GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

吳金剛

摘 要：為了緊跟信息化社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，逐步提升水文水資源信息化建設(shè)水平，要將GIS技術(shù)應(yīng)用到水文水資源的各個(gè)領(lǐng)域，開(kāi)展指定區(qū)域降水量計(jì)算、地下水勘察等多項(xiàng)工作。要從傳統(tǒng)形式的高消耗、低效率模式逐步向統(tǒng)籌規(guī)劃和信息化方向轉(zhuǎn)變，在實(shí)際開(kāi)展水文研究與保護(hù)工作期間就能夠緊緊結(jié)合水資源的特點(diǎn)，對(duì)水資源的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致分析，有利于全面提升水資源利用率。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù);水文水資源;應(yīng)用;管理

中圖分類號(hào)：P338;P208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）07-105-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.051

水文水資源領(lǐng)域研究范圍逐步擴(kuò)大，對(duì)研究工具的信息化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化要求更高。為有效緩解我國(guó)水文水資源緊缺矛盾，需獲取更加精準(zhǔn)的地理信息、水文信息、空間信息，要借助GIS技術(shù)全面了解水文水資源空間分布特征，構(gòu)建地區(qū)水文水資源三維模型，制定更加專項(xiàng)可行的水文水資源管理對(duì)策，推動(dòng)水文水資源領(lǐng)域研究工作可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 GIS應(yīng)用功能及優(yōu)點(diǎn)

GIS被稱為地理信息系統(tǒng)，基于計(jì)算機(jī)硬件、軟件支持下對(duì)整個(gè)或部分地球空間信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、計(jì)算與描述。GIS技術(shù)與水文水資源領(lǐng)域相結(jié)合，可以充分發(fā)揮出其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有效提高工作質(zhì)量和效率。GIS技術(shù)可以及時(shí)采集所需數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的同時(shí)提高數(shù)據(jù)的時(shí)效性。GIS所采集的數(shù)據(jù)可以反映出監(jiān)測(cè)事物的當(dāng)前狀態(tài)，并且具有良好的空間性，能夠提高空間信息的處理水平，確保數(shù)據(jù)得到充分利用，還可以及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。GIS技術(shù)具有不同的比例形式和坐標(biāo)系統(tǒng)，從而保證空間數(shù)據(jù)得到有效的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理。GIS技術(shù)可以構(gòu)建不同的空間模型，并建立完善的連接機(jī)制，確保數(shù)據(jù)得到共享。在應(yīng)用GIS技術(shù)時(shí)，需要結(jié)合其所構(gòu)建的模型進(jìn)行相應(yīng)的分析，并為數(shù)據(jù)輸入工作做好一系列準(zhǔn)備，使數(shù)據(jù)信息得到統(tǒng)一的處理。

GIS技術(shù)具有可視化特點(diǎn)，及時(shí)分析其所模擬的結(jié)構(gòu)進(jìn)行，使用戶能夠直接了解相關(guān)的內(nèi)容。在GIS系統(tǒng)中有專門的視圖，保證模擬信息得到更加直觀有效的處理，相關(guān)人員也可以及時(shí)根據(jù)信息了解水資源的情況，并作出更加合理的決策。工作人員獲取報(bào)告之后，通過(guò)多種方式對(duì)報(bào)表中的內(nèi)容進(jìn)行模擬，使報(bào)表內(nèi)容更加直觀，在研究水文水資源時(shí)也會(huì)有充分的依據(jù)，從而提高工作效率[2]。

2 GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 水文資源空間管理與決策方面應(yīng)用

對(duì)水文資源開(kāi)展空間管理和決策時(shí)，離不開(kāi)GIS技術(shù)的支持，這一技術(shù)可以為水文水資源建立專門的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)為水文決策提供重要的參考，使決策工作不再依賴主觀經(jīng)驗(yàn)，而是有精確的數(shù)據(jù)保證[3]。

