淺析GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

摘 要：水資源作為地球上最寶貴的自然資源之一，是人和所有生物賴以生存的基礎(chǔ)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，為了促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展，有必要合理的開發(fā)、利用及保護(hù)水資源。如何加強(qiáng)水文水資源監(jiān)測(cè)水平，是開發(fā)、利用及保護(hù)水資源的重要前提。隨著科技水平的不斷提高，在水文水資源監(jiān)測(cè)過程中，新技術(shù)也得到了不同程度的應(yīng)用。文章主要探討了GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展，希望能夠?yàn)槲覈?guó)水文水資源領(lǐng)域的相關(guān)研究提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：水文水資源；GIS；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)；研究

引言

近年來，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展，不可否認(rèn)的是，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)遭到了不同程度的破壞。自然災(zāi)害的頻頻發(fā)生，不僅為社會(huì)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。水資源在人們的生產(chǎn)生活過程中發(fā)揮著不可替代的作用，保護(hù)水資源并且對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的開發(fā)與利用，是改善現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境中重要的工作之一。在開發(fā)利用、管理以及保護(hù)水資源的過程中，首先需要對(duì)水文水資源進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，從而提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，有效提高所制定出相關(guān)方案的準(zhǔn)確性與可行性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS作為研究水文空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在我國(guó)水文水資源領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用，尤其是在研究方面已經(jīng)發(fā)揮著重要的作用。文章對(duì)于GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的論述與分析。

1 GIS相關(guān)理論與水文水資源研究

GIS的全稱為地理信息系統(tǒng)，作為一種重要的空間信息系統(tǒng)，主要是以計(jì)算機(jī)、軟件等技術(shù)為支撐，能夠?qū)Φ乩砜臻g的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的描述、采集、存儲(chǔ)及分析。GIS的核心部分是空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，由空間數(shù)據(jù)處理與分析兩個(gè)重要部分構(gòu)成。從GIS的功能來看，大體上可以分為三個(gè)方面：其一，GIS具有動(dòng)態(tài)性、空間性的特點(diǎn)，能夠采集、分析并輸出數(shù)據(jù)；其二，GIS融合了多個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，尤其是融入了地理科學(xué)相關(guān)理論，因此，GIS的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、多要素綜合以及區(qū)域空間分析；最后，GIS的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)與可靠的數(shù)據(jù)處理功能，從而提供更加精確的監(jiān)測(cè)結(jié)果，為所作出的相關(guān)決策提供科學(xué)合理的參考。

水文水資源的研究主要是以水資源為重點(diǎn)。研究的主要目的是掌握水資源的變化規(guī)律，通過分析水資源的變化、運(yùn)動(dòng)、分布等信息，對(duì)于水資源可能帶來的各種隱患進(jìn)行相應(yīng)的分析與預(yù)測(cè)。在掌握水資源變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合地理?xiàng)l件等，能夠制定出有效的應(yīng)急措施，從而最大限度地降低水資源對(duì)于人們生產(chǎn)生活所造成的破壞。

在進(jìn)行水文水資源研究時(shí)，需要精準(zhǔn)地獲得空間、水文、地理數(shù)據(jù)參數(shù)，以準(zhǔn)確掌握水資源時(shí)空分布特點(diǎn)。目前，在科技飛速發(fā)展推動(dòng)下，GIS可將采集的數(shù)據(jù)參數(shù)可視化地加以呈現(xiàn)，為水文水資源研究提供更為精準(zhǔn)、有效的參考數(shù)據(jù)。

2 GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 GIS在水文情報(bào)預(yù)報(bào)方面的應(yīng)用

GIS作為一種重要的空間信息系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、整合能力，在水文情報(bào)預(yù)報(bào)方面能夠發(fā)揮重要的支撐作用。首先，在采集、處理以及整合水文信息方面，應(yīng)用GIS技術(shù)不僅可以擴(kuò)大信息的采集范圍，還可以提高信息的準(zhǔn)確性。其次，GIS在水文模型中的應(yīng)用，可以提高模型參數(shù)的精確性，為水文信息的高效、客觀監(jiān)測(cè)提供保障。最后，GIS技術(shù)的應(yīng)用可為水文情報(bào)預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確的輔助材料。

