用戶便于理解、研究方面，更在一定程度上讓研究人員更容易的得出正確的結(jié)論，豐富了現(xiàn)有的水文資源資料。

3 GIS技術(shù)在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 GIS技術(shù)在地表水方面的應(yīng)用

（1）提到地表水就會(huì)讓人們聯(lián)想到水資源保護(hù)方面，提到水資源保護(hù)那首先需要了解水資源，現(xiàn)代社會(huì)通常使用RS技術(shù)來(lái)獲取地表水資源的相關(guān)信息，RS技術(shù)可以實(shí)時(shí)的獲取水資源數(shù)據(jù)，得到水資源的周期性變化情況，然后使用GIS技術(shù)建立水資源保護(hù)系統(tǒng)，在系統(tǒng)中輸入RS技術(shù)收集到的資料，然后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到可能性的多種規(guī)劃方面，根據(jù)這些方案在系統(tǒng)中模擬實(shí)施后可能出現(xiàn)的每一種情況，通過(guò)模擬方案預(yù)測(cè)方案實(shí)施后的效果，在一定程度上減少了人力、財(cái)力、物力的浪費(fèi)，也在很大程度上提高了方案的可行性。

（2）因?yàn)镚IS技術(shù)具有獲取數(shù)據(jù)全面、操作簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)更新、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的特點(diǎn)，所以GIS水資源規(guī)劃與傳統(tǒng)水資源規(guī)劃技術(shù)相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。水資源規(guī)劃的方案制定是依據(jù)大量數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)之上的，GIS技術(shù)具有很強(qiáng)的空間性特點(diǎn)，可以對(duì)不同比例、不同維度是甚至是不同來(lái)源渠道得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將這些數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，更加方便的建立多種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，比如水資源歷史資料方面的數(shù)據(jù)庫(kù)、水資源各種實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)、水資源特性的數(shù)據(jù)庫(kù)、水資源與地理信息相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)等等。根據(jù)研究的需要，可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取相關(guān)資料，完成各種水資源專題研究的報(bào)告;也可以憑借GIS技術(shù)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在流域內(nèi)地表水資源質(zhì)量與水資源儲(chǔ)量及人口分布、空間分布等多方面條件分析下，得出多種水資源規(guī)劃方案，通過(guò)在系統(tǒng)內(nèi)模擬這些方案的實(shí)施效果，得到這些規(guī)劃方案的可行性評(píng)估，為水資源流域內(nèi)如何設(shè)計(jì)調(diào)水路線、如何施工、提高工程效果提供有價(jià)值的理論支撐。

（3）GIS技術(shù)不僅可以用在收集、分析、儲(chǔ)存水資源信息方面和設(shè)計(jì)水資源規(guī)劃方案方面，還可以用來(lái)預(yù)報(bào)水情，GIS憑借其空間性和實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)這些特性，預(yù)先推演出現(xiàn)代洪水發(fā)生的可能性，根據(jù)水情預(yù)報(bào)的強(qiáng)弱及時(shí)采取一些防洪手段，維護(hù)人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)安全，減輕國(guó)家的損失。這項(xiàng)技術(shù)主要通過(guò)建立水文模型參數(shù)設(shè)置、開(kāi)發(fā)水文資源模型、處理水情信息、設(shè)置水情自動(dòng)報(bào)警裝置，建立數(shù)字高程模型這五個(gè)方面實(shí)現(xiàn)的。

（4）洪澇災(zāi)害在我國(guó)發(fā)生的次數(shù)很多，并且每一次發(fā)生都會(huì)給人類生活帶來(lái)十分巨大的影響，給人們正常的生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重的損失，甚至讓很多人背井離鄉(xiāng)。隨著科技的發(fā)展，GIS技術(shù)可以在洪澇災(zāi)情發(fā)生之前預(yù)先做出警示，提前提供防洪方案。首先，GIS技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存著海量的數(shù)據(jù)資源，通過(guò)對(duì)這些實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索、分析，用這些數(shù)據(jù)為洪澇災(zāi)害做應(yīng)用模型，GIS系統(tǒng)鮮明的顯示頁(yè)面可以讓研究人員更加直觀、準(zhǔn)確的感受防汛信息，對(duì)災(zāi)情進(jìn)行預(yù)設(shè)和評(píng)估;利用這些洪水災(zāi)害數(shù)據(jù)在洪澇災(zāi)害應(yīng)用模型上進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬洪水災(zāi)害發(fā)生的整個(gè)過(guò)程，預(yù)先了解洪水災(zāi)情帶來(lái)的最壞影響，提前計(jì)劃好應(yīng)對(duì)措施，將洪水為人類帶來(lái)的損失降到最低。GIS技術(shù)不僅在大的洪澇災(zāi)情方面起作用，也可以應(yīng)用到一些小的水利工程當(dāng)中。例如，可以將GIS技術(shù)應(yīng)用到城市排水工程當(dāng)中，通過(guò)對(duì)城市內(nèi)積退水進(jìn)行預(yù)報(bào)，按照城市所需的排水量進(jìn)行城市排水管道設(shè)計(jì)與規(guī)劃，在很大程度上減少城市的積水量，也可以對(duì)一些降雨時(shí)積水嚴(yán)重的街道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，通過(guò)GIS系統(tǒng)的可視化頁(yè)面迅速的針對(duì)降雨量做出可行性的排水方案，與RS技術(shù)合力為洪水災(zāi)害提出可行性的防洪防汛策略，對(duì)一些災(zāi)后重建的地區(qū)做出科學(xué)的理論支持。

