GIS技術在水文地質領域的應用分析

彭偉剛 趙太陽 張 超 / 內蒙古地質勘查有限責任公司

GIS技術在水文地質領域的應用分析

彭偉剛 趙太陽 張 超 / 內蒙古地質勘查有限責任公司

地理信息系統，即GIS技術以其自身的獨特優勢，備受水文地質領域青睞，早已成為此領域的重要技術手段，得以廣泛應用，并獲得了良好的應用效果，從而為水文地質領域工作的有序進行奠定了堅實的基礎。因此，本文主要對GIS技術在水文地質領域的應用進行了詳細分析。

GIS技術；水文地質領域；應用

一、GIS技術

GIS技術屬于空間科學和信息科學的有效結合，其通常是以數據庫為基礎，以計算機技術為平臺來建立的，能夠實現對空間數據的有效收集、整理、存儲、綜合分析、檢索和輸出，為工程施工和工程規劃提供參數依據。實際上GIS技術具有非常強大的屬性數據管理和空間數據管理功能，因此在各個領域中得到了廣泛的應用。而水文地質是一門比較復雜的領域，引入GIS技術之后，可以對其進行全方位的分析和研究，其能夠構建一套系統性的水文地質空間數據庫，建立直觀的、形象的水文地質數據模擬和分析模型，以更好的反映地下水的變化情況，為水文地質的分析和評價奠定良好的基礎。而水文地質信息系統的建立一般是以GIS技術為基礎的，該系統包括了圖形管理、空間分析、數據庫管理、決策和評價等系統，而且每一個系統中又包含了一系列的子系統，具體如圖1所示。

圖1水文地質信息系統

二、GIS技術在水文地質領域的應用

（一）地下水資源管理

GIS技術應用在水資源科學管理上，主要體現在合理開發與應用上，還可以有效推動地下水資源的深入聯合研究，加強地下水資源的科學管理。地下水空間分析模型和地理信息系統相聯接，通過結合，促使GIS地下水資源管理間的相互促進、相互管理。通過對相關系統分析，可以進一步優化地下水資源管理系統，從而更好地促進水資源管理與利用。在地下水資源的開發和規劃上，建立信息系統，相關管理模型，可以促使地下水資源管理工作更好進行，以此提高工作效率和質量，合理調度地下水與地表水，以此更好展現GIS技術的應用優勢，這對水資源管理有著非常重要的現實意義。

（二）繪制地下水位等位線圖

在水文地質領域，可以借助GIS技術的TIN模型或GRD模型，繪制地下水位等值線圖。TIN模型通常是把原始數據點按照一定的還要求轉化為三角形剖分，然后對其構建鄰接拓撲關系，根據剖分特點來繪制等值線圖。GRD模型需要對原始數據進行格網化插值處理，這里所提及到的格網化需要借助相關的數學模型來對那些雜亂分布的數據點進行插值處理，從而獲取規則間距的數據點。

（三）地面沉降

伴隨著GIS技術不斷更新和發展，應用范圍開始朝向地面沉降領域發展，以此更進一步提高了地位的重要性。在對MapbasicD工具應用過程中，通過護具查詢，可視化處理模塊應用，構建了地面沉降預測系統，以此讓GIS技術與地面沉降有機結合，形成可視化研究系統。與此同時，在ArcGIS平臺建立了相應的地面沉降管理體系，對此領域進行了科學檢測，并優化管理過程，從而促使地面沉降對水位檢測影響更具體化，以此呈現出具象化管理態勢。還包括焦道振等依托三維仿真技術和地理信息系統，多種系統應用促使地面沉降信息更加體系化，讓系統管理更科學合理。

（四）地下水水質評價及污染物分析

由于GIS具備良好的信息收集和處理能力，其在地下水水質評價和污染物分析中倍受青睞。國內對地下水水質評價和污染物分析具有比較好的效果，設計人員在GIS圖形管理技術研究的基礎上，綜合評價所監控的地下水水質情況，并建立與之相應的評價模型，以此實現地下水綜合評價方法和GIS技術的有機融合，提高水質評價及污染物分析的準確性，多元化水質及污染成分的檢測手段，加強地質環境保護。另外，充分合理利用GIS技術，實現對地下水中重金屬污染程度的綜合評估，結合GIS的數據管理與空間分析功能，區分并對比地下水水質化學類型，以此準確掌握地下水水質質量，促進評價結果產生。在地下水污染分析評價中，切實應用GIS技術能夠實時檢測地下水防污性能。

（五）水文地質調查

水文地質調查涉獵范圍十分廣泛，其中水文地質測繪、物探、鉆探等，都屬于其范圍，所以只有切實將GIS技術應用到水文地質調查中，才能夠更好地實現綜合應用。而為了充分發揮GIS技術的作用，必須合理處理和校準數據，建立穩定的數據錄入和分析平臺，以此確保在野外調查時，可以及時處理和分析數據信息，提高準確率和效率。在實際水文地質調查中，切實結合GIS的空間數據處理能力，可以深入探索，并進一步實現地表徑流和礦區總體補徑排關系的立體化，從而為地形復雜區域的水文地質調查提供更多的技術支持。

（六）地下水保護

地下水保護是我國科學研究的一大主要方向，對水源保護區域進行合理劃分，重點保護比較脆弱的地下水資源備受重視。GIS技術在地下水資源保護中的作用十分明顯，地下水監測網的應用效果十分突出，在非點源污染調查與評價方面也有更好的效益，正是如此，其得以在地下水保護中廣泛應用。

三、GIS技術在水文地質領域的發展前景

首先，推動地下水數值模型與RS和GIS技術的有效融合。RS和GIS的柵格數據與地下水數值模型中采用的離散網格有很多的相似點，所以，可以適當采取一定手段實現有機結合。RS和GIS的柵格數據還具有豐富的數據信息，RS可以提供實時動態數據信息，具有明顯的優勢，所以，實現地下水數值模型與RS和GIS技術的融合，可以把計算模型按照一定的方式生成以柵格為計算單元的分布式模型。其次，隨著信息化技術的發展，WEB GIS的發展備受關注。WEB GIS系統具備標準化的數據庫，能夠實現地下水數據信息共享，以確保相關部門及時、準確獲取所需數據信息，了解各地區地下水數據信息，以便于開展相關工作。再次，將3S技術、專家系統（ES）、虛擬現實（VR）、決策支持（DSS）等技術引入到水文地質領域，構建一套綜合水資源管理評價體系，可以實現對所有數據的多維可視化顯示、輸出和查詢，還能夠虛擬再現地表水系統和地下水系統的數據信息，實現流域水資源的統一管理。最后，將GIS技術、模擬技術和人工智能技術相結合，構建系統性水資源管理決策支持體系，這既是水文地質管理的重要組成部分，還可以為水資源管理決策提供有效參考。

四、結語

總而言之，GIS技術是得以在水文地質領域廣泛應用，并切實發揮了良好作用，在地下水資源管理、繪制地下水位等位線圖、地下水水質評價、地下水保護等中應用，獲得了顯著效果。由此可見，在水文地質領域切實應用GIS技術具有非常重要的現實意義。在以后的發展過程中，可以加強地下水模型與GIS技術的有機結合，并加大對網絡地理信息系統的研究與開發，構建一套完善的水資源管理體系，從而更好地為水文地質工作提供服務。

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