水文地質勘查中GIS技術的應用探討

【摘要】水文地質勘查是相關部門了解、分析我國水文地質條件、開發利用各類水資源的重要途徑，它是一項綜合性較強的工作，尤其是在勘察、測繪等階段，會涉及到各類地址信息的收集、整合、分析以及影像生成。在信息技術的推動下，GIS技術在水文地質勘查工作中的應用價值也逐漸凸顯，但是目前我國水文地質勘查中GIS技術的應用依然面臨著一些問題。基于此，本文從GIS技術的基本內容出發，對該技術在水文地質勘查中的應用現狀、應用問題以及應用趨勢進行探究。

【關鍵詞】水文地質勘查；GIS技術；應用；發展趨勢

一、GIS技術的的基本內容

GIS英語為Geographic Information System，是地理信息系統的簡稱，它的主要任務是收集、描述、分析和評價與地球表層和地球地理分布等相關聯的數據，是一門融多學科為一體的新興邊緣學科。GIS技術的研究對象主要為地理實體環境，簡單來講就是利用信息化測繪技術，將傳統的平面地圖轉化成立體化信息，讓數據分析更加直觀、清晰，因此該技術在地質測繪方面的應用非常廣泛。隨著國民經濟的不斷發展，GIS技術逐漸突破地理領域的應用，在國民經濟各個領域中逐漸印證其應用價值（如下圖）。

從圖中我們可以看到，GIS技術在我國國民經濟發展中，無論是在宏觀決策還是在微觀數據分析方面，都在不斷探索。其中水文地質勘查作為土地管理中的一部分，其對于GIS技術的依賴性也逐漸提升。

二、GIS技術在水文地質勘查應用現狀

1.GIS技術在水文地質調查工作中的應用

GIS技術在水文地質勘查中具有信息收集速度快、信息質量高、影像立體逼真等特點，因此，其在水溫地址調查中的應用十分廣泛。具體表現為以下幾個方面：第一，水文地質測繪工作中的應用。水文地質條件的觀測與繪制，是數據庫生成的前提，在傳統測繪工作中，不僅人力物力消耗較大，數據的客觀性和真實性也難以保障，而利用GIS技術，測繪工作者則可以結合衛星遙感圖像，及時了解當地的地形地貌特征，水體特點，巖體結構等，并根據這些地理信息分析水文地質條件。第二，對地下水資源的調查。地下水是淡水資源的重要構成，地下水的分布廣泛且分散，因此其調查難度也較大，如在一些偏遠山區，地表崎嶇，山體松散堆積，為人為地質勘測帶來巨大難度，而GIS技術可以結合衛星遙感技術直接獲取不同巖層、山體結構的水資源信息，找到含水層分布區或富水構造帶，并生成地質鉆探、開采資料、數據，為水資源開發提供指導。第三，礦區水文地質勘查。礦區透水是造成安全事故的重要原因，因此，在礦產資源開發過程中，相關技術人員必須要對礦區的水資源分布情況進行嚴格的勘測與分析，而GIS技術能夠彌補人工勘測的不足，對礦區含水層分布情況及地質構造進行更加立體、細致的觀測與分析，進而保證礦產資源開發的科學性和安全性，實現安全生產的目的。第四，水利工程的水文地質勘查，在水利工程建設中，技術人員可以利用GIS技術對水庫兩岸巖層的透水性以及透水巖層的具體走向進行觀測，并對可能出現滲漏的位置和方向進行分析與預測，并依據地下水位線做好工程設計與建設。

2.GIS技術在水文地質工作中的應用優勢

在水文地質勘查中，GIS技術的應用優勢主要體現以下幾個方面：第一，監測地區的降水量，GIS技術可以與衛星遙感技術相配合，及時準確地獲取不同地區的降雨量，如根據雷達檢測，某地區一旦降水粒子出現密集的情況產生較厚的云層，信息平臺就能夠對降雨量進行預測，并根據數據分析該地區的不同時期的降水情況，為農業發展提供必要依據。第二，監測蒸發量，從地理學的角度講，在水文地質勘測中，水體的蒸發量能夠保證水量平衡，并利用物理方式實現能量轉化，GIS技術的應用能夠根據衛星收集的數據建立蒸發量計算模型，并從整體上確定并預測水體蒸發量。第三，監測徑流量，GIS技術能夠建立全面系統的地理信息平臺，在水文地質勘查中，技術人員可以根據土壤、地表、植被、水體、蒸發量等數據，對水文信息進行全面完整的分析與預測，并形成徑流量變化模型，對水體的水量進行檢測。第四，預防干旱、洪澇等災害，保持水土平衡，GIS技術通過建立數據庫能夠對當地的水資源進行整體分析，并結合農業發展需求，明確當地的洪澇、旱情、積融雪、水質等情況進行全面分析，進而通過動態模型為干旱、洪澇等工作決策提供依據。