要根據(jù)水文水資源的特點(diǎn)確定數(shù)據(jù)庫(kù)的形式，使其在不斷提高管理質(zhì)量的同時(shí)，確保水資源分布情況、空間變化情況得到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。通過(guò)建立完善的決策管理系統(tǒng)，不斷提高水資源管理水平。目前，我國(guó)已經(jīng)有相對(duì)完善的水資源決策支持系統(tǒng)，這一系統(tǒng)充分依托GIS技術(shù)，不過(guò)在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于資金不充足，很難保證系統(tǒng)的功能得到進(jìn)一步改進(jìn)。對(duì)此，政府要加大支持力度，通過(guò)資金支持和人才支持等方式確保系統(tǒng)得到高效開(kāi)發(fā)，企業(yè)也需要加強(qiáng)對(duì)人才的培養(yǎng)和引進(jìn)，使其能夠勝任決策管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作。

2.2 水文情報(bào)獲取及防洪減災(zāi)中的應(yīng)用

GIS技術(shù)有效整合海量數(shù)據(jù)，為水文水資源情報(bào)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)轉(zhuǎn)提供了重要的理論依據(jù)。通過(guò)充分發(fā)揮GIS技術(shù)內(nèi)部功能，擴(kuò)大水文數(shù)據(jù)提取范圍，全面整合及編輯這些數(shù)據(jù)，使后期水文情報(bào)預(yù)報(bào)工作更加全面精準(zhǔn)。GIS技術(shù)的應(yīng)用還可確定水文水資源空間數(shù)據(jù)模型參數(shù)，增強(qiáng)水文水資源空間模型的設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度。通過(guò)配合使用數(shù)據(jù)高程模型，全面檢測(cè)水文水資源實(shí)際信息，促進(jìn)水文水資源領(lǐng)域研究工作高效開(kāi)展[4]。

同時(shí)，GIS技術(shù)為防洪減災(zāi)工作提供重要理論依據(jù)。通過(guò)充分利用GIS系統(tǒng)內(nèi)部管理平臺(tái)、旱災(zāi)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)分析以及城市防洪功能，最大限度地降低旱澇災(zāi)害對(duì)地區(qū)發(fā)展造成嚴(yán)重影響。GIS系統(tǒng)收集并描述的水文水資源空間信息為防洪信息管理系統(tǒng)決策支持平臺(tái)的構(gòu)建提供重要理論依據(jù)，同時(shí)，GIS技術(shù)的空間分析能力還能夠體現(xiàn)出地區(qū)水文水資源防洪減災(zāi)需求，優(yōu)化各類參數(shù)，使防洪減災(zāi)決策方案實(shí)現(xiàn)可視化目標(biāo)。

2.3 地下水勘察中的應(yīng)用

能否準(zhǔn)確開(kāi)展地下水勘察工作，對(duì)于提升水文水資源管理效率具有重要作用。開(kāi)展地下水勘查工作的主要目的是明確指定區(qū)域地下部分含水層的分布規(guī)律、地質(zhì)狀況、地下水流、含水層的實(shí)際連通程度和邊界等內(nèi)容，是提升地下水規(guī)劃管理效率的重要工作內(nèi)容。在實(shí)際利用GIS技術(shù)對(duì)地表水進(jìn)行勘察的過(guò)程中，GIS技術(shù)輔助下，能夠更加精準(zhǔn)地了解地表水的來(lái)源、儲(chǔ)存量等各種情況，進(jìn)而獲取非常精準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)。通過(guò)利用各項(xiàng)空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建空間模型，能夠更加直觀、詳細(xì)地反映地表水實(shí)際分布規(guī)律。在實(shí)際對(duì)地表水資源進(jìn)行高效規(guī)劃和管理期間，GIS技術(shù)也能為地表水的開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。在落實(shí)地下水勘察工作時(shí)，充分應(yīng)用GIS技術(shù)，積極構(gòu)建地下數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，將實(shí)際勘察的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水動(dòng)態(tài)、地下水開(kāi)發(fā)狀況等信息數(shù)據(jù)直接儲(chǔ)存于地下數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，還要設(shè)置與之相對(duì)應(yīng)的索引，為后續(xù)各大用戶查詢和使用信息數(shù)據(jù)提供便利[5]。

