地理信息系統(tǒng)在水文學和水資源管理中的應用

曾鵬飛

摘 要：地理信息系統(tǒng)在近些年已經有了不小的發(fā)展，在水文學以及水資源管理中都得到了比較廣泛的應用，因此本文就將根據(jù)地理信息系統(tǒng)來分析在水文學以及水資源管理方面的應用。

關鍵詞：地理信息系統(tǒng)、水文學、水資源管理、應用

一.前言

地理信息系統(tǒng)就是將地理數(shù)據(jù)庫作為基礎進行空間數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)處理的技術，之后隨著地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展也成為了一門新興的地理學科，這是一門集中了地球科學、空間科學、信息科學三種的綜合學科。

二.地理信息系統(tǒng)及其發(fā)展過程

地理信息系統(tǒng)主要是以計算機以及傳感這兩項技術為基礎，對勘測地域的地理信息進行全方位的展示，主要就是通過空間信息模型進行展示的。地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫也并不是一成不變的，隨著數(shù)據(jù)的分析，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)也會隨之更新。地理信息系統(tǒng)還能夠根據(jù)傳感器將傳感器反饋回來的信息進行繪圖，通過繪圖也能夠詳細的了解勘測地域的地理信息。

地理信息系統(tǒng)主要分為三種類型，分別是專題信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)工具庫、區(qū)域信息系統(tǒng)。其中專題信息系統(tǒng)的特點就是優(yōu)先目標以及專業(yè)，其中包括水資源管理信息系統(tǒng)以及水土流失信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)工具庫就是能夠進行分析一系列操作的軟件包，能夠分析以及管理自然資源、環(huán)境等信息。區(qū)域信息系統(tǒng)就是對區(qū)域內的信息進行研究，這一優(yōu)點就是能夠根據(jù)區(qū)域的不同進行不同規(guī)模的研究。

地理信息系統(tǒng)的功能主要有四種，第一種就是分析，這一功能能夠畫出地下水位等值線圖以及地下水庫的容量，這樣就能夠準確的對未來地下水資源的變化進行分析預測。第二個功能是水資源調度，這一功能是說明通過地理信息系統(tǒng)讓能夠創(chuàng)造更大經濟效益的行業(yè)使用更多的水資源。第三個功能就是信息檢索，這一功能就是對數(shù)據(jù)庫中的水文資料進行查詢。第四功能就是模擬決策，它能夠根據(jù)系統(tǒng)的分析結果進行模擬，并對結果進行評價，之后將預測的結果輸入決策模型中。

地理信息系統(tǒng)這一項技術在上世紀六十年代出現(xiàn)，之后隨著這一技術的不斷發(fā)展，也逐漸形成了一門新興的學科。地理信息系統(tǒng)運用于水文學領域最早在上世紀的七十年代，主要是進行數(shù)據(jù)的處理以及分析工作，之后隨著科技的不斷進步，計算機以及遙感等技術也運用到了地理信息系統(tǒng)之上，通過這些技術的互相結合，水資源規(guī)劃、調度、配置等問題都能夠得到解決。我國的地理信息技術主要運用于國土勘測、水土資源管理等方面。

三.地理信息系統(tǒng)在水文學以及水資源管理中的應用

（一）地理信息系統(tǒng)在水文模擬中應用

地理信息系統(tǒng)在水文模擬中的應用主要是將與模型相關的數(shù)據(jù)以及實驗結果等進行收集、歸納、操作等，之后將水文模型進行細化，從中得出水文學的實質，并對水文學加深了解。在大多數(shù)的水文學案例中都具有三維空間的特色，因此水文模擬采用的模型大部分是三維空間分配模型。地理信息系統(tǒng)是由兩個單獨的實體形成的，這兩個單獨的實體結合之后才有可能得到科學的地理數(shù)據(jù)，所以才會利用兩個實體的結合來對水文模擬進行改造。關于這一應用的最新的方法就是將數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與數(shù)學兩者結合，經過試驗證實在水文模擬方面也能夠有不錯的結果，主要能夠運用到洪水的預測、水污染的預估等。

（二）地理信息系統(tǒng)在水文數(shù)據(jù)管理中的應用

水文數(shù)據(jù)管理是一件麻煩的事情，但是通過地理信息系統(tǒng)的運用，將水文數(shù)據(jù)管理的復雜程度降低了很多，這主要是因為水文數(shù)據(jù)的管理包含的內容十分繁雜，有地理數(shù)據(jù)管理、水文模擬數(shù)據(jù)的管理等，我國的地理信息系統(tǒng)在水文數(shù)據(jù)管理中主要運用在水質數(shù)據(jù)、供水數(shù)據(jù)以及傳感數(shù)據(jù)的管理上。這是因為我國的水質部門對于水質數(shù)據(jù)的要求很高，因此地理信息系統(tǒng)在我國水質部門的應用愈發(fā)廣泛。隨著科技的不斷進步，地理信息系統(tǒng)也不斷的發(fā)展，水文工作者可以通過與制圖工具的結合實現(xiàn)更深入的研究，這樣就讓地理信息系統(tǒng)的應用范圍更加的廣泛。這樣地理信息系統(tǒng)不僅僅讓數(shù)據(jù)采集能力得到了提升、分析以及管理能力也都得到了提升。

