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      GIS在水資源管理中的應用研究

      2017-10-19 03:11:19劉鵬飛
      水能經(jīng)濟 2017年2期
      關鍵詞:水資源管理應用

      劉鵬飛

      【摘要】隨著信息技術的不斷發(fā)展,GIS技術也隨之不斷發(fā)展,其應用范圍將更加廣泛、功能更加強大,而GIS技術在水資源研究與管理中應用的意義將更大。本文筆者對GIS在水資源管理中的應用進行了分析探討,希望對相關從業(yè)人員具有借鑒意義。

      【關鍵詞】GIS;水資源管理;應用

      引言

      GIS集成了多學科信息技術,是搭建在此基礎上的基礎平臺與綜合環(huán)境,并且是對不同領域信息與不同信息源進行協(xié)調(diào)的理想技術。目前,多功能、多目標與多層次集一體的評價分析模型與空間決策支持系統(tǒng)可以通過GIS實現(xiàn),為了跟上社會發(fā)展潮流,GIS在水文水資源領域中的應用功能需要升級轉(zhuǎn)化。

      1、GIS在水文水資源中的應用概述

      地理信息系統(tǒng)可以看作是一種以分析處理空間數(shù)據(jù)為基礎的應用技術,地理信息本身所具有的特點可以決定GIS技術在研究水資源領域時普遍應用的前景。

      1.1 水資源評價與規(guī)劃應用

      大量空間信息在水資源評價與規(guī)劃應用中體現(xiàn),例如水文站控制斷面位置、實測水文數(shù)據(jù)和地形地貌等多種屬性數(shù)據(jù),GIS技術可以對以上擁有時維性特征的數(shù)據(jù)進行獲取、管理、分析、模擬和顯示等操作。水資源計算和評價模型可以利用GIS技術來建立,依據(jù)事實情況對水資源進行評價,同時可在空間數(shù)據(jù)庫的基礎上,建立不同的以各種影響因子構(gòu)成的專題圖層,并對圖層進行疊加處理,使其對水資源進行快速、合理的評價及規(guī)劃。

      1.2 水資源管理

      水文包括降水、流量和水位等基本信息,此外還包括汛、旱情信息、水質(zhì)信息,同時結(jié)合了多種不同類型的信息,如地形地貌、水文地質(zhì)條件、氣象、河流水系、土壤植被、水利工程等。GIS擁有對以上數(shù)據(jù)進行不同復雜處理、多元信息疊加和空間屬性數(shù)據(jù)相結(jié)合的功能,可以為相應部門提供決策基礎。其數(shù)據(jù)管理和分析的可視性,通過交互式圖形處理與自動制圖工具的運用而不斷增強,并使水文信息的管理與應用效率得到了提升。隨著計算機技術的不斷發(fā)展,數(shù)字化水文信息管理必然是未來水資源管理發(fā)展的趨勢。

      1.3 防洪減災

      當前,GIS技術在防洪減災中主要包括管理平臺、災情評估、風險分析與區(qū)劃和城市防洪4個方面的應用。基于防洪信息管理系統(tǒng)的決策支持平臺能夠更好地將時間數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)進行整合,同時采用GIS具有的空間分析能力對防洪決策進行信息輔助,從而使結(jié)果預測與表達準確;災情評估方面,主要發(fā)揮GIS技術強大的空間數(shù)據(jù)處理能力,多層次整合和管理空間數(shù)據(jù)與各種屬性數(shù)據(jù),并以此為基礎對洪水災害的演變進行動態(tài)分析,從而為災情數(shù)據(jù)的提取、評估提供有利的技術支持;在災害風險的分析與區(qū)劃環(huán)節(jié),需要模擬計算不同洪水發(fā)生概率與強度等數(shù)據(jù),此過程需要利用GIS技術對給予相應權(quán)重的自然、社會等各種因素進行空間疊加分析,隨之進行災害分析與區(qū)劃;城市防洪越來越受到學者們的關注,馬鎮(zhèn)等使用GIS二次開發(fā)技術研發(fā)了哈爾濱市的城市防洪體系,該體系在防洪警報、防洪預案與洪澇災害的監(jiān)測和評價上作用明顯,在城市防洪搶險與管理決策中做出巨大貢獻。

      1.4 空間決策支持系統(tǒng)

