GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用探析

楊宏宇

摘 要：經(jīng)濟(jì)的繁榮與發(fā)展，在提高人們物質(zhì)生活水平的同時(shí)，所帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，也是不容忽視的。自然災(zāi)害的頻發(fā)、環(huán)境的惡化，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，十分有必要做好各種資源的監(jiān)測(cè)工作。作為重要的資源之一，水文水資源同人們的生產(chǎn)生活關(guān)系極為密切，因此水文水資源的監(jiān)測(cè)工作，也越來(lái)越引起社會(huì)各界的廣泛重視。文章針對(duì)GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用情況進(jìn)行了深入細(xì)致的分析和探討，希望通過(guò)文章的研究，可以為相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

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

1 水文水資源研究及GIS理論

水文水資源研究的對(duì)象為水資源的分布情況、運(yùn)動(dòng)和變化情況等，其研究的核心就是水資源，目的是對(duì)水資源可能帶來(lái)的隱患進(jìn)行預(yù)測(cè)，掌握其變化的規(guī)律。進(jìn)而根據(jù)地理?xiàng)l件，結(jié)合實(shí)際情況，制定科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)措施，使水資源的破壞降到最低。

為了精確掌握水資源時(shí)空分配的規(guī)律和特點(diǎn)，需精準(zhǔn)獲得各種相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)，包括地理、水文和空間數(shù)據(jù)等，并依此進(jìn)行研究。GIS的特點(diǎn)之一，就是能夠?qū)?shù)據(jù)參數(shù)可視化呈現(xiàn)，使研究變得更為便利。GIS的核心是空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，主要由空間數(shù)據(jù)處理和分析兩大部分組成。數(shù)據(jù)獲得的途徑也較為廣泛，如專(zhuān)題地圖、遙感、統(tǒng)計(jì)和實(shí)測(cè)等等。

GIS具有空間性、動(dòng)態(tài)性的特征，因此在采集、處理和輸出數(shù)據(jù)方面，GIS更加具有優(yōu)勢(shì)。同此，GIS可以融入地理科學(xué)的相關(guān)理論，實(shí)現(xiàn)區(qū)域空間分析，以及多要素綜合和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)等功能。此外，GIS提供的數(shù)據(jù)處理具有很高的可靠性和精準(zhǔn)性，融合了各種先進(jìn)的技術(shù)，如通信技術(shù)、遙感技術(shù)等，在研究者進(jìn)行決策時(shí)，可以提供科學(xué)而有效的參考。

研究GIS技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，不難看出，集成化、智能化正是GIS未來(lái)發(fā)展的方向，GIS技術(shù)的發(fā)展更為注重實(shí)用性、更多的功能，并將廣泛地應(yīng)用到水文水資源領(lǐng)域中，為水文水資源的研究提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

2 GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 水文情報(bào)預(yù)報(bào)及防洪減災(zāi)

水文情報(bào)預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)及時(shí)預(yù)報(bào)水文情況，提早采取防洪減災(zāi)措施，具有非常重要的作用，依托GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和整合能力，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)。水文信息是非常龐大而繁雜的，要想獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，就不得不采集更多的信息，而GIS技術(shù)的應(yīng)用，則使得大范圍地采集水文信息成為可能，進(jìn)而對(duì)信息進(jìn)行編輯和整合。

水文模型的建立，對(duì)于水文信息的監(jiān)測(cè)十分重要，通過(guò)將GIS技術(shù)應(yīng)用到水文模型中，提高了數(shù)據(jù)和模型的精準(zhǔn)度。這一點(diǎn)在數(shù)字高程模型中更為明顯，可以融入水力學(xué)模型，使得監(jiān)測(cè)更為客觀、效率更高。此外，GIS技術(shù)的應(yīng)用，還能提供準(zhǔn)確的輔助材料。

決策支持平臺(tái)可以從多個(gè)環(huán)節(jié)提高空間資源的利用率，促進(jìn)整合，如搜集、處理和更新環(huán)節(jié)。該平臺(tái)構(gòu)建的基礎(chǔ)是防洪信息管理系統(tǒng)，運(yùn)用GIS的空間分析能力，優(yōu)化不同的數(shù)據(jù)模型，為防洪決策提供信息支持，使得預(yù)測(cè)的結(jié)果更為精確。

在管理災(zāi)情評(píng)估的基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)時(shí)，GIS技術(shù)同樣獲得了很好的應(yīng)用。GIS技術(shù)可以對(duì)不同屬性的數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次的管理和整合。在災(zāi)情數(shù)據(jù)評(píng)估、處理和分析等方面，GIS技術(shù)也發(fā)揮了重要的作用。

