GIS技術(shù)在水資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

李寅 王亮 汪雅楠

摘要：為解決水資源評(píng)價(jià)中出現(xiàn)的各項(xiàng)問題，突破水資源管理中的現(xiàn)實(shí)限制條件，提升水資源評(píng)價(jià)的整體效率，本文對(duì)GIS技術(shù)在水資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用范圍進(jìn)行研究，提出GIS技術(shù)在水資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃、防洪減災(zāi)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水務(wù)污染治理、水文專業(yè)模型的建設(shè)等不同措施，以期為相關(guān)人員提供參考，希望可以提升GIS技術(shù)在水資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用實(shí)效。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù);水資源評(píng)價(jià)：應(yīng)用

引言

GIS技術(shù)是一種新的技術(shù)，結(jié)合定位技術(shù)、圖像技術(shù)、信息技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)為一體，在各個(gè)領(lǐng)域中均有應(yīng)用，隨著GIS技術(shù)的成熟，被逐漸應(yīng)用在水資源評(píng)價(jià)中，為水資源的管理、評(píng)價(jià)提供了有效的技術(shù)手段，傳統(tǒng)水資源評(píng)價(jià)模式以實(shí)地勘察、檢驗(yàn)、取樣、收集、數(shù)據(jù)為主，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且水資源評(píng)價(jià)管理工作內(nèi)容多，范圍廣，深受實(shí)際環(huán)境的限制和影響，GIS技術(shù)的應(yīng)用為水資源評(píng)價(jià)工作提供了新的技術(shù)支持，可以幫助管理者更好地了解該地的水資源分布、水質(zhì)、水資源環(huán)境等，從而推動(dòng)水資源管理工作的高效發(fā)展。

1?GIS技術(shù)在水資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

GIS技術(shù)是以信息技術(shù)為技術(shù)支撐，由硬件和軟件組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠處理大量的數(shù)據(jù)信息，穩(wěn)定性極強(qiáng)，GIS系統(tǒng)可以在任何時(shí)間接受和分析大量數(shù)據(jù)，突破了時(shí)間的限制，受到外界環(huán)境的影響較低。在水資源評(píng)價(jià)中應(yīng)用GIS技術(shù)能夠呈現(xiàn)出水資源分布、水質(zhì)等實(shí)況，通過3D模擬技術(shù)和定位技術(shù)，構(gòu)建水資源分布模型，可以為工作者提供動(dòng)態(tài)的水資源信息;在水資源評(píng)價(jià)中應(yīng)用GIS技術(shù)可以為動(dòng)態(tài)的水資源研究提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的水資源管理。應(yīng)用GIS技術(shù)是水資源管理實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)元素，我國(guó)的水資源問題在當(dāng)下已經(jīng)十分明顯，水質(zhì)變差、大量的淡水河湖消亡，傳統(tǒng)模式下的水資源管理力不從心，應(yīng)該加大水資源評(píng)價(jià)，應(yīng)用GIS技術(shù)可以對(duì)不同階段的水資源水質(zhì)、分布等情況進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的水資源管理，通過利用?GIS技術(shù)可以模擬水資源的分布變化模型，能夠針對(duì)性地分析水資源的具體情況[1]。同時(shí)應(yīng)用GIS技術(shù)也是水資源管理工作發(fā)展至今的必然訴求，至今人們對(duì)水資源的需求加大，將GIS技術(shù)應(yīng)用在水資源中，可以時(shí)刻警醒人們節(jié)約用水，提高人們保護(hù)水資源的意識(shí)。水資源評(píng)價(jià)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，水資源管理者要了解不同時(shí)期水資源的變化，監(jiān)測(cè)工作量巨大，需要有先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)作為支撐，GIS技術(shù)能夠滿足水資源在評(píng)價(jià)與規(guī)劃、防洪減災(zāi)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水污染治理、水文專業(yè)模型的建設(shè)等多個(gè)方面的需求，可以有效地減少水資源評(píng)價(jià)的工作量，從而提升水資源評(píng)價(jià)的質(zhì)量。當(dāng)前，在水資源評(píng)價(jià)中，需要克服很多惡劣的水文環(huán)境限制，在不了解地理的情況下冒然采樣、評(píng)價(jià)等，不僅會(huì)造成資源的浪費(fèi)，也會(huì)加大水資源評(píng)價(jià)的成本，所以應(yīng)用GIS技術(shù)可以提高水文環(huán)境勘測(cè)的效率。