2.4 水污染控制規(guī)劃中的應(yīng)用

如今，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快及工業(yè)化的迅速發(fā)展，我國(guó)水污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻。針對(duì)這一現(xiàn)狀，我國(guó)相關(guān)部門必須提高對(duì)水文水資源管理工作的重視程度，對(duì)水污染范圍進(jìn)行合理的掌握與規(guī)劃。將GIS技術(shù)應(yīng)用于水污染管理，可迅速收集水污染分布數(shù)據(jù)和水污染程度數(shù)據(jù)，然后以可視化的形式進(jìn)行展現(xiàn)，方便相關(guān)人員獲取更加精確的水污染數(shù)據(jù)，從而制訂有效的水污染控制方案，減少污染。同時(shí)，為了進(jìn)一步明確控制對(duì)象，相關(guān)人員可以借助GIS技術(shù)來(lái)繼續(xù)開(kāi)展相關(guān)工作，搭建數(shù)據(jù)信息庫(kù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)開(kāi)展模型組建和完善任務(wù)，從而對(duì)當(dāng)?shù)厮廴緺顩r進(jìn)行更加有效的管理和掌控。

此外，在水污染治理過(guò)程中，GIS技術(shù)也發(fā)揮著非常重要的作用。由于該技術(shù)具有空間數(shù)據(jù)采集功效，通過(guò)將水質(zhì)模擬技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)分析作用進(jìn)行有效結(jié)合，可以對(duì)突發(fā)性污染事件的污染狀況進(jìn)行較好的模擬，以便相關(guān)人員在較短時(shí)間內(nèi)明確事故發(fā)生的原因和對(duì)象，制訂科學(xué)合理的事故處理方案[6]。

3 GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用趨勢(shì)

水文水資源GIS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)的過(guò)程，通過(guò)高質(zhì)高效應(yīng)用GIS技術(shù)，能夠切實(shí)提升水資源空間信息利用率，對(duì)水文水資源的研究工作給予了更多的數(shù)據(jù)支持。

GIS技術(shù)應(yīng)用于水文水資源領(lǐng)域過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循以下幾項(xiàng)應(yīng)用趨勢(shì)。第一，做好GIS系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)范及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定工作，建立更加統(tǒng)一科學(xué)的GIS技術(shù)管控標(biāo)準(zhǔn)，積極引進(jìn)先進(jìn)國(guó)家的GIS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，確保GIS技術(shù)的應(yīng)用能夠上升到有法可依、執(zhí)法必嚴(yán)的高度。第二，建立水文水資源地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)，確保建立的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠具備標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化特征，為后期使用水資源管理工作提供更加完善的理論依據(jù)。例如，依照地區(qū)氣候環(huán)境特征建立特色水情、雨情數(shù)據(jù)庫(kù)，為該地區(qū)旱澇災(zāi)害的評(píng)估工作提供專項(xiàng)理論依據(jù)。第三，建立水文水資源空間決策支持系統(tǒng)，為該系統(tǒng)的完善及優(yōu)化工作投入充足人力及物力，最后，分步實(shí)施系統(tǒng)，在最終功能成熟后實(shí)現(xiàn)全面推廣，使我國(guó)水文水資源研究工作水平以及水環(huán)境管理質(zhì)量能夠在根本上得到提升。第四，加快GIS技術(shù)和專業(yè)模型的融合。相關(guān)人員需要加大對(duì)GIS系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)管理作用的研發(fā)力度，對(duì)各種類型的計(jì)算方式進(jìn)行更加深層次的研究和探索，從而完善和改進(jìn)計(jì)算空間單元分布模型，確保GIS技術(shù)集成的高質(zhì)量，有效提高水文水資源模型的專業(yè)性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將GIS技術(shù)應(yīng)用于水文水資源的各個(gè)領(lǐng)域，是現(xiàn)代化社會(huì)開(kāi)展水文水資源研究與保護(hù)工作的必然選擇。在社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平逐步提升、社會(huì)需求不斷變化的背景下，充分利用GIS技術(shù)的直觀性和科學(xué)性優(yōu)勢(shì)，在解決傳統(tǒng)模式下水文水資源研究問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提升水文水資源處理以及分析的真實(shí)有效性，在及時(shí)獲取各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的同時(shí)，有助于提升水資源保護(hù)效率。

參考文獻(xiàn)

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