GIS在水文水资源领域中的应用研究

GIS在水文水资源领域中的应用研究

张宇

(重庆交通大学重庆400074)

摘要：GIS是管理和研究水文空间数据的重要应用系统，为水文水资源领域的研究和开发做出了重要贡献．分析总结了GIS在水文资源空间管理与决策方面、水环境管理方面的应用方面、水污染控制规划方面、水管网信息管理系统方面几个方面的应用。

关键词：水文水资源；地理信息系统；应用

前言

所谓地理信息系统（GIS），就是一种跟空间和地理分布有关的数据计算机系统，这种系统将采集、存储、管理、分析、描述等功能集中在一起。GIS技术拥有强大的空间分析能力和大数据管理和处理能力，从而为水文水资源领域提供了新方法和新思路。

1.水文水资源研究及GIS理论

水文水资源研究的重点是水资源，研究水资源变化、运动和分布，了解水资源变化规律，对水资源隐患进行预测，从而方便根据当地的地理条件来采取恰当的处理措施。在减少水资源破坏时，让水资源为更多的人提供服务。水文水资源研究能够获取精准的空间和水文地理数据参数，从而较好地把握水资源时空分布特征。地理信息系统可以把采集得到的数据参数直观地展示出来，从而方便水文水资源的研究。通过观察GIS组成，发现空间数据管理子系统是GIS的核心部分，它通常由两个部分组成，一部分是空间数据处理，另一部分是空间数据分析。GIS的功能主要包括这几个方面。第一，实现数据的采集、处理、输出，而且具有动态性、空间性特点；第二，进行动态预测、多要素综合以及区域空间分析，并融入地理科学相关理论；第三，将遥感技术、通信技术和计算机技术融合在一起，方便更好地进行数据处理，为研究人员决策提供准确的数据信息。当前，在科技迅速发展的年代，GIS技术正向着智能化、集成化趋势发展，高精度、多功能、实用性强成为GIS技术的发展追求，为水文水资源研究提供更为精准、有效的参考数据。

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

水文资源空间管理与决策跟GIS技术的支持息息相关，这是因为应用GIS技术构成的空间数据库是系统的核心部分，它是水文决策人员分析的重要参考依据。众所周知，只有基于精准数据，才能保障政策更加全面和更加科学。打造水文水资源特征的数据库，不仅仅需要提升水资源管理水平，还应为水资源空间和时间分布情况提供预测依据，打造决策支持系统，提升水资源管理的能力。最近几年，我国根据自然灾害的特点，打造了一套优势明显的决策支持系统，增加新型决策系统的投入资金，这些举措毫无疑问是具有重大的现实意义的。

2.2在水环境管理方面的应用

GIS技术在水环境管理方面的应用具有比较明显的优点。第一，能够对各个区域的水环境状况准确体现。第二，可使用系统中的各个模块来对水环境进行管理，根据当地的水环境状况来进行恰当地调整。GIS应用在水环境管理方面的典型代表为：上海市利用GIS技术实现对黄浦江流域水量、水质的监测与预报，提高水环境的管理效率与质量。水文资源研究人员通过多年的研究，打造了一套水质动态管理信息系统，能够有效提升环境管理的质量。

2.3在水污染控制规划方面的应用

在水文水资源领域，水污染是一项备受关注的问题。它对水资源的开发利用率有一定的影响。GIS技术对于水污染控制规划是很有必要的。在使用GIS技术之后，通过该技术采集水污染分布等数据参数，可直观展示这些数据参数，从而根据这些参数来设计出一套最佳的水污染控制方案，从而尽力发挥城市排污网络功能，降低环境污染的影响。具体操作时首先需明确水污染控制规划对象，利用GIS技术采集相关数据信息，建立专门的数据库，并建立面向用户的数据管理系统，依据采集的数据对水污染控制模型加以完善，最终实现区域环境内水污染的管理控制。

2.4在水管网信息管理系统的应用

GIS在水管网信息管理系统设计中的应用一般包括下面三个方面的内容：二次开发、独立开发、集成二次开发。其中独立开发的难度较小，可不使用GIS技术，而集成二次开发比较依赖GIS技术对空间数据的处理。单纯的二次开发主要借用GIS技术，与集成二次开发相比难度稍低。GIS技术应用在集成二次开发中，可对信息的编辑、采集、提取等进行优化，提高水利计算能力等，为设计出合理的管网建设方案提供有力支撑。

3.存在问题及展望

就我国目前GIS应用与水文水资源领域而言，常见的问题主要包括下面几个。第一，技术规范和数据标准有欠缺，开发平台、数据格式的多样化给信息交流与共享存在一定的难度；第二，研究领域的交互性问题突出，数据与水文模型较难融合。在GIS工作中，大部分工作内容仅仅限定于数据的操作，而不是对水文现象的演进过程的展示；水文现象的模拟及模型的集成系统需要进一步提升。对河道和洪泛区平原采用的三角形不规则网的描述和陆地表面的数字高程模型在实际表达的描述存在的障碍较多。在将来的GIS发展中，对水文水资源领域的系统的二次开发，更要引起重视。并且，在数据的标准化上，要留有足够大的发展空间，这样就方便给水文水资源领域研究乃至其他方向的研究提供便利。

4小结

GIS在水文水资源领域中的应用，极大地提高了我国水资源监测、管理水平。为防洪减灾，提高水资源利用率奠定了坚实的基础。为进一步提高GIS在水文水资源领域应用水平，我国还应加强与西方先进技术的交流与合作，进一步促进我国水资源的合理应用。GIS的应用促进了水文水资源领域的发展。反过来,水文水资源领域对GIS的需求又加快了GIS的更新换代。水文水资源、地理信息系统随着技术的进步和社会需求的变化,其含义也会发生相应的变化。“数字水利”的提出,以及工程水利向资源水利、传统水利向现代水利和可持续发展水利的转变,水利信息化是必由之路,可见GIS与水文水资源研究紧密结合的应用前景将十分广阔。

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作者简介：

张宇，1996年6月，男，汉族，重庆市长寿区，在校学生，本科，水利水电工程