淺析水文和水資源領(lǐng)域GIS的應(yīng)用綜述

毛梅　張茜

【摘要】隨著我國科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，各行各業(yè)也取得了巨大的成就，各種工程的數(shù)量也增加到了一個(gè)驚人的數(shù)字。當(dāng)前，水利工程建設(shè)已經(jīng)成為了促進(jìn)我國綜合國力提升的重要?jiǎng)恿?，其為各行各業(yè)的生產(chǎn)和人民的生活提供了穩(wěn)定的能源保障和資源輸出。在水利工程中，最重要的一部分就是水文資源管理，通過水文資源管理工作有效保證了水利工程順利進(jìn)行，因此，施工企業(yè)必須對(duì)水文資源管理給予足夠的重視。GIS在水文水資源領(lǐng)域中有著極為廣泛的應(yīng)用，本論文的主要內(nèi)容首先對(duì)GIS在水文水資源的應(yīng)用情況進(jìn)行了簡要分析，希望能夠?qū)IS在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用研究做出一定的貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)；水文；水資源；應(yīng)用；GIS；評(píng)價(jià)；規(guī)劃；應(yīng)用研究

引言

什么是GIS呢？GIS為地理信息系統(tǒng)，其是一種以計(jì)算機(jī)為應(yīng)用基礎(chǔ)的綜合處理和數(shù)據(jù)分析綜合系統(tǒng)，主要涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)、管理科學(xué)知識(shí)、地理學(xué)知識(shí)等。在上世紀(jì)七十年代，最早由美國的納西流域管理局使用了GIS技術(shù)對(duì)流域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而為流域規(guī)劃工作和管理工作，隨著GIS技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，其最終被應(yīng)用到了水文水資源管理領(lǐng)域，并且取得了巨大的成就。20世紀(jì)70年代，美國田納西流域管理局利用GIS技術(shù)處理分析各種流域數(shù)據(jù)，為流域管理和規(guī)劃提供決策服務(wù)，GIS便開始逐漸應(yīng)用于水文水資源領(lǐng)域。

1、對(duì)GIS在水文和水資源領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)展的簡要分析

1.1對(duì)GIS在水資源評(píng)價(jià)和規(guī)劃中應(yīng)用情況的簡要分析

在進(jìn)行水資源評(píng)價(jià)和規(guī)劃工作的過程中會(huì)使用非常多的空間信息，例如政區(qū)規(guī)劃信息、河流水系信息、地形地貌信息、水利工程的分布信息等，通過GIS技術(shù)就能為水資源評(píng)價(jià)和規(guī)劃工作提供有力的數(shù)據(jù)支持。例如有的研究人員通過GIS技術(shù)，對(duì)河流流域水資源的形成、多少以及分布所受地形地貌和降水量等信息進(jìn)行分析處理，最終建立了水資源計(jì)算與評(píng)價(jià)模型；還有的研究人員將GIS技術(shù)使用到了淮河流域的水資源綜合規(guī)劃工作中，這就有效提升了淮河流域水資源規(guī)劃工作的工作效率。除此之外，近些年GIS技術(shù)逐漸被應(yīng)用到了水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)工作中。

1.2對(duì)GIS技術(shù)在區(qū)域水資源管理工作中應(yīng)用情況的簡要分析

使用GIS技術(shù)建立的水資源管理信息系統(tǒng)能夠?yàn)樗Y源管理工作提供可靠的信息保障。例如，張靜怡等研究人員通過MapInfo開發(fā)平臺(tái)將我國的河流水系、水文站網(wǎng)以及城市規(guī)劃等地理信息組建了研究整體，從而建立了全國水文站管理信息系統(tǒng)，這就給優(yōu)化水文站網(wǎng)提供了有利的信息保障。

1.3對(duì)GIS技術(shù)在防洪減災(zāi)中應(yīng)用情況的簡要分析

GIS技術(shù)能夠?yàn)槲覈姥礇Q策系統(tǒng)提供有力的幫助，并且還能在防汛決策系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)災(zāi)情進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，預(yù)測(cè)洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前，我國的某些流域水管理部門已經(jīng)將GIS技術(shù)使用到了防洪決策系統(tǒng)和洪水災(zāi)情評(píng)估系統(tǒng)的建設(shè)中，基于GIS技術(shù)的城市防洪決策系統(tǒng)為防護(hù)緊急預(yù)案的制定和城市區(qū)域?yàn)?zāi)害評(píng)價(jià)提供了巨大的支持。

