淺析水文和水資源領域GIS的應用綜述

毛梅　張茜

【摘要】隨著我國科學技術飛速發展，各行各業也取得了巨大的成就，各種工程的數量也增加到了一個驚人的數字。當前，水利工程建設已經成為了促進我國綜合國力提升的重要動力，其為各行各業的生產和人民的生活提供了穩定的能源保障和資源輸出。在水利工程中，最重要的一部分就是水文資源管理，通過水文資源管理工作有效保證了水利工程順利進行，因此，施工企業必須對水文資源管理給予足夠的重視。GIS在水文水資源領域中有著極為廣泛的應用，本論文的主要內容首先對GIS在水文水資源的應用情況進行了簡要分析，希望能夠對GIS在水文水資源領域的應用研究做出一定的貢獻。

【關鍵詞】地理信息系統；水文；水資源；應用；GIS；評價；規劃；應用研究

引言

什么是GIS呢？GIS為地理信息系統，其是一種以計算機為應用基礎的綜合處理和數據分析綜合系統，主要涵蓋了計算機科學知識、管理科學知識、地理學知識等。在上世紀七十年代，最早由美國的納西流域管理局使用了GIS技術對流域數據進行處理，從而為流域規劃工作和管理工作，隨著GIS技術和計算機技術不斷發展，其最終被應用到了水文水資源管理領域，并且取得了巨大的成就。20世紀70年代，美國田納西流域管理局利用GIS技術處理分析各種流域數據，為流域管理和規劃提供決策服務，GIS便開始逐漸應用于水文水資源領域。

1、對GIS在水文和水資源領域應用進展的簡要分析

1.1對GIS在水資源評價和規劃中應用情況的簡要分析

在進行水資源評價和規劃工作的過程中會使用非常多的空間信息，例如政區規劃信息、河流水系信息、地形地貌信息、水利工程的分布信息等，通過GIS技術就能為水資源評價和規劃工作提供有力的數據支持。例如有的研究人員通過GIS技術，對河流流域水資源的形成、多少以及分布所受地形地貌和降水量等信息進行分析處理，最終建立了水資源計算與評價模型；還有的研究人員將GIS技術使用到了淮河流域的水資源綜合規劃工作中，這就有效提升了淮河流域水資源規劃工作的工作效率。除此之外，近些年GIS技術逐漸被應用到了水環境質量評價工作中。

1.2對GIS技術在區域水資源管理工作中應用情況的簡要分析

使用GIS技術建立的水資源管理信息系統能夠為水資源管理工作提供可靠的信息保障。例如，張靜怡等研究人員通過MapInfo開發平臺將我國的河流水系、水文站網以及城市規劃等地理信息組建了研究整體，從而建立了全國水文站管理信息系統，這就給優化水文站網提供了有利的信息保障。

1.3對GIS技術在防洪減災中應用情況的簡要分析

GIS技術能夠為我國防汛決策系統提供有力的幫助，并且還能在防汛決策系統的基礎上對災情進行準確的評估，預測洪澇災害風險。當前，我國的某些流域水管理部門已經將GIS技術使用到了防洪決策系統和洪水災情評估系統的建設中，基于GIS技術的城市防洪決策系統為防護緊急預案的制定和城市區域災害評價提供了巨大的支持。

2、對水文和水資源領域GIS的應用趨勢的簡要分析

2.1研究人員要加大GIS應用規范和標準的研究力度

在GIS技術實際使用的過程中，對GIS技術的應用通常僅是結合各部門的生產需求獨立開發，這樣開發過程沒有科學、完整的技術標準，并且隨著開發平臺和數據格式向著多樣化的發展趨勢，這就為信息交流和共享造成了嚴重的影響。當前，我國研究人員已經對GIS應用規范和標準給予了足夠的重視，并且已經開始了試點工作，但是還是存在著同國家規范保持一致的問題，這需要研究人員對其進一步改進。

2.2相關部門要建立健全的水文水資源地理空間數據庫

水文水資源管理系統中最重要的一部分就是空間數據庫，其為各種決策提供了有力的支持。因此，研究人員要在提升GIS應用規范和標準的基礎上，再進行基礎數據庫的艱澀，還要注意的是，研究人員必須對水文水資源領域特色數據庫給予足夠的重視，比如水旱災情數據庫和雨情數據庫等。除此之外，水文水資源地理空間數據庫必須涵蓋流域中的自然資源信息和社會經濟環境數據，研究人員必須對數據庫中的數據進行及時更新，保證數據的準確性以及可靠性。

2.3相關部門要建立健全的水文水資源空間決策支持系統

隨著科學技術不斷發展，研究人員將傳統的決策支持系統和GIS技術相結合就建立出了空間決策支持系統，其屬于新型的信息系統，同傳統的信息系統相比開發難度更高，并且需要大量的財力和人力，研究人員必須將財力重點應用到最重要部分的建設上，劃分好步數以此實施，再確定信息系統成熟之后進行推廣。

2.4對GIS技術同水文水資源專業模型相結合使用的簡要分析

當前，正在使用的水文水資源專業模型中，雖然GIS技術能夠支持大部分的數據存儲功能、管理功能和輸入輸出功能，但是現有的水文水資源專業模型的工作重心依然是數據，尤其是在對水文地理空間進行表達和水分現象空間分析等方面還有所欠缺。研究人員最關鍵的任務就是尋找將已有的各類計算方法和軟件逐步過渡到以柵格為計算空間單元的分布式模型的方式，結合GIS技術所具有的空間數據處理功能，最終達到水文水資源專業模型同GIS技術融合的目的。

2.5對水文水資源領域中GIS技術多維方向發展的簡要分析

水文水資源有著一定的時空動態特點，這就要求研究人員開發出能夠實現三維和四圍空間分析的GIS軟件，并且這種軟件要具有顯示功能。但是當前僅有少數的GIS軟件具有真三維分析功能，例如IVM軟件、SGM軟件以及GRASS軟件等，這些軟件在幾何建模功能和分析能力上還有一定的欠缺。隨著計算技術和空間技術的飛速發展，以及水文水資源領域不斷提升的分析需求，GIS必須從傳統二維向著多維的方向發展。

3、結束語

綜上所述，GIS技術在水文水資源領域的發展中占有至關重要的作用，并且隨著科學技術的不斷發展和“數字水利”的提出，GIS同水文水資源的結合研究前景將更為廣闊。無論是在水資源評價和規劃工作中，還是在防汛決策系統的建設中都將發揮出巨大的作用。

參考文獻：

[1]張禮中. 郭建斌，朱魯，弭尚震.基于GIS的地下水資源開采潛力評價模型涉及與實現[J].水文，2016，26（1）：42244，50

[2]郭建斌，朱魯，弭尚震.大汶河流域水資源現狀及對策[J].科技通報，2015，16（5）：3672370

[3]劉九夫，張建云. 郭建斌，朱魯，弭尚震.GIS在水資源評價應用中的關鍵技術研究[J].水文，2015，22（6）：13217

作者簡介：毛梅（1989.10）女 重慶 本科 助理工程師 主要從事；水文設計。