GIS在水資源管理中的應用研究

劉鵬飛

【摘要】隨著信息技術的不斷發展，GIS技術也隨之不斷發展，其應用范圍將更加廣泛、功能更加強大，而GIS技術在水資源研究與管理中應用的意義將更大。本文筆者對GIS在水資源管理中的應用進行了分析探討，希望對相關從業人員具有借鑒意義。

【關鍵詞】GIS；水資源管理；應用

引言

GIS集成了多學科信息技術，是搭建在此基礎上的基礎平臺與綜合環境，并且是對不同領域信息與不同信息源進行協調的理想技術。目前，多功能、多目標與多層次集一體的評價分析模型與空間決策支持系統可以通過GIS實現，為了跟上社會發展潮流，GIS在水文水資源領域中的應用功能需要升級轉化。

1、GIS在水文水資源中的應用概述

地理信息系統可以看作是一種以分析處理空間數據為基礎的應用技術，地理信息本身所具有的特點可以決定GIS技術在研究水資源領域時普遍應用的前景。

1.1 水資源評價與規劃應用

大量空間信息在水資源評價與規劃應用中體現，例如水文站控制斷面位置、實測水文數據和地形地貌等多種屬性數據，GIS技術可以對以上擁有時維性特征的數據進行獲取、管理、分析、模擬和顯示等操作。水資源計算和評價模型可以利用GIS技術來建立，依據事實情況對水資源進行評價，同時可在空間數據庫的基礎上，建立不同的以各種影響因子構成的專題圖層，并對圖層進行疊加處理，使其對水資源進行快速、合理的評價及規劃。

1.2 水資源管理

水文包括降水、流量和水位等基本信息，此外還包括汛、旱情信息、水質信息，同時結合了多種不同類型的信息，如地形地貌、水文地質條件、氣象、河流水系、土壤植被、水利工程等。GIS擁有對以上數據進行不同復雜處理、多元信息疊加和空間屬性數據相結合的功能，可以為相應部門提供決策基礎。其數據管理和分析的可視性，通過交互式圖形處理與自動制圖工具的運用而不斷增強，并使水文信息的管理與應用效率得到了提升。隨著計算機技術的不斷發展，數字化水文信息管理必然是未來水資源管理發展的趨勢。

1.3 防洪減災

當前，GIS技術在防洪減災中主要包括管理平臺、災情評估、風險分析與區劃和城市防洪4個方面的應用。基于防洪信息管理系統的決策支持平臺能夠更好地將時間數據與空間數據進行整合，同時采用GIS具有的空間分析能力對防洪決策進行信息輔助，從而使結果預測與表達準確；災情評估方面，主要發揮GIS技術強大的空間數據處理能力，多層次整合和管理空間數據與各種屬性數據，并以此為基礎對洪水災害的演變進行動態分析，從而為災情數據的提取、評估提供有利的技術支持；在災害風險的分析與區劃環節，需要模擬計算不同洪水發生概率與強度等數據，此過程需要利用GIS技術對給予相應權重的自然、社會等各種因素進行空間疊加分析，隨之進行災害分析與區劃；城市防洪越來越受到學者們的關注，馬鎮等使用GIS二次開發技術研發了哈爾濱市的城市防洪體系，該體系在防洪警報、防洪預案與洪澇災害的監測和評價上作用明顯，在城市防洪搶險與管理決策中做出巨大貢獻。

1.4 空間決策支持系統

空間決策支持系統（SDSS）是一種基于常規決策支持系統與GIS技術的新型信息系統。決策支持系統使用大量數據及模型，使該系統盡最大可能縮小理論與實踐之間的差別，同時運用GIS對基礎數據進行相關空間分析，服務于水文水資源規劃、評價和工程實施。

1.5 水文地理空間數據庫

GIS在水文水資源領域中應用的核心是空間數據庫，其具有存儲量大、數據種類多樣等特點。在應用中要建立如雨情、水情數據庫等具有水文特色的數據庫，同時數據庫與其他數據相結合，如基本的自然、社會經濟信息等。只有連接服務器端數據庫與實時報汛數據庫才能保障數據庫能夠實現實時查詢的功能，創建并存儲洪水預警預報相關數據，實時更新與插值處理后獲得最新的災情信息。

2、GIS在水文水資源中的應用趨勢

2.1 空間決策支持系統是GIS應用的重要分支

空間決策支持系統（SDSS）是一種基于常規決策支持系統與GIS技術的新型信息系統，就近年的發展來看，其具有廣闊的發展前景。目前，GIS技術在空間數據的管理與分析上具有很好的體現，但是其缺少針對復雜對象空間問題的解決能力，如：區域規劃、功能分區等問題的決策能力，其應用能力難以滿足社會經濟的發展需要。因此，GIS技術應用于空間決策支持系統將具有遠大發展前景。

2.2 GIS是數值模擬技術發展的重要手段

目前大多數主流GIS應用軟件都是將數據庫作為核心，而將應用模型同模型管理技術和應用模型同GIS技術相結合的研究將是今后發展的趨勢。這些復雜的應用模型將能夠為社會經濟發展提供直接有效的信息，可以促使GIS逐漸成為高效精確的決策支持系統。

2.3 多維GIS技術是在水資源領域應用的發展方向

近幾年，三維GIS在水資源研究領域逐漸成為熱門的研究項目，但是地下水文和礦山等真三維現象大部分的GIS軟件都無法對其進行處理分析，只有IVM系統和SGM系統等少數GIS軟件可以對真三維現象進行分析，但其在幾何建模與分析功能上有著一定的不足。因此，三維GIS技術的發展具有廣闊的應用前景。在水資源研究過程中，研究某一時刻的水文地質條件，即將時間序列添加在三維上，將形成四維GIS，其對水災、地震、暴雨、滑坡和泥石流等自然災害研究具有重要意義。獲取時間序列數據的能力同三維模型結合，才能更好地滿足社會需要，同時在三維GIS成熟發展的基礎上才能更好地發展與完善四維GIS。

3、結語

建立一種GIS與水資源綜合性較強的信息系統是一件難度非常大的事情。但是GIS技術在水資源中的應用很明顯對水資源研究與管理領域的發展具有不可或缺的促進作用；同時，水資源領域的研究與管理對GIS技術方面的需求具有重大的促進作用；隨著科學技術的不斷進步發展與社會需求的不斷變化，不斷有人認識到，水資源科學與地理信息系統是一個重要的、不間斷發展的概念，它們所包含意義也將隨之發生相應的變化。

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