GIS 技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

劉麗英

（甘肅省臨洮水文水資源勘測(cè)局，甘肅臨洮730500）

為了能夠緊跟信息化社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，逐步提升水文水資源信息化建設(shè)水平，將GIS 技術(shù)應(yīng)用到水文水資源的各個(gè)領(lǐng)域，開(kāi)展指定區(qū)域降水量計(jì)算、地下水勘察等多項(xiàng)工作。從傳統(tǒng)形式的高消耗、低效率模式逐步向統(tǒng)籌規(guī)劃和信息化方向轉(zhuǎn)變，在實(shí)際開(kāi)展水文研究與保護(hù)工作期間就能夠緊緊結(jié)合水資源的特點(diǎn)，對(duì)水資源的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致分析，有利于全面提升水資源利用率。本文從GIS 技術(shù)內(nèi)容以及發(fā)展趨勢(shì)入手展開(kāi)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(kāi)展地理信息研究工作期間較為常見(jiàn)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(lèi)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(guò)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(wèn)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(lái)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(zhuān)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[1]。著重開(kāi)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(lái)。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(lái)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(zhuān)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 技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)

2.1 GIS 技術(shù)在指定區(qū)域降水量計(jì)算中的應(yīng)用

水文水資源管理工作多種多樣，區(qū)域內(nèi)的降雨量能夠?yàn)閷?shí)際開(kāi)展此項(xiàng)工作提供重要參考依據(jù)，很多的重大決策都將區(qū)域降雨量作為核心參考依據(jù)。在實(shí)際對(duì)指定區(qū)域降水量進(jìn)行計(jì)算期間，應(yīng)用GIS技術(shù)具有重要意義。

一是區(qū)域降雨量的計(jì)算方式。最為常見(jiàn)的是三角形計(jì)算法、逐步定格計(jì)算法、多邊形計(jì)算法等。通過(guò)對(duì)這些計(jì)算方式的正確應(yīng)用，最終獲取的計(jì)算結(jié)果具有較強(qiáng)的精準(zhǔn)度，能夠符合實(shí)際要求。通常狀況下，區(qū)域降水量計(jì)算的精準(zhǔn)度與區(qū)域內(nèi)的站網(wǎng)密度具有較大關(guān)聯(lián)。如站網(wǎng)密度越高，實(shí)際計(jì)算的區(qū)域內(nèi)降雨量就越精準(zhǔn)。如果指定區(qū)域的總體面積比較小，并且地勢(shì)也比較平坦，以應(yīng)用算術(shù)平均法為主對(duì)指定區(qū)域的降水量進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于逐步定格法而言，其實(shí)際計(jì)算指定區(qū)域的降水量具有一定優(yōu)勢(shì)，且具有連續(xù)性，但也存在一定的弊端，如實(shí)際操作比較煩瑣，計(jì)算效率也比較低。

二是應(yīng)用GIS 技術(shù)對(duì)指定區(qū)域降雨量進(jìn)行計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用GIS 技術(shù)具體的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在計(jì)算效率高、計(jì)算結(jié)果精準(zhǔn)性強(qiáng)等方面[2]。在計(jì)算期間不會(huì)受到人為因素的影響，能夠降低產(chǎn)生計(jì)算誤差的概率，并且不會(huì)受到地理信息數(shù)據(jù)量的限制，在節(jié)省人力、物力資源的同時(shí)，能夠提升指定區(qū)域降雨量計(jì)算有效性。

2.2 GIS 技術(shù)在水文情報(bào)預(yù)報(bào)及防洪減災(zāi)中的應(yīng)用

GIS 技術(shù)與其他普通技術(shù)進(jìn)行比較，其屬于時(shí)空數(shù)據(jù)整合性系統(tǒng)的范疇，不僅能夠?qū)Ω鱾€(gè)區(qū)域水文信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，同時(shí)也能及時(shí)處理和應(yīng)用各項(xiàng)水文信息，是現(xiàn)階段水文情報(bào)預(yù)報(bào)工作的主要技術(shù)。比如說(shuō)通過(guò)利用GIS 技術(shù)對(duì)水文模型的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，在精準(zhǔn)數(shù)據(jù)和優(yōu)質(zhì)模型設(shè)計(jì)的狀況下，能夠全面提升水文模型質(zhì)量。特別是在數(shù)字高程模型中對(duì)GIS 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)⑺W(xué)相關(guān)的技術(shù)與之進(jìn)行融合，有助于增強(qiáng)水文信息監(jiān)測(cè)的真實(shí)性。不僅如此，也能為預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精準(zhǔn)的水文信息提供重要參考，如對(duì)實(shí)際承擔(dān)的水域河流供水預(yù)測(cè)進(jìn)行劃分，為后期開(kāi)展防洪減災(zāi)工作提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。

在防洪減災(zāi)中對(duì)GIS 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，主要是對(duì)水域信息統(tǒng)籌管理、災(zāi)情評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、區(qū)域劃分等方面提供相應(yīng)指導(dǎo)[3]。通過(guò)利用GIS 技術(shù)構(gòu)建防洪減災(zāi)信息化管理平臺(tái)，GIS 技術(shù)充分發(fā)揮功能作用，能夠在較短的時(shí)間開(kāi)展空間水文數(shù)據(jù)信息收集工作，并且能夠做好實(shí)時(shí)查詢(xún)、搜索、更新等工作，對(duì)于全面提升各項(xiàng)信息資源利用率具有較大幫助。GIS技術(shù)自身的空間分析功能能夠?yàn)閷?shí)際制定防洪決策提供信息支持，并能為多種不同類(lèi)型的應(yīng)用模型提供有效數(shù)據(jù)。在對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的狀況下，能夠精準(zhǔn)地進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而使防洪減災(zāi)決策具備數(shù)據(jù)化和可視化行為，為后續(xù)提升災(zāi)情調(diào)整和評(píng)估工作有效性創(chuàng)造條件。利用GIS 技術(shù)開(kāi)展災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，如對(duì)洪水發(fā)生的概率和強(qiáng)度方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)具體的危害性和危害程度進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，對(duì)各項(xiàng)損失進(jìn)行計(jì)算，不僅能夠充分考慮自然地理位置、社會(huì)環(huán)境等各項(xiàng)空間因素，也能逐步完善GIS 防災(zāi)評(píng)估機(jī)制。

2.3 GIS 技術(shù)在地下水勘察中的應(yīng)用

能否準(zhǔn)確開(kāi)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(kāi)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(guò)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(lái)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)[4]。通過(guò)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(kāi)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(kāi)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(hù)查詢(xún)和使用信息數(shù)據(jù)提供便利。

3 結(jié)束語(yǔ)

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(kāi)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?xún)?yōu)勢(shì)，在解決傳統(tǒng)模式下水文水資源研究問(wèn)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。