2、對(duì)水文和水資源領(lǐng)域GIS的應(yīng)用趨勢(shì)的簡要分析

2.1研究人員要加大GIS應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究力度

在GIS技術(shù)實(shí)際使用的過程中，對(duì)GIS技術(shù)的應(yīng)用通常僅是結(jié)合各部門的生產(chǎn)需求獨(dú)立開發(fā)，這樣開發(fā)過程沒有科學(xué)、完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且隨著開發(fā)平臺(tái)和數(shù)據(jù)格式向著多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，這就為信息交流和共享造成了嚴(yán)重的影響。當(dāng)前，我國研究人員已經(jīng)對(duì)GIS應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)給予了足夠的重視，并且已經(jīng)開始了試點(diǎn)工作，但是還是存在著同國家規(guī)范保持一致的問題，這需要研究人員對(duì)其進(jìn)一步改進(jìn)。

2.2相關(guān)部門要建立健全的水文水資源地理空間數(shù)據(jù)庫

水文水資源管理系統(tǒng)中最重要的一部分就是空間數(shù)據(jù)庫，其為各種決策提供了有力的支持。因此，研究人員要在提升GIS應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的艱澀，還要注意的是，研究人員必須對(duì)水文水資源領(lǐng)域特色數(shù)據(jù)庫給予足夠的重視，比如水旱災(zāi)情數(shù)據(jù)庫和雨情數(shù)據(jù)庫等。除此之外，水文水資源地理空間數(shù)據(jù)庫必須涵蓋流域中的自然資源信息和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境數(shù)據(jù)，研究人員必須對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)更新，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及可靠性。

2.3相關(guān)部門要建立健全的水文水資源空間決策支持系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，研究人員將傳統(tǒng)的決策支持系統(tǒng)和GIS技術(shù)相結(jié)合就建立出了空間決策支持系統(tǒng)，其屬于新型的信息系統(tǒng)，同傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)相比開發(fā)難度更高，并且需要大量的財(cái)力和人力，研究人員必須將財(cái)力重點(diǎn)應(yīng)用到最重要部分的建設(shè)上，劃分好步數(shù)以此實(shí)施，再確定信息系統(tǒng)成熟之后進(jìn)行推廣。

2.4對(duì)GIS技術(shù)同水文水資源專業(yè)模型相結(jié)合使用的簡要分析

當(dāng)前，正在使用的水文水資源專業(yè)模型中，雖然GIS技術(shù)能夠支持大部分的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、管理功能和輸入輸出功能，但是現(xiàn)有的水文水資源專業(yè)模型的工作重心依然是數(shù)據(jù)，尤其是在對(duì)水文地理空間進(jìn)行表達(dá)和水分現(xiàn)象空間分析等方面還有所欠缺。研究人員最關(guān)鍵的任務(wù)就是尋找將已有的各類計(jì)算方法和軟件逐步過渡到以柵格為計(jì)算空間單元的分布式模型的方式，結(jié)合GIS技術(shù)所具有的空間數(shù)據(jù)處理功能，最終達(dá)到水文水資源專業(yè)模型同GIS技術(shù)融合的目的。

2.5對(duì)水文水資源領(lǐng)域中GIS技術(shù)多維方向發(fā)展的簡要分析

水文水資源有著一定的時(shí)空動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，這就要求研究人員開發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)三維和四圍空間分析的GIS軟件，并且這種軟件要具有顯示功能。但是當(dāng)前僅有少數(shù)的GIS軟件具有真三維分析功能，例如IVM軟件、SGM軟件以及GRASS軟件等，這些軟件在幾何建模功能和分析能力上還有一定的欠缺。隨著計(jì)算技術(shù)和空間技術(shù)的飛速發(fā)展，以及水文水資源領(lǐng)域不斷提升的分析需求，GIS必須從傳統(tǒng)二維向著多維的方向發(fā)展。

3、結(jié)束語

綜上所述，GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的發(fā)展中占有至關(guān)重要的作用，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和“數(shù)字水利”的提出，GIS同水文水資源的結(jié)合研究前景將更為廣闊。無論是在水資源評(píng)價(jià)和規(guī)劃工作中，還是在防汛決策系統(tǒng)的建設(shè)中都將發(fā)揮出巨大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張禮中. 郭建斌，朱魯，弭尚震.基于GIS的地下水資源開采潛力評(píng)價(jià)模型涉及與實(shí)現(xiàn)[J].水文，2016，26（1）：42244，50

[2]郭建斌，朱魯，弭尚震.大汶河流域水資源現(xiàn)狀及對(duì)策[J].科技通報(bào)，2015，16（5）：3672370

[3]劉九夫，張建云. 郭建斌，朱魯，弭尚震.GIS在水資源評(píng)價(jià)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].水文，2015，22（6）：13217

作者簡介：毛梅（1989.10）女 重慶 本科 助理工程師 主要從事；水文設(shè)計(jì)。