GIS技術(shù)在水環(huán)境中的應(yīng)用探析

周利雪

（中電建水環(huán)境治理技術(shù)有限公司，深圳 518102）

GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)為核心，并通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的搜集、分析、操作、管理、顯示以及模擬，同時(shí)結(jié)合對(duì)應(yīng)的模型，能夠提供更對(duì)地理動(dòng)態(tài)信息與空間信息。具體功能包括：空間數(shù)據(jù)信息搜集、空間數(shù)據(jù)信息處理、空間數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、構(gòu)建模型、空間信息輸出以及各種地圖繪制等等，其核心功能則是地理空間分析。

1 GIS技術(shù)在水環(huán)境中應(yīng)用的重要意義

（1）有利于科學(xué)、合理的規(guī)劃水環(huán)境治理方案。在水環(huán)境治理的過(guò)程中，主要是圍繞目標(biāo)水環(huán)境區(qū)域以及水資源污染情況制定水污染控制措施，其目標(biāo)是對(duì)水資源總量進(jìn)行合理控制，從而實(shí)現(xiàn)“治本”的目標(biāo)。在整個(gè)過(guò)程中，GIS技術(shù)的應(yīng)用，可將水體污染系統(tǒng)所涵蓋的內(nèi)容有針對(duì)性的實(shí)現(xiàn)水域單元規(guī)劃，然后再結(jié)合原有的水資源質(zhì)量以及分布情況，制定排污計(jì)劃。通過(guò)地理空間分析，能夠更加直觀的了解污染源，同時(shí)結(jié)合數(shù)據(jù)的比對(duì)，可以明確污染數(shù)量、種類以及經(jīng)濟(jì)因素所造成的污染原因等等，有利于相關(guān)人員及時(shí)制定科學(xué)合理的水污染治理方案。

（2）有利于準(zhǔn)確預(yù)報(bào)水文情況，發(fā)揮防洪減災(zāi)的作用。GIS地理信息系統(tǒng)也可以理解成為“時(shí)空性數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)”，能夠有效監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)容的水文信息，并及時(shí)進(jìn)行預(yù)報(bào)。通過(guò)GIS技術(shù)，其監(jiān)測(cè)范圍將會(huì)更大，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及預(yù)測(cè)參數(shù)及時(shí)的提供給相關(guān)部門管理層，憑借準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合原有的水文情況進(jìn)行比對(duì)與優(yōu)化，一方面可以提高水文模型質(zhì)量，另外一方面還可以更好的結(jié)合水力學(xué)相關(guān)的技術(shù)，保障監(jiān)測(cè)結(jié)果的客觀性與真實(shí)性，從而在防洪減災(zāi)中發(fā)揮其重要的作用。

（3）有利于計(jì)算生態(tài)用水量。水環(huán)境數(shù)據(jù)的收集、分析、處理等等方面的根本目標(biāo)是掌握水資源變化情況以及變化規(guī)律。為了保障信息的有效性，往往需要利用遙感技術(shù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，例如，土地建設(shè)信息數(shù)據(jù)、水深數(shù)據(jù)、植被覆蓋率數(shù)據(jù)、農(nóng)作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)等等。GIS技術(shù)的應(yīng)用不僅可以檢測(cè)相關(guān)的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度，更為重要是要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確修正。例如，xx湖泊流域，通過(guò)GIS技術(shù)對(duì)該湖泊水環(huán)境以及水資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該湖泊需水量呈不斷上升趨勢(shì)，進(jìn)一步說(shuō)明了我國(guó)“退田環(huán)湖”的措施起到了良好的效果，使其該區(qū)域水資源朝著可持續(xù)目標(biāo)發(fā)展。

