GIS技術(shù)在水文水資源勘察中的運(yùn)用研究

【摘要】地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)GIS，是一項(xiàng)以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析和處理的新技術(shù)。現(xiàn)代被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查，水文水資源勘查和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等重大項(xiàng)目。本文著重介紹了GIS技術(shù)在水文水資源勘查中的應(yīng)用，主要包括：水資源方面；地下水勘查；水文模擬；洪水預(yù)報(bào)管理。為迎合高新技術(shù)在各項(xiàng)領(lǐng)域中靈活運(yùn)用，GIS技術(shù)應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性；構(gòu)建特有空間數(shù)據(jù)庫(kù)；虛擬建模；GIS軟件多維化發(fā)展等鮮明特征。

【關(guān)鍵詞】GIS；水文地質(zhì)勘查；應(yīng)用研究

1、引言

當(dāng)代大數(shù)據(jù)潮流愈演愈熱，信息技術(shù)逐漸數(shù)據(jù)化?！皵?shù)字地球”被提出，GIS技術(shù)和遙感信息技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于水文水資源領(lǐng)域，傳統(tǒng)的地理信息處理方式被科技進(jìn)步所取代?？萍及l(fā)展宗旨在于創(chuàng)新，水文系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)人員，也要與時(shí)俱進(jìn)，快速熟練掌握GIS在水資源調(diào)研體系的應(yīng)用，且要深入了解GIS技術(shù)的發(fā)展。

2、GIS相關(guān)理論與水文水資源研究

地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)GIS，是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析和處理的地理信息系統(tǒng)。近年來(lái)，科技水平發(fā)展到一定高度，GIS和遙感技術(shù)相互融合，被逐漸應(yīng)用于水文地質(zhì)勘查中。水文地質(zhì)是地球科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要分支，地下水和地表水是主要研究對(duì)象。水文水資源研究技術(shù)人員運(yùn)用GIS技術(shù)，對(duì)我國(guó)水資源進(jìn)行勘查作業(yè)，監(jiān)測(cè)和管理。

GIS功能具有多樣性，主要涉及三個(gè)方面。首先，地理信息系統(tǒng)有很強(qiáng)的空間性和動(dòng)態(tài)性，可以采集信息進(jìn)行分析并給出數(shù)據(jù)結(jié)果。同時(shí)，地理信息系統(tǒng)涉及計(jì)算機(jī)，數(shù)學(xué)，地球科學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域，可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，綜合分析。最后，地理信息系統(tǒng)分析處理功能更加精準(zhǔn)可靠，檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)有效，為水文水資源領(lǐng)域技術(shù)人員研究提供可行性參考。GIS技術(shù)應(yīng)用于水文水資源勘查中，取得了顯著成效?？梢酝ㄟ^(guò)地理信息采集，綜合對(duì)比地質(zhì)背景信息分析預(yù)測(cè)可能存在的隱患，及時(shí)制定保護(hù)措施，將水資源對(duì)人類(lèi)可能造成的損害降到最低。相關(guān)技術(shù)人員做水文地質(zhì)研究工作中，需要以地域空間、水文資源、地理信息數(shù)據(jù)為參考依據(jù)，熟知水資源分布。目前，GIS技術(shù)已經(jīng)為水文地質(zhì)研究工作者提供了精準(zhǔn)可靠的數(shù)據(jù)做參考。

3、GIS技術(shù)在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

GIS技術(shù)在水文地質(zhì)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，總結(jié)如下；

可有效計(jì)算區(qū)域降雨量。

特定區(qū)域內(nèi)降雨量可作為水資源管理的重要參考指標(biāo)。GIS技術(shù)可以高效精準(zhǔn)計(jì)算區(qū)域降水。GIS技術(shù)通過(guò)智能計(jì)算分析，處理海量數(shù)據(jù)時(shí)相對(duì)人為操作產(chǎn)生誤差較少。

可監(jiān)測(cè)地表水、地下水分布分配問(wèn)題。

水利部門(mén)通過(guò)調(diào)研地表水和地下水分配，建立了GIS水資源分配體系?，F(xiàn)已在黃河下游，上海，遼寧等地建立了GIS水資源分配或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。豐富了我國(guó)水資源技術(shù)信息庫(kù)，更加專(zhuān)業(yè)化。通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息整理分析，完善遙感信息庫(kù)，建立屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，并開(kāi)發(fā)GIS軟件。一系列工作完成后，可通過(guò)客戶(hù)端登陸信息查詢(xún)系統(tǒng)查看水文水資源變化信息和地域環(huán)境信息。

可用于地下水勘查工作。

應(yīng)用GIS技術(shù)可以獲取更加完善的水文資料，對(duì)我國(guó)地下水勘查工作有很大幫助。通過(guò)水文地質(zhì)勘測(cè)，采集地質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，水流動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等建立相關(guān)數(shù)據(jù)模型，可以有效預(yù)測(cè)地下水中蘊(yùn)藏的豐富資源。在高新科技的推動(dòng)下，GIS技術(shù)也在日漸完善，其應(yīng)用也在拓展延伸，這對(duì)地下水勘測(cè)工作將作出巨大貢獻(xiàn)。