（三）地理信息系統(tǒng)在水資源管理中的應用

1.水資源的調查評價

地理信息系統(tǒng)對水資源的調查評價就是對水資源的利用情況等進行分析以及評價，這一應用就是將地理信息技術運用在水文模擬以及水資源的評價上。

2.水環(huán)境監(jiān)測管理

地理信息系統(tǒng)在水壞境的監(jiān)測管理上也得到了應用，主要就是對已經被污染過的河海湖泊進行實時的監(jiān)控，對水資源的惡化情況進行更為深入、詳細的了解，并對可能造成的危害進行監(jiān)測。除此之外地理信息系統(tǒng)還能夠對過度開采引起的地面下沉的現(xiàn)象進行監(jiān)控，通過地理信息系統(tǒng)的分析以及管理能力，對資料進行快速的查詢，并進行分析，這樣就能夠對水環(huán)境的檢測方案的實施效果進行詳細的了解。

3.防洪

我國歷史上就出現(xiàn)過很多的洪澇災害，至今我國的洪澇災害對我國人民生活的影響仍然存在。地理信息系統(tǒng)同樣也能夠運用到防洪中去。防洪系統(tǒng)就是以地理信息系統(tǒng)為基礎進行建設的，它能夠根據(jù)已經建立的防洪區(qū)域社會經濟數(shù)據(jù)庫，進行實時信息的采集之后就能夠對洪水情況的分析，再根據(jù)全球定位系統(tǒng)能夠快速的幫助人們進行決策。以地理信息系統(tǒng)為基礎的防洪決策系統(tǒng)在許多地方已經成功使用，這項技術也很成熟，計算的時間也隨著技術的不斷成熟而逐漸的縮短，這一切都標志著將地理信息系統(tǒng)運用到防洪中的這一應用的可用度已經得到了大大的提升。

4.區(qū)域地下水資源管理

地理信息系統(tǒng)還可以運用到區(qū)域地下水資源管理中去，這一應用的基本想法也是憑借著地理信息系統(tǒng)為基礎進行的，將地理信息系統(tǒng)與更多的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接，將同一地區(qū)的地址、水文等各種數(shù)據(jù)信息都輸入到數(shù)據(jù)庫中，這就形成了區(qū)域地下水資源管理系統(tǒng)，然后再進行后期的開發(fā)就能夠正常的使用。

四.將地理信息系統(tǒng)運用到水文學以及水資源管理中的重要性

社會的不斷發(fā)展以及人們?yōu)榱俗非蠼洕б娑鴾p少對環(huán)境的重視，這都造成了世界上的資源越來越少的現(xiàn)象。在地球上資源的分布并不是均勻的因此有許多的資源都面臨著枯竭的危機，水資源也正面臨著這一嚴峻的問題。水是人類生存的必需品，任何生物離開水都不能夠繼續(xù)生存，因此水資源的重要性不言而喻，但是我國屬于水資源缺乏國家，怎樣高效的利用水資源就是一個非常重要的事情。地理信息系統(tǒng)就能夠對水資源的利用以及管理起到很大的作用，通過地理信息系統(tǒng)，人們能夠詳細正確的了解水資源的分布情況、之后還能夠根據(jù)這些情況的收集，對水資源進行管理，這樣就能夠保證更加準確、高效的利用水資源。除此之外，地理信息系統(tǒng)還能夠對已經污染的水資源進行監(jiān)測，將它們進行監(jiān)測管理，防止出現(xiàn)污染區(qū)域加大、程度加深的情況。因此地理信息系統(tǒng)不管是對水文學還是水資源管理都十分的重要。

水資源短缺的問題日益嚴峻，這一問題也成為了影響經濟增長的一項原因，而通過對地理信息系統(tǒng)的利用就能夠緩解這一問題，提高對水資源的正確使用率以及對水資源的管理效率，而地理信息系統(tǒng)也隨著水資源的日漸減少被逐漸重視，人們深入對地理信息系統(tǒng)的研究，只有這樣才能夠讓地理信息系統(tǒng)能夠不斷的進步，我國的社會經濟也能夠繼續(xù)的得到發(fā)展。

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