GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

張敏

摘要：地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種基于計(jì)算機(jī)的綜合處理和空間數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。它是一個(gè)集計(jì)算機(jī)科學(xué)、管理科學(xué)、信息科學(xué)和地球科學(xué)于一體的新興領(lǐng)域。在美國(guó)，GIS技術(shù)被用于處理各種流域數(shù)據(jù)，為流域管理和規(guī)劃提供決策服務(wù)。GIS已逐步應(yīng)用于水文和水資源。后來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，GIS與水文水資源得到了整合。

關(guān)鍵詞：GIS;水文水資源;應(yīng)用

引言：為了跟上信息社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，逐步提高水文水資源信息化建設(shè)水平，GIS技術(shù)被應(yīng)用到水文水資源的各個(gè)領(lǐng)域，在指定區(qū)域開展降水計(jì)算、地下水調(diào)查等工作。傳統(tǒng)的高消費(fèi)、低效率的模式正逐漸向統(tǒng)籌規(guī)劃、信息化的方向轉(zhuǎn)變。在水文研究和保護(hù)工作的實(shí)際開展中，可以將水資源的各種信息數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析與水資源的特點(diǎn)緊密結(jié)合，有利于全面提高水資源的利用率。本文從GIS技術(shù)內(nèi)容以及發(fā)展趨勢(shì)入手展開闡述，并針對(duì)GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用表現(xiàn)進(jìn)行全面探討。

1 GIS技術(shù)內(nèi)容以及發(fā)展趨勢(shì)

GIS技術(shù)是在開展地理信息研究工作期間較為常見的一項(xiàng)技術(shù)，主要是將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為操作載體，在對(duì)多種不同類型的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、分析之后，為信息數(shù)據(jù)賦予相應(yīng)的空間意義，之后再將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際研究期間需求的各項(xiàng)地理信息。在對(duì)水文水資源進(jìn)行研究期間，通過對(duì)GIS技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠有效解決傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)和管理工作中存在的各種問題，也能為地表信息研究人員提供技術(shù)支持，對(duì)于全面提升水資源保護(hù)效率具有重要幫助。隨著社會(huì)整體發(fā)展水平的逐步提升，GIS技術(shù)在未來應(yīng)逐步向標(biāo)準(zhǔn)化、多維化方向轉(zhuǎn)變，并要積極構(gòu)建特色鮮明的空間數(shù)據(jù)庫(kù)以及具有融合性的專業(yè)模型等。GIS軟件的各項(xiàng)功能應(yīng)不斷增多，不僅要具備通用功能，還要具備水文水資源領(lǐng)域的針對(duì)性功能，進(jìn)而增強(qiáng)GIS軟件應(yīng)用平臺(tái)以及數(shù)據(jù)格式的規(guī)范性。著重開發(fā)三維立體空間水文水資源分析軟件，將地理信息方面的信息數(shù)據(jù)更加立體地展現(xiàn)出來。在實(shí)際構(gòu)建具有特色性和鮮明性的空間數(shù)據(jù)庫(kù)期間，要構(gòu)建多個(gè)不同水文水資源數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，如構(gòu)建流域經(jīng)濟(jì)情況數(shù)據(jù)庫(kù)、區(qū)域降雨量數(shù)據(jù)庫(kù)等。在未來發(fā)展趨勢(shì)下，GIS應(yīng)用模式在實(shí)際構(gòu)建期間還會(huì)充分考慮水文現(xiàn)象等各方面的因素，在形成具有較強(qiáng)融合性專業(yè)模型的同時(shí)，有助于提升水文水資源分析的全面性。

2 GIS在水文水資源領(lǐng)域的具體應(yīng)用

2.1 GIS在水文預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

GIS技術(shù)有很好的數(shù)據(jù)歸納能力，方便水文情報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用，采用GIS技術(shù)完善大范圍水文信息的提取、歸納和編輯，能夠有效預(yù)報(bào)之后的水文資源。GIS技術(shù)的用處還體現(xiàn)在能夠精準(zhǔn)確定模型的參數(shù)，對(duì)參與數(shù)據(jù)和模型設(shè)計(jì)的精確度的提高，提高水文模型開發(fā)質(zhì)量。另外使用數(shù)字高程模型，能夠與水利學(xué)模型融合，從而客觀對(duì)水文信息進(jìn)行高效檢測(cè)。GIS技術(shù)能夠?yàn)樗那閳?bào)提供有關(guān)技術(shù)支持，對(duì)促成各方面技術(shù)的發(fā)展有積極的作用。GIS技術(shù)在眾多主要河道和大中型水庫(kù)的洪水預(yù)報(bào)方案編制使用過程中取得了良好的效果，由于水文水資源的優(yōu)勢(shì)，國(guó)家防汛智慧系統(tǒng)編制了一整套繪制圖軟件，從而完成我國(guó)中小河流整治水文站點(diǎn)的分布。

2.2 水資源空間控制應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)不斷更新，GIS逐漸完備，決策支持系統(tǒng)在我國(guó)很多行業(yè)均獲得應(yīng)用。決策支持系統(tǒng)是由GIS技術(shù)和有關(guān)決策技術(shù)構(gòu)成的，依照自然災(zāi)害的真實(shí)特征，我國(guó)對(duì)此系統(tǒng)加大了推廣力度，實(shí)現(xiàn)了水文資源空間管理和決策目的。對(duì)水資源決策工作來說，它要借用精準(zhǔn)的水資源數(shù)據(jù)開展工作，如果想有更好的水資源空間管理成效，GIS技術(shù)不可欠缺。對(duì)GIS技術(shù)來說，空間數(shù)據(jù)庫(kù)是其中心，把水文水資源數(shù)據(jù)加以有機(jī)整合，能夠合理建立水文水資源數(shù)據(jù)庫(kù)，明顯提升水資源管控工作水平，并且按照水資源在實(shí)踐和空間中的分布狀況對(duì)其進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，提供水文資源的管控能力。