可用于水文模擬研究

水文模擬中常用模型包括SHE模型，IHDM模型和不規(guī)則三角網(wǎng)絡(luò)模型。不規(guī)則三角網(wǎng)格模型多用于大型區(qū)域水文模擬研究。其中水文模擬中GIS技術(shù)的應(yīng)用主要包括動(dòng)態(tài)型降雨徑流模型，小流域徑流變化模型，區(qū)域作物水分散失模型和變動(dòng)產(chǎn)匯流模型。

可應(yīng)用于水況預(yù)測(cè)

依托GIS技術(shù)信息采集，處理分析大量水文數(shù)據(jù)，構(gòu)建區(qū)域水資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)，便于數(shù)據(jù)調(diào)用查詢(xún)，可以有效的提供水文預(yù)測(cè)，防止災(zāi)害突然發(fā)生。這些地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)可直觀(guān)反映水域環(huán)境變化，對(duì)防洪起到很好的監(jiān)測(cè)作用，減免了水因造成的自然破壞，滑坡，泥石流等。同時(shí)也阻止了當(dāng)?shù)氐乃亮魇г斐傻南盗泻蠊?/p>

4、GIS技術(shù)在水資源應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)

GIS技術(shù)作為水文水資源信息化管理的有效手段，應(yīng)具有其領(lǐng)域內(nèi)特有的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的特征。現(xiàn)在所應(yīng)用的地理信息系統(tǒng)處理技術(shù)的大部分功能也可應(yīng)用于其他領(lǐng)域，可見(jiàn)其廣泛適用性較強(qiáng)。而在未來(lái)水文水資源研究中，GIS技術(shù)應(yīng)建立各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)分?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使其具有更加標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的數(shù)據(jù)格式，更利于相關(guān)技術(shù)人員對(duì)信息的有效快速提取，也為行業(yè)信息共享搭建了一個(gè)平臺(tái)，達(dá)到信息開(kāi)放性和共享性。

其次，GIS軟件應(yīng)研發(fā)專(zhuān)門(mén)的水文地質(zhì)模塊。采集收錄水資源相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)應(yīng)包括自然地質(zhì)背景的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。

GIS技術(shù)應(yīng)用于水文水資源領(lǐng)域融合了計(jì)算機(jī)學(xué)，數(shù)學(xué)，地理信息科學(xué)等多門(mén)學(xué)科，交叉學(xué)科涉及領(lǐng)域也越來(lái)越多，為迎合未來(lái)應(yīng)用GIS需建立融專(zhuān)業(yè)模型。目前地理信息處理系統(tǒng)只能做到對(duì)數(shù)據(jù)的采集，計(jì)算，存儲(chǔ)，而后期對(duì)具體問(wèn)題分析并予以決策功能并不完善，仍需要相關(guān)科研人員做后續(xù)判定。因此，之后GIS應(yīng)用模型應(yīng)更加智能化，涵蓋更加完善“神經(jīng)元”做到對(duì)水文水資源分析更加充分，涵蓋更加全面。

最后提出GIS軟件的發(fā)展應(yīng)該多維化。當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)的應(yīng)用，讓我們更加確信了高科技技術(shù)的立體化。而目前GIS軟件所進(jìn)行的三維分析卻不多見(jiàn)。并不能實(shí)現(xiàn)地下水資源的立體呈現(xiàn)。這方面GIS技術(shù)仍有較大研發(fā)空間，因此，建立幾何模型，構(gòu)建三維立體真實(shí)還原區(qū)域地質(zhì)地貌是未來(lái)科研所需，有利于更直觀(guān)的反應(yīng)研究工作遇到的問(wèn)題。GIS建模將從二維平面分析逐漸變?yōu)榱Ⅲw分析，在不久的將來(lái)，GIS技術(shù)將朝著多維化發(fā)展。

5、結(jié)語(yǔ)

GIS技術(shù)對(duì)當(dāng)今多行業(yè)領(lǐng)域研究工作都起到一定的幫助作用，將多元化信息收集并綜合分析處理，提供數(shù)據(jù)支持。實(shí)用性高效性吸引了各界研究工作者青睞，可見(jiàn)其前景發(fā)展廣闊。在水文水資源領(lǐng)域，GIS技術(shù)被廣泛應(yīng)用，并取得了卓越成效。當(dāng)今水資源彌足珍貴，我國(guó)科研人員將利用GIS技術(shù)對(duì)水資源進(jìn)行更全面更優(yōu)化的管理。同時(shí)GIS技術(shù)也在發(fā)展，日漸完善，為更專(zhuān)業(yè)化作業(yè)做準(zhǔn)備。

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