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GIS在水文水资源领域中的应用与发展趋势

来源:未知 作者:傻傻地鱼
发布于:2015-05-05 共2609字
摘要

  前言

  各行业各系统均有 GIS 系统应用,在各项经济建设中做出了突出贡献,而 GIS 在我国水文水资源领域中的应用更加广泛。GIS 全称是地理信息系统,主要内容就是通过计算机技术、软件技术为内核,对地理空间相关数据进行描述、分析、采集和存储的计算机系统。

  1 水文水资源研究及 GIS 理论

  科技科学技术飞速发展,不断推动 GIS 技术向智能化、集成化趋势改良,开发并研制更加高精度、多功能、实用性的 GIS 技术,成为行业追求总目标,通过 GIS 技术的推广和普及,全面提高水文水资源研究数据的精准性。GIS 技术最大的优点就在于,能够为水文水资源研究需要的数据,进行更加精准的获取,通过空间、水文、地理数据参数分析,可以全面掌握水资源分布特点及规律。什么是水文水资源研究呢?通常是指重点研究水资源为主,通过科学的评估预测,掌握水资源不断发展规律,研判可能会发生的水资源隐患,全面了解水资源各种变化、运动和分布,以当地水文条件为依据,以数据分析为根本,拿出可行笥研究成果,解决水资源破坏问题,化不利为有利,使水资源能够更好地为经济和社会发展服务,要想获得数据,就需要应用 GIS 技术,将可视化的各类数据形象化的呈现出来。

  通过对系统的分析,可以看到,空间数据管理子系统才是 GIS 的重要核心组成,数据的获取主要途径是实测、统计、遥感、专题地图。GIS 功能一是融入地理科学相关理论,能够实现动态预测、多要素综合以及区域空间分析;二是对数据的处理更为精准、可靠,以遥感技术、通信技术、计算机技术等为基础,保证为研究人员提供有效参考数据。

  2 GIS 在水文水资源领域中的应用
  
  2.1 在水文资源空间管理与决策方面的应用

  现代科技推动 GIS 技术不断发展变化,近些年,决策支持系统优势不断得到体现,这主要是由 GIS 及常规决策技术提炼而成,以此为基础开发应用的,这种技术的应用,更加符合我国水资源特征,尚需不断结合我国自然灾害特点,推广应用该项技术,加大投入力度,实现新型决策研究目标。可以说,水文决策是建立在精准数据基础上的研究,只有数据保证全面、科学,才能确保研究成果的可靠。

  那么,在对水文资源空间管理与决策时,最主要的技术因素则是GIS 技术,空间数据库是 GIS 技术构成的系统中心,通过科学的创建,形成水文水资源数据库,主要作用就是提高水资源管理水平、依据空间、时间分布做预测,只有不断加强决策系统建设,才能从本质上推动水资源管理能力。

  2.2 在水环境管理方面应用

  通过多年的研究,建立了水质动态管理信息系统,使各级水环境管理质量不断提升完善,GIS 技术的应用起到了重要作用,特别是在水环境管理中的应用优点尤其突出,一是借助系统不同模块对水环境进行科学调配与管理,依据不同发展进度,实现动态增减,保持资源的平衡与合理性。二是能够通过此项应用,准确判断不同分布、不同地域、不同流向的水环境状况,我国上海就在 GIS 技术利用上,实现了对黄浦江流域水量、水质的监测与预报,技术的成功应用,也在国际业界得到普遍认可。

  2.3 在水管网信息管理系统应用

  此项技术也在水管网信息管理中起着重要作用,可以通过二次开发、独立开发、集成二次开发三种体现模式,进行 GIS 技术推广开发。不通过 GIS 技术就可以实现开发的是独立开发,可以说是三种模式中开发难度最小的;最需要 GIS 技术支撑的是集成二次开发,通过 GIS 技术处理实现对空间数据的分析,对信息进行多次编辑、采集、提取,不断形成优化方案,在设计上提升了科学的计算能力;单纯的二次开发主要借用的技术就是 GIS 应用,开发难度较集成二次开发略低,通过合理的设计,为各级管网建设提供有力支撑。

  2.4 在水文情报预报及防洪减灾方面的应用

  GIS 技术不断发展,形成的多种灾害模型,能够全面、具体分析流域上下游关系,GIS 空间分析功能为事前预报提供了有力的信息支持。能够不受约束的在一个比较大的范围内,实现水文信息的采集、编辑和整合;GIS 技术能够形成最精准的模型参数,对水文模型开发提供强大的支撑基础,有效的把水利学模型科学融合,建立数字高程模型,使水文信息监测更加实效可靠;GIS 技术也能在各种辅助材料的提供上实现多种可能。GIS 技术应用较为广泛,在预防洪灾中的应用最为普遍,可能通过区划防洪、风险分析、灾情评估、平台管理等实现防洪减灾的目的。借助 GIS 空间分析能力能够实现不同模型数据优化,为防洪决策提供准确的信息支持,健全管理信息管理决策支持平台,达到不同空间的资源整合,在灾情评估上实现数据管理和分析,通过 GIS 技术多层次管理、整合,使不同属性、不同层次的数据进行演进,分析结果能够协助灾情评估。在计算模拟洪水发生强度与技术对社会因子、地理、自然等诸多因素进行采集,并附加上对应权重实现空间叠加,最后达到科学的区划分析,形成完整可靠的灾害损失评估。

  2.5 在水污染控制规划方面应用

  水污染是最大的现实问题,也是当前水文水资源领域最为关注的重点话题,直接影响着水资源开发利用。可以通过 GIS 技术采集水污染分布参数数据,科学规划方案,使城市排污网络功能达到最佳状态,从根本上降低水污染,提高环境生态系统功能,合理划分控制的区域,明确水污染对象,通过 GIS 技术实现相关数据采集整理,建立面向用户的大用户数据系统,以水污染控制模型实现区域环境水污染控制。

  3 GIS 在水文水资源应用方面的发展趋势

  GIS 技术提高了我国水资源管理水平和利用率,但是结合环境、空间、水质、序列等方面的实际情况,还需要不断加强与改进。一方面是要注重对 GIS 系统空间相关数据功能利用,不断完善水文水资源模型与 GIS 间的融合,最大化的发挥出系统优势。解决当前存在的一些不足和矛盾,使 GIS 专业模型信息管理及存储功能不断提高,在决策支持、地理空间表达上更加科学合理。

  另一方面是要制定和完善统一的 GIS 规范标准,现实中,GIS 技术标准是不统一的,不同的数据模式占用不同的开发平台,多样化的产品组合,阻碍了大范围水文信息交流。

  4 结束语

  可以说,GIS 在水文水资源领域中的应用,从本质上提高了我国水资源监测和管理水平,通过技术推广实现了防洪减灾的目的,大大提高了水资源利用率。未来,还需要不断提高 GIS 在水文水资源领域中的推广和应用,全面促进我国水资源合理应用、科学开发。

  参考文献:
  [1]张海廷。GIS 在水文水资源领域中的应用研究[J].华北水利水电学院学报,2013,3:63-66.
  [2]徐明珠,杨洋,王海荣。GIS 在水文水资源领域中的应用初探[J].科学咨询(科技管理),2010,9:76.

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