      空間決策支持系統(tǒng)(SDSS)是一種基于常規(guī)決策支持系統(tǒng)與GIS技術的新型信息系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)使用大量數(shù)據(jù)及模型,使該系統(tǒng)盡最大可能縮小理論與實踐之間的差別,同時運用GIS對基礎數(shù)據(jù)進行相關空間分析,服務于水文水資源規(guī)劃、評價和工程實施。

      1.5 水文地理空間數(shù)據(jù)庫

      GIS在水文水資源領域中應用的核心是空間數(shù)據(jù)庫,其具有存儲量大、數(shù)據(jù)種類多樣等特點。在應用中要建立如雨情、水情數(shù)據(jù)庫等具有水文特色的數(shù)據(jù)庫,同時數(shù)據(jù)庫與其他數(shù)據(jù)相結(jié)合,如基本的自然、社會經(jīng)濟信息等。只有連接服務器端數(shù)據(jù)庫與實時報汛數(shù)據(jù)庫才能保障數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)實時查詢的功能,創(chuàng)建并存儲洪水預警預報相關數(shù)據(jù),實時更新與插值處理后獲得最新的災情信息。

      2、GIS在水文水資源中的應用趨勢

      2.1 空間決策支持系統(tǒng)是GIS應用的重要分支

      空間決策支持系統(tǒng)(SDSS)是一種基于常規(guī)決策支持系統(tǒng)與GIS技術的新型信息系統(tǒng),就近年的發(fā)展來看,其具有廣闊的發(fā)展前景。目前,GIS技術在空間數(shù)據(jù)的管理與分析上具有很好的體現(xiàn),但是其缺少針對復雜對象空間問題的解決能力,如:區(qū)域規(guī)劃、功能分區(qū)等問題的決策能力,其應用能力難以滿足社會經(jīng)濟的發(fā)展需要。因此,GIS技術應用于空間決策支持系統(tǒng)將具有遠大發(fā)展前景。

      2.2 GIS是數(shù)值模擬技術發(fā)展的重要手段

      目前大多數(shù)主流GIS應用軟件都是將數(shù)據(jù)庫作為核心,而將應用模型同模型管理技術和應用模型同GIS技術相結(jié)合的研究將是今后發(fā)展的趨勢。這些復雜的應用模型將能夠為社會經(jīng)濟發(fā)展提供直接有效的信息,可以促使GIS逐漸成為高效精確的決策支持系統(tǒng)。

      2.3 多維GIS技術是在水資源領域應用的發(fā)展方向

      近幾年,三維GIS在水資源研究領域逐漸成為熱門的研究項目,但是地下水文和礦山等真三維現(xiàn)象大部分的GIS軟件都無法對其進行處理分析,只有IVM系統(tǒng)和SGM系統(tǒng)等少數(shù)GIS軟件可以對真三維現(xiàn)象進行分析,但其在幾何建模與分析功能上有著一定的不足。因此,三維GIS技術的發(fā)展具有廣闊的應用前景。在水資源研究過程中,研究某一時刻的水文地質(zhì)條件,即將時間序列添加在三維上,將形成四維GIS,其對水災、地震、暴雨、滑坡和泥石流等自然災害研究具有重要意義。獲取時間序列數(shù)據(jù)的能力同三維模型結(jié)合,才能更好地滿足社會需要,同時在三維GIS成熟發(fā)展的基礎上才能更好地發(fā)展與完善四維GIS。

      3、結(jié)語

      建立一種GIS與水資源綜合性較強的信息系統(tǒng)是一件難度非常大的事情。但是GIS技術在水資源中的應用很明顯對水資源研究與管理領域的發(fā)展具有不可或缺的促進作用;同時,水資源領域的研究與管理對GIS技術方面的需求具有重大的促進作用;隨著科學技術的不斷進步發(fā)展與社會需求的不斷變化,不斷有人認識到,水資源科學與地理信息系統(tǒng)是一個重要的、不間斷發(fā)展的概念,它們所包含意義也將隨之發(fā)生相應的變化。

      參考文獻:

      [1]孫寶森,于仲偉,張斌.談GIS在水文情報預報中的應用[A].山東水利學會第九屆優(yōu)秀學術論文集[C].2004:3.

      [2]徐明珠,楊洋,王海榮.GIS在水文水資源領域中的應用初探[J].科學咨詢(科技管理),2010(09):76.

      [3]梁永萬.GIS在水文水資源研究領域中的應用分析[J].科技與企業(yè),2012(22):125.

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