3.2 GIS技術(shù)在地下水方面的應(yīng)用

水資源分為地表水資源和地下水資源。針對(duì)地表水資源GIS技術(shù)主要應(yīng)用在保護(hù)水資源方面，對(duì)于地下水資源這類人們不能直接觀察到的水資源，就需要我們通過(guò)一些技術(shù)手段對(duì)地下水資源進(jìn)行勘察，勘察地下水資源是對(duì)水資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)的前提。通過(guò)對(duì)地下水資源進(jìn)行勘察，可以得到地下水資源的水層邊界、水質(zhì)情況、周圍礦物質(zhì)成分、水層分布等信息，使用GIS技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，不僅預(yù)測(cè)地下水資源未來(lái)的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，為地下水資源的規(guī)劃管理提供理論依據(jù);還可以對(duì)地下水資源的水質(zhì)情況進(jìn)行分析，可以更明確的分析出地下水資源的開(kāi)發(fā)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)地下水資源開(kāi)發(fā)的效益最大化。

4 GIS在水文水資源中的應(yīng)用展望

4.1 繼續(xù)深入研究GIS應(yīng)用規(guī)范

在水文水資源中應(yīng)用GIS技術(shù)所起到的作用是不言而喻的，應(yīng)用GIS技術(shù)取得的成績(jī)是有目共睹的，但是在真正使用GIS系統(tǒng)的過(guò)程中，由于我國(guó)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)方面還存在一些尚未解決的問(wèn)題，做不到百分百的信息共享，所以必須根據(jù)各個(gè)機(jī)構(gòu)的實(shí)際生產(chǎn)情況合理使用GIS技術(shù)。幸運(yùn)的是針對(duì)這一問(wèn)題我們國(guó)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并積極采取行動(dòng)，開(kāi)展了很多試點(diǎn)行動(dòng)，進(jìn)一步研究GIS的使用規(guī)范。

4.2 建立水文水資源空間決策支持系統(tǒng)

我國(guó)國(guó)土資源豐富，地大物博，在水文水資源中對(duì)比其他國(guó)家有很大的優(yōu)勢(shì)。與優(yōu)勢(shì)相對(duì)的，由于我國(guó)的黃河和長(zhǎng)江水文水資源地理信息分布情況，研究黃河、長(zhǎng)江水文水資源調(diào)度系統(tǒng)與防洪預(yù)警及決策系統(tǒng)迫在眉睫。當(dāng)今社會(huì)現(xiàn)存的空間決策支持系統(tǒng)（SDSS），它是在傳統(tǒng)決策體系的基礎(chǔ)之上，結(jié)合GIS發(fā)展而得到的，目前發(fā)展的并不完善，盡管在研究水文水資源空間決策支持系統(tǒng)中困難重重，并且需要使用大量的人力、物力，但我們國(guó)家一定要加大力度支持對(duì)空間決策支持系統(tǒng)的研究。

4.3 完善GIS技術(shù)在水文水資源專業(yè)模型中的應(yīng)用

目前，我國(guó)建立的水文水資源專業(yè)模型完美的體現(xiàn)了GIS技術(shù)強(qiáng)大的信息收集、儲(chǔ)存與傳輸功能，但是GIS技術(shù)針對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析以及方案預(yù)設(shè)方面還存在很大的不足。那么，如何有效的解決這一問(wèn)題，充分的利用GIS空間數(shù)據(jù)管理功能，這是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)今后研究的方向，只有解決了這一問(wèn)題，才能更好、更充分的建立水文水資源專業(yè)模型，更好的模擬工程預(yù)案。

5 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今社會(huì)，水文水資源領(lǐng)域方面的研究越來(lái)越離不開(kāi)地理信息系統(tǒng)技術(shù)GIS，因?yàn)榈乩硇畔⒓夹g(shù)可以運(yùn)用到水文水資源的方方面面，從應(yīng)用GIS技術(shù)得到的數(shù)據(jù)資料，在水文水資源數(shù)據(jù)庫(kù)中分析這些資料得出可行性方案，最終根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)模擬方案得出最有價(jià)值的工程預(yù)案，這些過(guò)程為最終水文水資源工程方案的實(shí)施提供了最有力的理論依據(jù)，使人們對(duì)水文水資源的利用得到效益最大化，從而在很大程度上保護(hù)了水文水資源。

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