淺析地理信息系統(tǒng)在水利中的應(yīng)用

□王波

地理信息系統(tǒng)（GIS）是近幾年發(fā)展起來的對(duì)地理環(huán)境有關(guān)問題進(jìn)行分析和研究的一種空間信息管理系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬件和軟件支持下對(duì)空間信息進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢、分析和輸出，并為用戶提供決策支持的綜合性技術(shù)。利用計(jì)算機(jī)建立地理數(shù)據(jù)庫，將地理環(huán)境的各種要素，包括它們的地理空間分布狀況和所具有的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ)，建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。通過綜合分析，方便快速地獲取信息，并能以圖形、數(shù)字和多媒體等方式來表示結(jié)果。

目前世界上常用的GIS軟件已達(dá)400多種，它們大小不一，各有長處，適宜不同層次用戶的需要。國外較著名的有ARC系列 （ARC/INFO、ARCVIEWGIS）、GENAMAP、IntergraphMGE、MapInfo等；國內(nèi)較著名的有武漢中國地質(zhì)大學(xué)開發(fā)的MAPGIS、武漢大學(xué)開發(fā)的Geostar、中科院開發(fā)的SuperMap及北京大學(xué)開發(fā)的CITYSTAR等。我國地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)雖然起步晚，但發(fā)展快，目前已成功應(yīng)用到了包括資源管理、城市和區(qū)域規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、農(nóng)業(yè)與水利、交通運(yùn)輸、石油和天然氣、教育、軍事等一百多個(gè)領(lǐng)域，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

ARCVIEWGIS是由美國環(huán)境系統(tǒng)研究所(ESRI)開發(fā)與銷售的地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件，是一套幫助用戶對(duì)地理信息進(jìn)行組織與存儲(chǔ)、編輯修改、查詢、分析以及直觀顯示，并且提供了交互式制圖和分析功能的桌面型地理信息系統(tǒng)軟件。ARCVIEWGIS的優(yōu)點(diǎn)是功能齊全，中型規(guī)模，適合中型用戶需要。ARCVIEWGIS很適合在基層水利部門的應(yīng)用，能夠把水利防汛抗旱業(yè)務(wù)中的各種信息和反映空間位置的圖形信息有機(jī)地結(jié)合在一起，建立水利數(shù)據(jù)庫，根據(jù)用戶的需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，把各種信息和空間信息結(jié)合起來提供給使用者。

ARCVIEWGIS技術(shù)與防汛抗旱緊密結(jié)合的應(yīng)用具有很好的前景。一方面該開發(fā)平臺(tái)規(guī)模適中，它提供的功能能夠滿足水利部門一般正常業(yè)務(wù)的需要，可以實(shí)現(xiàn)水利部門對(duì)水利信息屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫的管理以及空間分析等，例如進(jìn)行存儲(chǔ)、編輯修改以及查詢分析，它適合于各種平臺(tái)，能使區(qū)域水庫的圖形、圖像、文字、表格、音像等多種形式的資料管理集成在一個(gè)窗口界面中。特別是汛期，能對(duì)區(qū)域水庫、水閘及堤圍的各類防汛物資儲(chǔ)備進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，從而可迅速查出全部或指定范圍內(nèi)各類防汛物資儲(chǔ)備的數(shù)量及其分布。ARCVIEW GIS具有完善的查詢功能，查詢范圍有：全圖范圍、指定圓形區(qū)域范圍、指定矩形區(qū)域范圍和指定任意形狀區(qū)域范圍。能為防汛調(diào)度指揮人員提供直觀、實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)信息，為領(lǐng)導(dǎo)有效決策提供有力依據(jù)。ARCVIEWGIS不僅具有文字、數(shù)字、照片等數(shù)據(jù)庫,還具有空間圖形數(shù)據(jù)庫，更重要的是它在二者之間建立了有機(jī)的聯(lián)系，因而具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)定位、查詢和分析功能。

ARCVIEWGIS地理信息系統(tǒng)在水利防汛方面的主要應(yīng)用，可歸納為以下幾點(diǎn)：

一、水、雨、工、災(zāi)情的信息管理、查詢和分析。提供可視化的圖形查詢界面，豐富信息的表述方式。

二、洪水的預(yù)測預(yù)報(bào)。研究給定降水區(qū)域和降水量所產(chǎn)生的徑流和洪水的時(shí)空分布，真實(shí)模擬洪水演進(jìn)和淹沒過程。

三、防汛搶險(xiǎn)救災(zāi)指揮。可以利用災(zāi)害分析模型結(jié)合GIS進(jìn)行災(zāi)前分析，也可以利用GIS的網(wǎng)絡(luò)分析功能確定救災(zāi)物資調(diào)配的最佳期路徑，還可以為受災(zāi)人員、財(cái)產(chǎn)的安全有效轉(zhuǎn)移提供決策依據(jù)。

四、進(jìn)行災(zāi)情統(tǒng)計(jì)與評(píng)估。對(duì)快速采集來的洪澇災(zāi)害和洪水淹沒情況進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)，統(tǒng)計(jì)災(zāi)害情況，估計(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。

五、為防洪規(guī)劃提供依據(jù)?？梢愿鶕?jù)預(yù)告設(shè)定的前提條件，進(jìn)行某一區(qū)域范圍內(nèi)的靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)的模擬，為有效地設(shè)置攔洪設(shè)施的點(diǎn)位和選擇分洪、泄洪措施提供輔助決策支持。

21世紀(jì)是信息時(shí)代，地理信息系統(tǒng)技術(shù)在水利方面的應(yīng)用將越來越廣泛。尤其在水利政務(wù)、防汛抗旱減災(zāi)、水資源監(jiān)控調(diào)度等方面是傳統(tǒng)技術(shù)所不能比擬的。隨著資源衛(wèi)星航空航天技術(shù)的發(fā)展，水利遙感技術(shù)得到了充分的發(fā)揮空間，水土流失調(diào)查與動(dòng)態(tài)監(jiān)測、水利工程前期規(guī)劃、大型水庫工程的地質(zhì)調(diào)查、生態(tài)環(huán)境及水資源、水污染監(jiān)測與調(diào)查、干旱沙漠區(qū)的水資源調(diào)查等等，在推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起到了不可估量的作用。目前，地理信息系統(tǒng)在水利行業(yè)中的應(yīng)用帶來的巨大社會(huì)效益已初步表現(xiàn)出來，例如在研究解決三峽庫區(qū)泥沙問題、對(duì)三峽庫區(qū)的規(guī)劃和移民安置及環(huán)境容量論證等方面都起到了重要作用?！皵?shù)字水利”是新世紀(jì)數(shù)字時(shí)代的一個(gè)組成部分，開發(fā)和利用水利信息資源，與時(shí)俱進(jìn)，將會(huì)推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。