2?GIS技術(shù)在水資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

2.1?GIS技術(shù)在水資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃中的應(yīng)用

在水資源的評(píng)價(jià)和規(guī)劃中工作量極大，且難度也高，應(yīng)用GIS技術(shù)可以提升水資源規(guī)劃和評(píng)價(jià)的效率，在對(duì)水資源相關(guān)信息進(jìn)行評(píng)價(jià)、規(guī)劃時(shí)，可以用GIS技術(shù)完成對(duì)空間信息資源的分析、整合、應(yīng)用，應(yīng)用GIS技術(shù)對(duì)水文大量信息加以處理，可以完成對(duì)水文控制站斷面位置、地貌、地形、水文情況的繪制。GIS技術(shù)可以處理大量的數(shù)據(jù)，可應(yīng)對(duì)無限制和頻繁的數(shù)據(jù)編輯，作為一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)系統(tǒng)，可對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，允許無限制的數(shù)據(jù)編輯和更改，也不會(huì)出現(xiàn)崩潰的風(fēng)險(xiǎn)，所以利用GIS技術(shù)可以完成對(duì)大量水資源信息的分析，處理，通過采集、存儲(chǔ)、分析、利用等完成不同水資源的規(guī)劃工作，通過數(shù)據(jù)模型保證水資源信息數(shù)據(jù)的時(shí)維性，應(yīng)用建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)，要以實(shí)際情況為準(zhǔn)，建立數(shù)據(jù)空間信息對(duì)水資源進(jìn)行分析，可以建立不同的分析維度，從水資源的不同特性進(jìn)行分析，通過多個(gè)數(shù)據(jù)的疊加分析，可以處理不同水資源信息圖層，快速地實(shí)現(xiàn)水資源的規(guī)劃。例如，在對(duì)某一河湖空間岸線進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，就可以應(yīng)用GIS技術(shù)，通過收集不同時(shí)段河湖空間岸線的數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)模型，從而合理劃分河湖岸線空間資源，應(yīng)用GIS技術(shù)收集河湖岸線空間資源數(shù)據(jù)為河湖規(guī)劃提供基本的數(shù)據(jù)支持[2]。

