GIS在水文水資源中的應(yīng)用探討

溫建雄

【摘要】目前，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們逐漸對(duì)水文資源的研究工作引起了足夠的重視，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用水平提出了更高的要求。在水文水資源領(lǐng)域當(dāng)中，GIS技術(shù)有著非常廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)镚IS技術(shù)可以完成對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、整理、分析以及管理等工作，可以將其中的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)功能充分發(fā)揮出來(lái)，在這一過(guò)程中計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)在其中起到了非常重要的輔助作用，可以使水資源的智能化水平實(shí)現(xiàn)明顯的提升。本文主要針對(duì)GIS在水文水資源中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的分析，希望能為相關(guān)人員提供合理的參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】GIS；水文水資源；應(yīng)用

引言：

GIS指的就是地理信息系統(tǒng)，在剛開(kāi)始應(yīng)用時(shí)主要是對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的儲(chǔ)存與提取，同時(shí)完成對(duì)地理相關(guān)信息軟件系統(tǒng)的分析工作，通過(guò)這種方式不但可以完成對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理分析，同時(shí)還能為相關(guān)人員的規(guī)劃決策提供非常重要的參考數(shù)據(jù)。如今，在我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，GIS也從外圍面向內(nèi)核方向不斷的發(fā)展，使GIS技術(shù)水平在原來(lái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的提升，并且應(yīng)用范圍也因此實(shí)現(xiàn)了不斷的拓展。

1.GIS技術(shù)概述

GIS技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)、遙感技術(shù)以及相關(guān)信息科學(xué)技術(shù)的充分利用，通過(guò)這種方式可以對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集與整理，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)信息的有效輸出。在對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的過(guò)程中，子系統(tǒng)指得就是GIS技術(shù)的核心部分，可以完成空間數(shù)據(jù)的處理以及分析等工作，其中，空間數(shù)據(jù)主要是產(chǎn)生于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)以及專題地圖中。另外，在對(duì)GIS技術(shù)使用的基礎(chǔ)上，不僅可以完成對(duì)信息數(shù)據(jù)的有效提取和轉(zhuǎn)換，同時(shí)還能對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的編輯，通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效集成與重構(gòu)，從而準(zhǔn)確的對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和檢索，在此基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)檢測(cè)結(jié)果的有效輸出，同時(shí)還能完成數(shù)據(jù)的更新過(guò)程。

2.GIS的功能

GIS技術(shù)在使用過(guò)程中可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效提取和轉(zhuǎn)換，從而完成對(duì)數(shù)據(jù)的集成與重構(gòu)，通過(guò)這種方式可以為后期數(shù)據(jù)的查詢以及檢測(cè)工作提供非常大的便利，實(shí)現(xiàn)空間操作并完成相應(yīng)的分析過(guò)程，在對(duì)最終檢測(cè)成果輸出的同時(shí)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效更新。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，GIS的功能主要體現(xiàn)在了以下幾個(gè)方面。

2.1 空間數(shù)據(jù)的生成、組織與管理

在GIS應(yīng)用的基礎(chǔ)上可以對(duì)各方面產(chǎn)生的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換，即便是空間數(shù)據(jù)在比例尺以及坐標(biāo)系統(tǒng)等方面存在一定的差異，但是也不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及處理能力造成影響。同時(shí)，GIS技術(shù)還可以將空間數(shù)據(jù)與非空間信息之間進(jìn)行有效的結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效共享。GIS在數(shù)據(jù)綜合模擬與空間分析等方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，可以為模型數(shù)據(jù)的輸入提供非常大的便利，由此可以看出，GIS在空間數(shù)據(jù)的生成、組織以及管理等方面發(fā)揮著非常重要的功能作用。

2.2 分析模擬結(jié)果的可視化

GIS用戶界面與視圖可以將相關(guān)信息有效的展示出來(lái)，這樣工作人員就可以通過(guò)這種直觀的方式對(duì)分析對(duì)象進(jìn)行觀測(cè)與了解，針對(duì)于相關(guān)的水資源管理人員而言，在分析以及決策等工作中，GIS屬于一項(xiàng)非常重要的方法與手段，并且GI還可以通過(guò)直觀的方式對(duì)最終的結(jié)果進(jìn)行模擬，其模擬形式通常主要涉及到了統(tǒng)計(jì)報(bào)表、專題地圖以及報(bào)告等，這對(duì)于水文水資源的研究工作有著非常重要的意義。

3.GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 水資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃運(yùn)用