2.3 在防洪減災(zāi)工作中的應(yīng)用

當(dāng)前，GIS技術(shù)已廣泛使用在防洪減災(zāi)中，并發(fā)揮了重要作用。防洪控制系統(tǒng)可以給各項(xiàng)決策處理平臺(tái)提供重點(diǎn)信息，使其能夠在最短時(shí)間內(nèi)整合數(shù)據(jù)，依靠GIS的空間分析將防洪信息進(jìn)行處置，最終提升預(yù)算結(jié)果的精確性。在判斷災(zāi)情時(shí)，依靠GIS可以獲取更多屬性數(shù)據(jù)，并進(jìn)行有效整理，可以具體地展現(xiàn)洪水的整個(gè)演變情況，獲得確切的災(zāi)情信息，并對(duì)災(zāi)情給出適當(dāng)?shù)脑u(píng)議，明確劃分出災(zāi)害可能的風(fēng)險(xiǎn)以及具體區(qū)域，利用GIS模擬，得到不同洪水發(fā)生的概率，且可以測(cè)出對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度。整合自然、社會(huì)因素，開展空間疊加分析，有效進(jìn)行災(zāi)害預(yù)測(cè)的工作。如今城市防洪工作受到學(xué)者的重視。例如，哈爾濱采用GIS技術(shù)建立了城市防洪系統(tǒng)，可以有效對(duì)洪澇災(zāi)害加以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，加大防洪警報(bào)，確保城市安全。

2.4 GIS技術(shù)在地下水勘察中的應(yīng)用

能否準(zhǔn)確開展地下水勘察工作，對(duì)于能否提升水文水資源管理效率具有重要幫助。開展地下水勘查工作的主要目的就是為了能夠明確指定區(qū)域地下部分含水層的分布規(guī)律、地質(zhì)狀況、地下水流、含水層的實(shí)際連通程度和邊界等內(nèi)容，其是提升地下水規(guī)劃管理效率的重要工作內(nèi)容。在實(shí)際利用GIS技術(shù)對(duì)地表水進(jìn)行勘察的過程中，在GIS技術(shù)的輔助下，能夠更加精準(zhǔn)地了解地表水的來源、儲(chǔ)存量等各項(xiàng)狀況，進(jìn)而獲取非常精準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)。通過對(duì)獲取的各項(xiàng)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，構(gòu)建空間模型，能夠更加直觀、詳細(xì)地表現(xiàn)出地表水實(shí)際分布規(guī)律。在實(shí)際對(duì)地表水資源進(jìn)行高效規(guī)劃和管理期間，GIS技術(shù)也能為地表水的開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。在落實(shí)地下水勘察工作時(shí)對(duì)GIS技術(shù)充分應(yīng)用，積極構(gòu)建地下數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，將實(shí)際勘察的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水動(dòng)態(tài)、地下水開發(fā)狀況等信息數(shù)據(jù)直接儲(chǔ)存在地下數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，還要對(duì)與之相對(duì)應(yīng)的索引進(jìn)行設(shè)置，能夠?yàn)楹罄m(xù)各大用戶查詢和使用信息數(shù)據(jù)提供便利。

3 GIS在水文水資源應(yīng)用趨勢(shì)

GIS技術(shù)提升了水資源控制水平和利用率，具體應(yīng)按照環(huán)境、水質(zhì)、序列等的真實(shí)狀況，不停加大改良。

3.1 注重GIS系統(tǒng)空間有關(guān)數(shù)據(jù)功能的使用

對(duì)GIS系統(tǒng)空間有關(guān)數(shù)據(jù)利用方面，持續(xù)完善其模型與GIS的組合，最大限度施展出系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。解決當(dāng)前存有的問題，將GIS專業(yè)模型信息管控和存儲(chǔ)作用增加，在處理決策、地理空間表述上更為合理。

3.2 制定健全的GIS規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)

真實(shí)的GIS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還比較分散，不同的數(shù)據(jù)模式要用到的平臺(tái)也有所不同，不同產(chǎn)品組合，阻礙水文信息的有效溝通。

結(jié)束語：

將GIS技術(shù)應(yīng)用到水文水資源各個(gè)領(lǐng)域中，是現(xiàn)代化社會(huì)開展水文水資源研究與保護(hù)工作的必然選擇。在社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平逐步提升、社會(huì)需求不斷變化的背景下，充分利用GIS技術(shù)的直觀性和科學(xué)性優(yōu)勢(shì)，在解決傳統(tǒng)模式下水文水資源研究問題的基礎(chǔ)上，全面提升水文水資源指定區(qū)域降水量計(jì)算、水文情報(bào)預(yù)報(bào)及防洪減災(zāi)、地下水勘察等工作效率，進(jìn)而為其提供先進(jìn)技術(shù)支持。此外，在GIS技術(shù)的輔助下，還能提升水文水資源處理以及分析的真實(shí)有效性，在及時(shí)獲取各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的同時(shí)，有助于提升水資源保護(hù)效率。

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