2 GIS技術(shù)在水環(huán)境中的應(yīng)用分析

（1）構(gòu)建流域水環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、分析、處理、儲(chǔ)存以及可視化功能，構(gòu)建流域水環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫(kù)，主要包括流域水質(zhì)類別與特征、區(qū)域人口分布特征、地域地形特征、區(qū)域內(nèi)工廠信息以及危險(xiǎn)化學(xué)品信息等等。構(gòu)建流域水環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠讓技術(shù)人員更加直觀的了解與掌握目標(biāo)區(qū)域水環(huán)境以及水資源的情況。

（2）集成管理。GIS地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)是確保GIS技術(shù)能夠得以有效應(yīng)用的基本保障，數(shù)據(jù)庫(kù)可以將不同要素集成，同時(shí)還可以將不同數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享。GIS數(shù)據(jù)庫(kù)集成主要用于對(duì)流域范圍內(nèi)水環(huán)境以及水資源影響因素進(jìn)行分析，將目標(biāo)區(qū)域內(nèi)中的多條河流、水質(zhì)、污染等等數(shù)據(jù)信息集成，可以對(duì)整個(gè)領(lǐng)域的綜合影響因素進(jìn)行考察。

（3）水資源規(guī)劃以及評(píng)價(jià)。GIS技術(shù)還包括距離分析、緩沖區(qū)分析、疊加分析以及三維分析等等功能，相關(guān)技術(shù)人員可以利用這些功能分析流于內(nèi)容的污染源以及預(yù)測(cè)污染可能造成的各種情況。同時(shí)，將水資源空間與屬性信息進(jìn)行整合與優(yōu)化，可以對(duì)未來(lái)水質(zhì)變化以及趨勢(shì)進(jìn)行客觀、全面的分析，為后續(xù)決策提供更具價(jià)值的依據(jù)，從而提升水資源服務(wù)水平。

（4）模擬地下水以及水環(huán)境。GIS技術(shù)可以將目標(biāo)區(qū)域原有的地形、水質(zhì)、水文以及相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理，并儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)。然后，將其與Arcgis軟件進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)軟件系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。在數(shù)據(jù)的支持下，結(jié)合需求構(gòu)建對(duì)應(yīng)的模型，這樣可以對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的水環(huán)境進(jìn)行模擬。同時(shí)，利圖像處理功能，直觀顯示水環(huán)境的特征，再以圖片、視頻、地圖等等方式將結(jié)果進(jìn)行輸出與展示。

（5）洪水評(píng)估以及分析。將GIS技術(shù)與無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)、水文模型、航空攝影進(jìn)行結(jié)合，能夠?qū)榉辶恳约昂樗秶M(jìn)行評(píng)估。同時(shí)，再將洪水范圍當(dāng)中的土地利用類型、人口分布情況、房屋建筑情況等等信息結(jié)合起來(lái)，可以對(duì)抗災(zāi)措施提供一定的參考依據(jù)，從而減少洪水帶來(lái)的損失。

（6）非點(diǎn)源污染。潛伏性、隨機(jī)性、滯后性、廣泛性以及模糊性是非點(diǎn)源污染最大的特點(diǎn)，所以，在對(duì)非點(diǎn)源污染進(jìn)行研究的過(guò)程中，必然會(huì)涉及到很多相互交叉的空間信息。通常來(lái)講，在水環(huán)境治理的過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)不同土地利用類型與流域內(nèi)水文、水質(zhì)情況影響的研究，可以將空間信息數(shù)據(jù)的變動(dòng)所引發(fā)的不確定性因素降低。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，GIS技術(shù)作為先進(jìn)的技術(shù)具有非常大的科學(xué)價(jià)值與應(yīng)用價(jià)值，而且GIS技術(shù)在水環(huán)境中應(yīng)用的未來(lái)發(fā)展空間還很大，在水環(huán)境治理、水資源規(guī)劃、水文模擬、防洪減災(zāi)、水環(huán)境檢測(cè)方面等等方面還需要進(jìn)一步完善，從而促進(jìn)水資源能夠朝著可持續(xù)目標(biāo)不斷發(fā)展。