結(jié)合實(shí)際情況可以了解到，在水資源的規(guī)劃工作中，通常主要涉及到了水資源的調(diào)查評(píng)價(jià)、水資源的開(kāi)發(fā)狀況調(diào)查以及水資源保護(hù)規(guī)劃等幾個(gè)方面的內(nèi)容。在水資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃過(guò)程中，其涉及到的空間信息非常多，比如，行政區(qū)劃與河流水系以及實(shí)測(cè)水文信息數(shù)據(jù)等相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，通過(guò)GIS水文分析（ArcHydro、Spatial Anlysist等模塊）能夠自動(dòng)提取及計(jì)算流域邊界、河網(wǎng)水系、流向、匯流時(shí)間和其它流域特征參數(shù)，同時(shí)還能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和模擬等。在水資源的評(píng)價(jià)與規(guī)劃過(guò)程中，通過(guò)GIS技術(shù)可以構(gòu)建出水資源計(jì)算與評(píng)價(jià)的相關(guān)模型，然后根據(jù)其中所顯示出的相關(guān)信息可以完成評(píng)價(jià)工作，同時(shí)還能將空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)作用充分的發(fā)揮出來(lái)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出所以影響要素組成對(duì)應(yīng)的專題圖層，可以通過(guò)GIS圖層相關(guān)的疊加方式，然后針對(duì)某一和地區(qū)的水資源進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)和規(guī)劃。

3.2 空間決策支持系統(tǒng)的運(yùn)用

將普通決策支持系統(tǒng)與GIS技術(shù)之間進(jìn)行有效的結(jié)合，最終就可以形成相應(yīng)的空間決策支持系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題就是減少理論與實(shí)踐之間存在的差距，所以決策系統(tǒng)中需要將大量的數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)的模型作為其中的基礎(chǔ)條件，將大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)作用充分的發(fā)揮出來(lái)，然后利用GIS技術(shù)中的空間分析能力對(duì)最終的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效獲取，通過(guò)這種方式可以為水文水資源的規(guī)劃以及評(píng)價(jià)工作提供非常重要的參考作用。由于空間決策支持系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中存在一定的難度，需要大量的人力以及資金投入到其中，在具體的分布實(shí)施過(guò)程中，需要在該項(xiàng)系統(tǒng)技術(shù)成熟之后才能進(jìn)行合理推廣。

3.3 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)用

將GIS技術(shù)應(yīng)用于水文水資源領(lǐng)域中，空間數(shù)據(jù)庫(kù)在其中起到了非常重要的核心作用，主要是因?yàn)榭臻g數(shù)據(jù)庫(kù)的容量非常大，并且所涉及到的數(shù)據(jù)類型也比較多。在水文水資源中，通過(guò)對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的合理使用可以構(gòu)建出具有水文特點(diǎn)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，比如雨晴與水情數(shù)據(jù)庫(kù)、水污染物狀況數(shù)據(jù)庫(kù)以及水系水網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)等。另外，在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中還涉及到了自然信息與社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息等，在數(shù)據(jù)庫(kù)中需要對(duì)實(shí)時(shí)查詢相關(guān)要求進(jìn)行明確，這樣才能保證服務(wù)器的相關(guān)數(shù)據(jù)與實(shí)施報(bào)汛數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)有效的傳輸，構(gòu)建出與合理儲(chǔ)存洪水預(yù)報(bào)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，最終完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的更新工作。

3.4 流域水量的調(diào)度系統(tǒng)

將航天遙感器、通信方式以及地面上遙測(cè)方式之間進(jìn)行有效的結(jié)合，這樣就可以對(duì)流域中相關(guān)水資源調(diào)度信息數(shù)據(jù)資源進(jìn)行有效采集，在對(duì)通信系統(tǒng)使用的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建出相應(yīng)的子系統(tǒng)，并且能為信息數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的安全性提供良好的基礎(chǔ)保障。同時(shí)，通過(guò)這種方式還能對(duì)相關(guān)專業(yè)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究，對(duì)業(yè)務(wù)處理以及信息數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行合理構(gòu)建，可以對(duì)水資源相關(guān)信息查詢過(guò)程中的穩(wěn)定性提供良好的保障。另外，在流域水量調(diào)度系統(tǒng)使用的基礎(chǔ)上，還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)化的管理，這樣就可以對(duì)流域的水量進(jìn)行科學(xué)有效的調(diào)度。