2.2?GIS技術(shù)在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用

在水資源數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中，要對(duì)水位、流量、降水等信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，另外還要對(duì)旱情、汛情、地形地貌、河流、植被、土壤等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，要獲取大量的水資源信息，且要保證水資源數(shù)據(jù)信息的全面性、完整性，在水資源管理中應(yīng)用GIS技術(shù)可以完成對(duì)不同類型數(shù)據(jù)信息的處理、采集，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的多元化疊加處理，這些數(shù)據(jù)都可以應(yīng)用在水資源管理中，從而保證水資源管理決策的科學(xué)合理。在對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理時(shí)，可以應(yīng)用GIS技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，通過圖形自動(dòng)化處理技術(shù)，形成交叉水資源信息圖形，可以從更加完整的角度了解水資源信息，提高水資源管理的精確性，從而促進(jìn)了水資源管理的數(shù)字化發(fā)展。另外，GIS技術(shù)在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用也極為有效，應(yīng)用GIS技術(shù)可以完成目標(biāo)區(qū)域水資源的分布、汛情風(fēng)險(xiǎn)分析、災(zāi)情評(píng)價(jià)等，在防洪減災(zāi)中將GIS技術(shù)和防洪管理系統(tǒng)結(jié)合在一起，可以完成對(duì)洪水空間分布量、流速、預(yù)期流入?yún)^(qū)域等相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，通過對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，可以為防洪減災(zāi)提供有效地預(yù)防決策。為了保證災(zāi)情評(píng)估、結(jié)果預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，可以發(fā)揮GIS技術(shù)的空間處理功能，保證相關(guān)信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，同時(shí)通過數(shù)據(jù)的整合疊加，可以構(gòu)建洪水災(zāi)害的動(dòng)態(tài)化模型，從洪水的動(dòng)態(tài)化流動(dòng)情況來進(jìn)行觀察，可以為搶險(xiǎn)救災(zāi)留下充足的時(shí)間[3]。此外，利用GIS技術(shù)還可以對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)程度、對(duì)預(yù)期發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行分析，通過對(duì)水流流速、降水量，可以對(duì)洪水的強(qiáng)度、發(fā)生率進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)合洪水的數(shù)據(jù)模型可以對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行劃分，將GIS技術(shù)應(yīng)用在防洪減災(zāi)工作中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)洪水災(zāi)害的分析，提升防洪減災(zāi)的效果，減少了人們的損失，為了提升防洪減災(zāi)的效果，要充分發(fā)揮GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用GIS技術(shù)建立防洪減災(zāi)體系，從而促進(jìn)城市的發(fā)展。

2.3?GIS技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

水環(huán)境是人類和動(dòng)物賴以生存的資源，保持健康穩(wěn)定的水環(huán)境是人類發(fā)展中的重要工作，將GIS技術(shù)應(yīng)用在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，可以隨時(shí)了解水環(huán)境的變化情況，利用GIS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境、水資源污染情況的監(jiān)測(cè)、分析，從而合理控制水資源污染源頭。GIS技術(shù)可以對(duì)水資源的斷面流向、洪水質(zhì)量等信息進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)，管理者可以更全面掌握水資源的惡化情況，可以緩解水災(zāi)害惡化、加重的實(shí)際問題。在水資源管理中，將GIS技術(shù)和RS技術(shù)結(jié)合在一起使用，可以監(jiān)測(cè)水土流失、地面沉降、水資源浪費(fèi)的問題，從而提出針對(duì)性地解決措施。在收集水資源數(shù)據(jù)時(shí)，用GIS技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的地理、空間情況進(jìn)行分析，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、預(yù)判，從而根據(jù)數(shù)據(jù)制定合理治理方案。

造成水資源污染的因素涉及不同領(lǐng)域，所以追溯污染源頭十分艱難，在傳統(tǒng)的工作模式中，檢測(cè)人員往往要通過化驗(yàn)的方式尋找污染源，通過采樣質(zhì)檢，分析水中污染物質(zhì)，結(jié)合污染物質(zhì)進(jìn)行治理，將GIS技術(shù)應(yīng)用在水源污染治理中，可以監(jiān)測(cè)水資源發(fā)展動(dòng)態(tài)，完成對(duì)水資源的動(dòng)態(tài)化管理，減少水資源的評(píng)價(jià)難度。

2.4?GIS技術(shù)在水文專業(yè)模型中的融合應(yīng)用

2.4.1水文地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)

空間數(shù)據(jù)庫(kù)要存儲(chǔ)大量的、不同類型的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)庫(kù)是GIS技術(shù)得以應(yīng)用的關(guān)鍵，在水資源信息監(jiān)測(cè)中，數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)水資源監(jiān)測(cè)、水文信息獲取的核心。在數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)中，可以應(yīng)用GIS技術(shù)收集大量水資源的相關(guān)數(shù)據(jù)，例如雨情、汛情、水情等信息，從而建立個(gè)性化水文數(shù)據(jù)庫(kù)，通過和其它數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合利用，并用服務(wù)器將其連接在一起，可以對(duì)不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，可以通過動(dòng)態(tài)化的災(zāi)情預(yù)警、存水信息，了解最新災(zāi)情訊息。