洪水發(fā)生的概率和強(qiáng)度，可以在洪水災(zāi)害評(píng)估環(huán)節(jié)之后，通過(guò)利用GIS技術(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算和模擬，進(jìn)而對(duì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)做出準(zhǔn)確的分析。在這一過(guò)程中，需要考慮很多因素的影響，如自然因素、地理因素和社會(huì)因素等，根據(jù)各種因素不同的權(quán)重，利用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間的疊加，并加以分析和研究，進(jìn)而合理評(píng)估災(zāi)害所帶來(lái)的損失。目前，GIS技術(shù)的研究已經(jīng)取得了一定的成果，評(píng)估系統(tǒng)涉及的因素更為具體和全面，并構(gòu)建了很多種災(zāi)害模型。然而，在流域上下游關(guān)系的分析上，現(xiàn)有的GIS技術(shù)仍有待進(jìn)一步完善。

2.2 水文資源空間管理與決策

GIS技術(shù)組建的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，在水文資源的空間管理和決策中，發(fā)揮了重要的作用，在進(jìn)行水文決策時(shí)，必須對(duì)這一空間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行認(rèn)真分析。決策是否具有科學(xué)性，是否全面，在很大程度上取決于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度。

根據(jù)水資源的時(shí)間和空間分布情況，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，并做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，不斷提高水資源的管理水平和管理能力。近年來(lái)，決策支持系統(tǒng)逐漸顯露出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，這一系統(tǒng)是在常規(guī)決策技術(shù)和GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，并且充分結(jié)合了我國(guó)自然災(zāi)害的特點(diǎn)，因此，對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行研究，對(duì)于水文水資源領(lǐng)域的發(fā)展，具有非?，F(xiàn)實(shí)而深遠(yuǎn)的意義。

2.3 水環(huán)境管理

在水環(huán)境管理中，GIS技術(shù)同樣發(fā)揮了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。不同區(qū)域的水資源狀況，通過(guò)GIS技術(shù)可以得到準(zhǔn)確的體現(xiàn)。同時(shí)，在水環(huán)境的管理中，可以借助系統(tǒng)中不同的模塊進(jìn)行合理管理，還可以根據(jù)水環(huán)境的實(shí)際情況做出調(diào)整、適當(dāng)增減。目前，水質(zhì)動(dòng)態(tài)管理信息系統(tǒng)已經(jīng)構(gòu)建，這與眾多科學(xué)家的努力和研究是分不開(kāi)的，其帶來(lái)的效果則是水環(huán)境管理質(zhì)量的提升。

2.4 水污染控制規(guī)劃

隨著生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化，在水文水資源領(lǐng)域，關(guān)于水污染的研究成為人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，并且水資源的開(kāi)發(fā)利用率也受到水污染情況的影響。在水污染控制規(guī)劃方面，運(yùn)用GIS技術(shù)非常有必要。通過(guò)GIS技術(shù)的運(yùn)用，采集與水污染相關(guān)的各類(lèi)數(shù)據(jù)參數(shù)，并制定出有效的控制方案，提高城市排污能力。

2.5 水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)

GIS在水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)、獨(dú)立開(kāi)發(fā)，以及集成二次開(kāi)發(fā)。其中獨(dú)立開(kāi)發(fā)的難度較小，可不使用GIS技術(shù)，而集成二次開(kāi)發(fā)比較依賴(lài)GIS技術(shù)對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理。單純的二次開(kāi)發(fā)主要借用GIS技術(shù)，與集成二次開(kāi)發(fā)相比難度稍低。

3 GIS在水文水資源應(yīng)用方面的發(fā)展趨勢(shì)

完善GIS應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際工作中GIS的研究多是根據(jù)部門(mén)實(shí)際情況獨(dú)立研究，加上GIS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，導(dǎo)致數(shù)據(jù)模式、開(kāi)發(fā)平臺(tái)多種多樣，給大范圍水文信息的交流帶來(lái)阻礙。因此，我國(guó)應(yīng)在借鑒西方成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定和完善統(tǒng)一的GIS規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為GIS的開(kāi)發(fā)與研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)模型與GIS的結(jié)合。當(dāng)前存在的一些GIS專(zhuān)業(yè)模型盡管多數(shù)具備信息管理及存儲(chǔ)功能，但在決策支持、地理空間的表達(dá)上略顯不足。因此，今后應(yīng)注重GIS系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)管理功能的充分利用，使系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與功能得以充分發(fā)揮。

4 結(jié)束語(yǔ)

GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用，極大地提高了我國(guó)水資源監(jiān)測(cè)、管理水平。為防洪減災(zāi)，提高水資源利用率奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為進(jìn)一步提高GIS在水文水資源領(lǐng)域應(yīng)用水平，我國(guó)還應(yīng)不斷學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)的技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)水資源的合理利用。

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