三、GIS技術在水文地質勘查中的應用問題

通過上面的表格我們也可以看出GIS技術在我國各個領域中有了廣泛的應用，其中在水文地質勘查方面的應用自然也不例外，隨著技術理論研究的不斷深化，研究方法的不斷更新，以及軟件技術的不斷開發，我國水文地質勘查技術也得到了新的發展，但是在具體應用中，其中的問題也不容忽視。第一，技術投入不足（如下圖）。

目前在水文地質勘查方面，我國對于GIS技術硬件的投入遠遠高于對軟件、數據庫以及人員培訓的投入，這說明雖然我國GIS技術在硬件條件上的改變有目共睹，但是在數據分析方面依然是薄弱環節，尤其是軟件技術研究的滯后，使得更多水文地質勘查數據的應用價值得不到有效的體現，影響了技術的應用效果。第二，數據缺乏標準，在共享與應用中遇到阻礙，雖然我國在推動GIS技術應用方面不遺余力，也出臺了水文地質勘查的相關標準和規范，但是在數據的精確度上卻依舊有巨大的提升空間，這為信息平臺的建設以及資源的共享造成了一定的困難。第三，水文地質空間分析技術水平還有待提升，在水文地質勘查中，動態化的數據分析需要在技術人員對GIS系統數據庫進行全面控制與整合，但是從目前我國的GIS技術平臺建設情況來看，系統平臺在功能設計上依然難以全面滿足水文地質勘查需求。第四，GIS平臺建設不完善，在是市場經濟的推動下，商業化平臺越來越受到重視，一些企業從市場利潤出發，投入到技術研究，此外，國家為確保技術發展，也不斷增加技術投入完善平臺建設，但是在水文地質勘查中。GIS技術平臺尚不完善，技術人員在勘查工作中受到的制約也十分明顯。

四、GIS技術在水文地質勘查中的應用趨勢

進入到信息時代，尤其是在大數據分析作用逐漸凸顯的背景下GIS技術作為地理信息分析手段，其在水文地質勘查中的應用應該得到重視。

從目前我國水文地質勘查工作效果來看，GIS技術的研究與應用已經全面滲透到工作的各個環節，而在技術創新的推動下，尤其是在衛星遙感等技術的支持下，GIS技術的發展也呈現出了更加積極樂觀的趨勢。目前GIS技術在水文地質勘查中的應用趨勢可以從以下幾個方面進行概述：第一，三維甚至四維空間圖像的生成與分析是未來GIS空間顯示和分析技術軟件開發的重要趨勢，水文地質條件的勘查結果經常會出現動態化的分析模型，如地下水的時空動態特征等，而GIS技術在研究中應該從空間上打開突破口，建立更加直觀的動態圖形，從而為技術人員探究水文變化規律提供更加可靠的技術手段；第二，集成技術與空間分析模型應在契合度上不斷提高，利用GIS技術實現對水文地質情況的立體化生成是技術的基本特點與優勢，而根據數據建立分析模型，并探究地理規律不僅考驗著專業人員的分析能力，更考驗著數據呈現的真實性、客觀性與系統性；第三，利用GIS技術實現對流域或區域性水文地質條件的綜合分析，并建立相關模型則是技術研究的重要方向。通過技術研究，在水文地質勘查工作中，技術人員能夠更加有效地利用水資源，這對于資源開發與環境保護都是十分重要的；第四，將GIS技術、人工智能和模擬技術等有機結合，近年來，人工智能成為技術創新中的“熱詞”，在水文地質勘查中，GIS技術的開發與應用不應該僅局限在“3S技術”的綜合上，還應該積極引入并應用人工智能技術，建立信息化、自動化、智能化的信息平臺，以提高GIS技術的應用水平。

五、結束語

總之，GIS技術在水文地質勘查工作中的應用不僅為工作人員的信息收集與研究提供了便利的條件，更是推動了我國地理信息系統的建設與完善。當然，目前在水文地質勘查中，與發達國家相比，我國在資金投入，技術研究、數據庫建設等方面依然存在諸多的問題，但是在信息時代，GIS技術的應用是一個不可逆轉的趨勢。而相關部門應該積極深入地進行技術分析與研究，這樣才能不斷提升我國水文地質監測的能力。

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