2.4.2?GIS和水文模型的融合應(yīng)用

在應(yīng)用GIS技術(shù)時(shí)，可將其和其它水文技術(shù)結(jié)合在一起使用，從而可以更好地處理數(shù)據(jù)信息、分析數(shù)據(jù)信息，在具體的應(yīng)用中可以發(fā)揮不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。雖然GIS技術(shù)可以對(duì)單個(gè)空間指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，也可以對(duì)多個(gè)圖層進(jìn)行處理，但是卻不能構(gòu)建地下水轉(zhuǎn)化模擬，難以模擬水文管理情況，所以可以將GIS技術(shù)和專業(yè)的水文模型技術(shù)結(jié)合在一起，發(fā)揮不同數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)不同技術(shù)的劣勢(shì)，將GIS技術(shù)和專業(yè)的水文模型技術(shù)結(jié)合在一起可以實(shí)現(xiàn)以下功能：第一，可以對(duì)空間化的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，GIS技術(shù)可以借助模型集中處理管理不同數(shù)據(jù)，并可以對(duì)信息進(jìn)行更新、檢索維護(hù)等功能;第二，兩種技術(shù)的融合使用可以對(duì)水文特征、地形坡度坡向、河網(wǎng)、流域等信息進(jìn)行處理;第三，兩種技術(shù)的融合使用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤類型圖、地下水埋深圖等信息的收集，從而可以完成對(duì)水文空間信息的判斷。

2.5?GIS技術(shù)在水文水資源中的應(yīng)用趨勢(shì)

GIS技術(shù)的應(yīng)用隨著科技的發(fā)展其應(yīng)用將會(huì)更加的廣泛，水資源管理工作事關(guān)民生發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，要重視GIS技術(shù)應(yīng)用，將GIS技術(shù)靈活地應(yīng)用在水資源的管理中，GIS融合了多項(xiàng)信息技術(shù)，是對(duì)不同信息進(jìn)行協(xié)調(diào)、融合處理的先進(jìn)技術(shù)。當(dāng)下GIS技術(shù)的功能多樣，可以實(shí)現(xiàn)不同管理目標(biāo)，為了滿足社會(huì)發(fā)展，GIS技術(shù)在水資源評(píng)價(jià)中應(yīng)用要隨之升級(jí)。第一，功能將會(huì)更加完善，GIS技術(shù)的核心技術(shù)系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)，而SDSS系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)的支撐，其在水資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用有很大價(jià)值，但是在實(shí)際中GIS技術(shù)的應(yīng)用在解決復(fù)雜空間問題上仍存在一定的局限性，例如不能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用功能，所以后期空間決策支持系統(tǒng)的功能升級(jí)將有很大潛力。第二，GIS技術(shù)是數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)作為GIS技術(shù)的核心，所以注重GIS技術(shù)的模型發(fā)展，可以為后期GIS技術(shù)的應(yīng)用提供發(fā)展方向，提升GIS技術(shù)信息決策的精確性。第三，GIS技術(shù)在后期發(fā)展中將向著多維化的方向而發(fā)展，當(dāng)下三維技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，在實(shí)際的地下水文監(jiān)測(cè)時(shí)，GIS技術(shù)的應(yīng)用受限制，導(dǎo)致其在水資源監(jiān)測(cè)中的分析功能、建模功能不強(qiáng)，所以發(fā)展GIS技術(shù)的三維應(yīng)用非常有必要。

3?結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，GIS技術(shù)的應(yīng)用隨著科技的發(fā)展其應(yīng)用將會(huì)更加的廣泛，水資源管理事關(guān)民生，要重視其應(yīng)用，不斷探索新的應(yīng)用功能，才能將GIS技術(shù)靈活的應(yīng)用在水資源評(píng)價(jià)中。

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作者簡(jiǎn)介：李寅（1986-），男，漢族，湖北武漢人，工程師，本科，從事水工環(huán)地質(zhì)工作。