淺談地理信息系統(tǒng)在農(nóng)田水利上的應(yīng)用

天津市地質(zhì)工程勘察院 閆 勇 孫維平

淺談地理信息系統(tǒng)在農(nóng)田水利上的應(yīng)用

天津市地質(zhì)工程勘察院 閆 勇 孫維平

GIS，是地理信息系統(tǒng)在英文上的簡(jiǎn)稱。當(dāng)下社會(huì)越來(lái)越發(fā)達(dá)，人們?cè)诳萍忌先〉昧司薮筮M(jìn)步，一些信息管理與儲(chǔ)存不在依賴于紙質(zhì)書(shū)籍。60年代，人們開(kāi)始將地理信息輸入到計(jì)算機(jī)中，這種方式在很大程度上節(jié)約了人們的時(shí)間和精力，需要查找東西的時(shí)候只用打開(kāi)特定界面檢索，不出十秒鐘，會(huì)有大量相關(guān)信息涌入眼前。GIS不僅僅可以起到保存信息的作用，還能將理論知識(shí)描述下的東西以空間模式展現(xiàn)出來(lái)，起到紙質(zhì)書(shū)籍達(dá)不到的效果。人們?cè)谒系奶剿麟x不開(kāi)地理信息系統(tǒng)的支持，在這篇文章中，我們將詳細(xì)探討一下GIS帶給水利的影響。

地理信息系統(tǒng)；農(nóng)田水利；作用

引言

水利部明確提出，當(dāng)下發(fā)展中應(yīng)著重以信息化帶動(dòng)水利，用這種方式謀求水利的現(xiàn)代化發(fā)展。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它的影響力無(wú)形中已經(jīng)滲透到了各個(gè)區(qū)域，資源環(huán)境、工程建設(shè)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然叢林等行業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)GIS，然而，對(duì)于地理信息系統(tǒng)中儲(chǔ)存的理論知識(shí)需求最大的行業(yè)是農(nóng)田水利。GIS系統(tǒng)在自然災(zāi)害研究評(píng)估、資源環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)上都起著很重要的作用，它的先導(dǎo)技術(shù)引領(lǐng)帶動(dòng)水利持續(xù)向前發(fā)展。

一、地理信息系統(tǒng)

（一）什么是地理信息系統(tǒng)

信息系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)對(duì)于某種知識(shí)的儲(chǔ)存、獲取、查詢、動(dòng)態(tài)分析等過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，有效信息被輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。地理信息系統(tǒng)是指將所有與地理信息相關(guān)的資料融入計(jì)算機(jī)，形成一個(gè)特定范疇內(nèi)的知識(shí)區(qū)域。它具有地理上明確的數(shù)據(jù)和準(zhǔn)確位置圖形，還能運(yùn)用新科技進(jìn)行空間分析與事物可行性的虛擬化預(yù)算。

地理信息系統(tǒng)又可以稱作GIS，它在很多行業(yè)中都起到了技術(shù)先導(dǎo)作用，尤其是對(duì)于農(nóng)田水利來(lái)說(shuō)，GIS系統(tǒng)成了促進(jìn)其向上發(fā)展最好的臺(tái)階。

（二）GIS具有的特征

空間性和動(dòng)態(tài)性是地理信息系統(tǒng)最大的兩個(gè)特性，它能夠通過(guò)采集信息和分析管理的方式，以地理模型提前做出空間動(dòng)態(tài)效果圖，這樣可以有效規(guī)避一些不必要的措施，并節(jié)省大量的成本。

GIS具有超大空間的儲(chǔ)存量和全面準(zhǔn)確的知識(shí)理論。人們以往整理信息的辦法比較老套，在探究出知識(shí)后需花費(fèi)大量時(shí)間記載在書(shū)籍上，知識(shí)量少時(shí)這種辦法還尚且可行，知識(shí)量一旦超出人力范圍，再用這種方法就顯得有些勞心費(fèi)時(shí)。地理信息系統(tǒng)完全規(guī)避了這種方法上的弊端，它可以快速?gòu)暮Ａ啃畔⒅袦?zhǔn)確捕捉到你輸入進(jìn)去的關(guān)鍵詞，將相關(guān)知識(shí)一一羅列在首頁(yè)。