3.5 GIS在水環(huán)境方面的應(yīng)用

在水環(huán)境保護(hù)中，對(duì)于信息的采集、處理和分析是關(guān)鍵步驟。水環(huán)境及其相關(guān)數(shù)據(jù)均具有空間分布特征，傳統(tǒng)的方法難以發(fā)揮作用。（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）

（上接第頁(yè)）

地理信息系統(tǒng)（GIS）強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理和分析功能，在空間信息處理上有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，是研究區(qū)域水環(huán)境的空間差異的有力工具，GIS在水環(huán)境中的應(yīng)用對(duì)解決水環(huán)境中許多問(wèn)題起著重要的作用與意義。在對(duì)水環(huán)境開(kāi)展相應(yīng)的管理工作時(shí)，其管理工作質(zhì)量主要是受到水管理空間屬性的影響，需要結(jié)合實(shí)際情況完成相應(yīng)的層次性處理工作。在這一過(guò)程中，對(duì)GIS技術(shù)的合理使用，然后針對(duì)不同范圍內(nèi)的水資源進(jìn)行相應(yīng)的分析工作，通過(guò)這種方式可以為最終數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性以及可靠性提供良好的保障。對(duì)于相關(guān)的工作人員而言，應(yīng)該對(duì)空間與時(shí)間范圍進(jìn)行全面的了解，然后對(duì)其中呈現(xiàn)出的變化趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，并在此基礎(chǔ)上制定出相應(yīng)的方案。另外，相關(guān)部門應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況對(duì)多種信息模塊進(jìn)行有效的構(gòu)建，將水環(huán)境管理工作進(jìn)行全面的落實(shí)，針對(duì)于不同范圍內(nèi)的水環(huán)境而言，應(yīng)該采取模塊加減處理方式。比如，某市水環(huán)境管理部門在上世紀(jì)八十年代就加強(qiáng)了對(duì)GIS技術(shù)的研究力度，可以將其科學(xué)的應(yīng)用到水環(huán)境的管理工作中，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出了相應(yīng)的管理系統(tǒng)，然后按照具體的要求落實(shí)相應(yīng)的管理工作，通過(guò)對(duì)水環(huán)境管理系統(tǒng)的充分應(yīng)用，可以對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從而使管理效果得到明顯的提升。

3.6 GIS在水污染控制措施方面的應(yīng)用

在水資源領(lǐng)域當(dāng)中，通過(guò)對(duì)GIS技術(shù)的有效使用，可以對(duì)其中存在的水污染問(wèn)題實(shí)現(xiàn)合理的控制，從而進(jìn)一步減少水環(huán)境所受到的影響，在提升水資源質(zhì)量的基礎(chǔ)上也能為水污染控制規(guī)劃工作的可靠性提供良好的保障。將GIS應(yīng)用在水污染控制過(guò)程中，首先，在污水處理時(shí)可以對(duì)水污染情況進(jìn)行合理的分類，通過(guò)可視化技術(shù)可以對(duì)污染的位置以及污染面積進(jìn)行明確，這樣就能制定相應(yīng)的控制措施；其次，在對(duì)水污染治理范圍進(jìn)行明確之后，對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行有效構(gòu)建，并制造相應(yīng)的模型，在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的資源充分利用的基礎(chǔ)上，可以為管理工作的開(kāi)展提供良好的基礎(chǔ)條件，從而使水污染控制工作質(zhì)量實(shí)現(xiàn)明顯的提升；最后，通過(guò)GIS技術(shù)的應(yīng)用制定出專門的系統(tǒng)，通過(guò)科學(xué)的方式完成對(duì)水污染值的計(jì)算過(guò)程，對(duì)監(jiān)督管控方案進(jìn)行有效制定，通過(guò)這個(gè)種方式可以進(jìn)一步提升水污染控制工作質(zhì)量，從而使工作效率得到明顯的提升。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在水文水資源領(lǐng)域中，通過(guò)對(duì)GIS技術(shù)的有效使用，對(duì)于提升水管網(wǎng)管理能力以及水環(huán)境的管理質(zhì)量有著非常重要的作用。因此，應(yīng)該進(jìn)一步加大相應(yīng)的研究工作，從而將GIS技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1].梁永萬(wàn). GIS在水文水資源研究領(lǐng)域中的應(yīng)用分析[J]. 科技與企業(yè)，2015

[2].杭根東，朱駿瑋. 論基于GIS技術(shù)在水文水資源中的運(yùn)用[J]. 科技資訊，2017

[3] 張海廷. GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[J]. 華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2017