2.2 GIS在防洪減災(zāi)方面的應(yīng)用

在防洪減災(zāi)方面，GIS技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面。首先，在城市與區(qū)劃防洪方面，以防洪信息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的決策支持平臺(tái)，借助于GIS的空間分析能力能夠提高防洪決策的準(zhǔn)確性。其次，在災(zāi)情評(píng)估方面，GIS技術(shù)可以應(yīng)用在數(shù)據(jù)管理中，實(shí)現(xiàn)多層次的管理以及整合不同屬性的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上演進(jìn)洪水災(zāi)害并評(píng)估災(zāi)情數(shù)據(jù)。最后，應(yīng)用GIS技術(shù)可對(duì)社會(huì)因子、地理等相關(guān)因素進(jìn)行采集與分析，從而計(jì)算出災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害損失的評(píng)估。

2.3 GIS在水文資源空間管理與決策方面的應(yīng)用

隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，其在水文資源空間管理與決策方面也發(fā)揮著重要的作用。水文決策只有建立在精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，才能保證決策的全面性與科學(xué)性。而借助于GIS技術(shù)可以組建空間數(shù)據(jù)庫(kù)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的采集與分析，為水文決策提供可靠的依據(jù)。構(gòu)建具有水文水資源特點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，主要的目的是依據(jù)水資源空間、時(shí)間等分布情況，準(zhǔn)確做出預(yù)測(cè)，而構(gòu)建相應(yīng)的決策支持系統(tǒng)，能夠進(jìn)一步提高水資源的管理水平。近年來，應(yīng)用GIS技術(shù)而發(fā)展的決策支持系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，因此，有必要進(jìn)一步加大這種新型決策系統(tǒng)的研究與投入。

2.4 GIS在水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用

在水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)中，GIS技術(shù)的應(yīng)用具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。首先，應(yīng)用GIS技術(shù)能夠進(jìn)行水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的二次開發(fā)以及集成二次開發(fā)。具體來講，在水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的獨(dú)立開發(fā)過程中，由于難度比較小，GIS技術(shù)的應(yīng)用范圍不大。單純的水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)二次開發(fā)會(huì)借助于GIS技術(shù)。相對(duì)來講，水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的集成二次開發(fā)比較依賴GIS技術(shù)對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理能力。GIS技術(shù)可以對(duì)信息的編輯、采集、提取等進(jìn)行優(yōu)化，有效提高水利計(jì)算能力，從而提高管網(wǎng)建設(shè)方案設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與可行性。

2.5 GIS在水污染控制規(guī)劃方面的應(yīng)用

水污染問題嚴(yán)重威脅著人們的健康，因此是水文水資源領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)問題。為了有效水資源的開發(fā)利用率，降低水污染問題所帶來的威脅與損失，有必要將GIS技術(shù)應(yīng)用到水污染控制規(guī)劃這一方面。GIS技術(shù)的應(yīng)用可以大范圍的采集水污染分布等信息，在可視化呈現(xiàn)的幫助下，通過設(shè)計(jì)出合理的水污染控制方案，最大限度地發(fā)揮城市排污網(wǎng)絡(luò)功能。具體操作時(shí)首先需明確水污染控制規(guī)劃對(duì)象，利用GIS技術(shù)采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，建立專門的數(shù)據(jù)庫(kù)，并建立面向用戶的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，依據(jù)采集的數(shù)據(jù)對(duì)水污染控制模型加以完善，從而做好區(qū)域環(huán)境內(nèi)的水污染管理與控制工作。

2.6 GIS在水環(huán)境管理方面的應(yīng)用

在水環(huán)境管理方面，應(yīng)用GIS技術(shù)有助于提高水環(huán)境管理的效率與效果，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面。其一，應(yīng)用GIS技術(shù)，能夠真實(shí)并準(zhǔn)確的體現(xiàn)出不同區(qū)域水環(huán)境的實(shí)際狀況；其二，可借助系統(tǒng)中的不同模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)于水環(huán)境的管理，并且根據(jù)水環(huán)境的具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，GIS在水文水資源領(lǐng)域中已經(jīng)取得的廣泛的應(yīng)用，極大地提高了我國(guó)水資源監(jiān)測(cè)與管理水平。為防洪減災(zāi)、提高水資源利用率等奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，在實(shí)際工作中，GIS技術(shù)在耦合周圍空間環(huán)境、水質(zhì)時(shí)間序列等方面的應(yīng)用還有所欠缺，有待于進(jìn)一步的完善。為了實(shí)現(xiàn)GIS在水文水資源領(lǐng)域中更加廣泛的應(yīng)用，我國(guó)應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步完善GIS規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為GIS的開發(fā)與研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，今后還應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮GIS系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)管理功能，加強(qiáng)水文水資源模型與GIS之間的有效融合。

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作者簡(jiǎn)介：王瑩（1980-），女，黑龍江佳木斯人，工程師。