（三）地理信息系統(tǒng)的功能

GIS可以對(duì)人們探討總結(jié)出來(lái)的地理知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行儲(chǔ)存記憶，還能很明確的顯示出某一塊區(qū)域在整個(gè)地球中所處位置，和紙質(zhì)資料相比，這種方法更加直觀明確。除此之外，地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，它的準(zhǔn)確性高達(dá)百分之九十九，越來(lái)越多的人在進(jìn)行專題制作和地圖展示的時(shí)候會(huì)選用這種方式。

快速輸出能力是GIS另外一個(gè)比較明顯的功能，它在很大程度上節(jié)省了人們檢索信息時(shí)所用時(shí)間。

地理信息系統(tǒng)植入計(jì)算機(jī)后，更新速度明顯變快，一些過(guò)時(shí)或隨著時(shí)間環(huán)境改變而發(fā)生改變的理論知識(shí)能夠很快得到修改，避免人們?cè)谒褜み@方面知識(shí)時(shí)進(jìn)入誤區(qū)。

GIS是一個(gè)多維空間管理系統(tǒng)，能夠?qū)F(xiàn)實(shí)環(huán)境中真實(shí)存在的地方用虛擬方式立體展現(xiàn)出來(lái)，這極大的方便了人們對(duì)這塊地形的探索與設(shè)計(jì)。

不只是地理信息，其實(shí)很多信息系統(tǒng)都具備了以上功能，計(jì)算機(jī)的發(fā)展是促進(jìn)人類歷史進(jìn)程最重要的方式，地理信息與其結(jié)合，發(fā)揮出了最大的效果。

二、地理信息系統(tǒng)在水利行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展

（一）地理信息系統(tǒng)用以防洪減災(zāi)

GIS出現(xiàn)時(shí)間尚早，但水利行業(yè)將其真正利用起來(lái)卻是在80年代后期。那個(gè)時(shí)候，地理信息系統(tǒng)的功能還沒(méi)有完完全全被挖掘出來(lái)，人們只懂得其中較為淺顯的應(yīng)用，更深一層次的研究和利用是在90年代期間。

80年代，人們對(duì)于GIS的應(yīng)用大多停留在防洪抗災(zāi)自然預(yù)警的層面，在我國(guó)防汛指揮系統(tǒng)的規(guī)定下，很多市區(qū)以及省縣都將GIS用作抗汛平臺(tái)，它主要是利用了該系統(tǒng)對(duì)于空間分析的能力，預(yù)先估計(jì)河溝渠道是否能夠承受洪水的壓力以及沖擊力度，人們根據(jù)得來(lái)的信息分析出此次抗洪的應(yīng)對(duì)方案。

對(duì)于城市來(lái)說(shuō)，地理信息系統(tǒng)的防洪預(yù)測(cè)功能起到了更加明顯的效果。眾所周知，城市地下水道是疏通雨水和城市污水最重要的渠道，很多城市因?yàn)榈叵鹿艿览匣蛘呶鬯俜e堵塞，不能及時(shí)有效地將雨水排入附近河道，GIS系統(tǒng)可以進(jìn)行地下管道的規(guī)劃設(shè)計(jì)，使其預(yù)埋方式更利于水流排出。

前些年，新聞中常常會(huì)報(bào)道出某個(gè)城市被大雨淹沒(méi)的消息，在地理信息系統(tǒng)防洪減災(zāi)功能未被投入使用的時(shí)候，人們面對(duì)突如其來(lái)的洪水會(huì)有些措手不及，GIS投入使用之后，它能夠根據(jù)暴雨特征準(zhǔn)確分析出城市積水與退水的時(shí)間。

地理信息系統(tǒng)可以將城市中每一條街道以模型的方式展示在計(jì)算機(jī)顯示屏上，并用動(dòng)態(tài)效果圖將虛擬的水灌入其中，方便人們對(duì)于本次洪水涉及面積與其摧毀強(qiáng)度的了解度，提前做出更好的防洪應(yīng)對(duì)措施。

（二）地理信息系統(tǒng)在水資源管理上的應(yīng)用

在我國(guó)各大一線城市中，大部分都已經(jīng)將地理信息系統(tǒng)運(yùn)用到了水資源管理上，這種監(jiān)管方式是我們對(duì)于當(dāng)?shù)厮Y源有了細(xì)致而全面的了解。GIS在水資源數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)上具有動(dòng)態(tài)性，它既儲(chǔ)存了水資源歷史數(shù)據(jù)，又清晰地表現(xiàn)出了其當(dāng)下?tīng)顩r，從清晰明了的數(shù)字一眼就能看出我國(guó)可用水資源的流失情況。

GIS全面檢測(cè)了地球上所有水資源的分布區(qū)域，并對(duì)此做了很好的劃分。禁止開(kāi)采的水源和能夠利用的水源有著很明顯的區(qū)分標(biāo)志。

（三）地理信息系統(tǒng)在預(yù)防水土流失方面的應(yīng)用

GIS對(duì)于現(xiàn)有的土地資源有著系統(tǒng)全面的管理方式，并能通過(guò)動(dòng)態(tài)分析清晰展現(xiàn)出來(lái)，還可以在此動(dòng)態(tài)界面中隨意移動(dòng)。中國(guó)領(lǐng)土面積很大，江河數(shù)量也極多，要實(shí)施管理，其難度較高，如果在地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)行我國(guó)水土管理政策，這種難度將會(huì)被大大降低。

它現(xiàn)有的可視化功能能夠清晰反映出全國(guó)各地水土資源和其當(dāng)下的現(xiàn)狀，人們?cè)谶M(jìn)行治理過(guò)程中可事先進(jìn)行三維空間上的模型展示，直到確立一個(gè)最好的方式，再投入到使用之中。

隨著時(shí)間推移，各國(guó)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)，隨著GDP不斷攀升，我們所處環(huán)境的問(wèn)題也越來(lái)越明顯。土地沙漠化無(wú)疑成了我們當(dāng)下首要面對(duì)的困難，地理信息系統(tǒng)利用衛(wèi)星測(cè)位的方式估算出土地沙漠化的范圍，并利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析出近十年來(lái)有可能損失的土地面積。

GIS分析出來(lái)的數(shù)字很龐大，這意味著我們的土地資源每一天都處于不停的減少狀態(tài)。全球土地沙漠化危機(jī)的到來(lái)給我們敲了一個(gè)警鐘，可持續(xù)環(huán)境資源的發(fā)展已經(jīng)成為了當(dāng)下新的發(fā)展方向。

水利行業(yè)進(jìn)步最快的時(shí)間段是在90年代之后，更加專業(yè)的研究人才和先進(jìn)技術(shù)帶領(lǐng)該行業(yè)不斷向前發(fā)展，除開(kāi)以上所講的兩點(diǎn)，筆者認(rèn)為水利能取得進(jìn)步最重要的原因是因?yàn)橛辛薌IS做基礎(chǔ)，地理信息系統(tǒng)中詳細(xì)而全面的知識(shí)儲(chǔ)備和其所具有的功能帶給水利行業(yè)帶來(lái)了便捷，即使是足不出戶，也能很好了解到全國(guó)各地農(nóng)田水利現(xiàn)狀。

三、結(jié)束語(yǔ)

土地信息系統(tǒng)并不是萬(wàn)能的，如果想要在水利行業(yè)謀得更好的發(fā)展，該系統(tǒng)必須進(jìn)行不斷完善和發(fā)展，提高知識(shí)儲(chǔ)存量，積極開(kāi)拓新功能。當(dāng)下的水利行業(yè)還有著各式各樣的問(wèn)題未能得到解決，該行業(yè)的快速發(fā)展和進(jìn)步必然離不開(kāi)地理信息系統(tǒng)，只有在以此為基礎(chǔ)的原則下，我國(guó)農(nóng)田水利行業(yè)才能更快邁上新的臺(tái)階。

[1]閔敏,陶飛飛,張賀．論地理信息系統(tǒng)在土地資源管理中的應(yīng)用[J]．工程技術(shù):全文版,2017(1):00292-00292．

[2]王成新,萬(wàn)軍,于雷,等．淺談GIS在城市環(huán)境總體規(guī)劃中的應(yīng)用與探索[J]．中國(guó)環(huán)境管理,2017 9(2):86-90．