GIS在水文水資源領域中的應用分析

韓忠

摘要 GIS作為水文空間數據管理工作的重要工具，為促進水文水資源領域智能化、自動化發展奠定了堅實的技術基礎。基于此，分析GIS技術在水文水資源領域中的具體應用范圍，提出GIS技術未來發展趨勢，以期為相關工作人員提供理論性幫助。

關鍵詞 GIS;水文水資源領域;實際應用

中圖分類號：P208.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）08–0–02

Abstract As an important tool of hydrological spatial data management， GIS has laid a solid technical foundation for promoting the development of intelligence and automation in the field of hydrology and water resources. Based on this， this paper analyzes the specific application scope of GIS technology in the field of hydrology and water resources， and puts forward the future development trend of GIS technology， in order to provide theoretical help for relevant staff.

Key words GIS; Hydrology and water resources field; Practical application

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.08.064

水文水資源領域研究范圍逐步擴大，對研究工具的信息化、系統化、網絡化要求更高。為有效緩解當前我國水文水資源緊缺矛盾，需獲取更加精準的地理信息、水文信息、空間信息，借助GIS技術全面了解水文水資源空間分布特征，構建地區水文水資源三維模型，制定出更加專項可行的水文水資源管理對策，推動水文水資源領域研究工作可持續發展。

1 概述GIS技術

1.1 GIS技術概念

GIS又被稱之為地理信息系統，基于計算機硬件、軟件支持下對整個或部分地球空間信息進行采集、存儲、管理、計算與描述[1]。GIS系統具有綜合性強的特征，在實際應用期間涉及地理學、地圖學以及計算機科學等領域專業知識，實際應用范圍廣闊。通過高效應用地理信息系統，對空間數據信息進行有效分析及處理，將地圖的視覺化效果與地理分析能力、數據管理能力集合在一起，提供更加全面的地理信息服務。

1.2 GIS技術應用現狀

GIS技術可以高效完成空間數據采集、管理及可視化輸出工作，為水文水資源領域提供了更加優質的空間數據服務。從GIS系統構成角度分析，系統內部核心模塊為空間數據管理，可為地理科學研究工作帶來更多數據輔助。空間數據管理模塊分為數據分析及處理兩大功能，數據主要來源于專題地圖、遙感地圖與統計技術。

GIS技術的功能為數據信息采集、提取、分析;地域空間分析、多要素綜合、計算機、通信及遙感技術等。通過將這些功能應用在空間地理數據的編輯及管理過程中，能夠從根本上提升數據自身的可操作性，確保這些數據能夠成為重大事項決策參考依據。現階段，地理信息系統不斷朝集成化、智能化方向發展，更多的理信息模塊已經具備多功能、高精度、現實性強等優勢，是當前水文水資源研究領域的重要基礎。

2 GIS技術在水文水資源領域中的實際應用

2.1 在水文情報獲取及防洪減災中的應用

GIS技術可以有效整合海量數據，為水文水資源情報預報系統的設計及運轉提供了重要的理論依據[2]。通過充分發揮GIS技術內部功能，可以擴大水文數據提取范圍，對這些數據進行全面整合及編輯，使后期水文情報預報工作更加全面精準。

GIS技術的應用還可確定水文水資源空間數據模型參數，增強水文水資源空間模型的設計精準度。通過配合使用數據高程模型，全面檢測水文水資源實際信息，促進水文水資源領域研究工作高效開展。

當前GIS技術被較為廣泛應用在地區骨干河道、大中型水庫預報方案的編制過程中。通過找尋地區水文水資源地理信息發展規律，建立更加科學完善的水情中心及水文站點，獲取地區雨量等級線圖。不僅如此，GIS技術還可為防洪減災工作提供重要理論依據。通過充分利用GIS系統內部管理平臺、旱災評估、風險分析以及城市防洪功能，最大限度地降低旱澇災害對地區發展造成的嚴重不利影響。GIS系統收集并描述的水文水資源空間信息可以為防洪信息管理系統決策支持平臺的構建提供重要理論依據。同時，GIS技術的空間分析能力還能夠體現出地區水文水資源防洪減災需求，優化各類參數，使防洪減災決策方案實現可視化目標。

在洪水災害評估完成后，地理信息系統還可對災害風險進行全面分析。結合地區洪水災害發生規律以及影響程度，計算并評估洪水損失量[3]。借助GIS技術以及自然、地理及社會因子，對此因子進行權重空間疊加，構建起多災害模型。為充分發揮出GIS系統技術作用，相關研究人員還致力于利用系統空間分析功能，深入剖析流域上下游之間關系，對地理信息數據進行疊加以及多邊形合并，設計出最為合理的緩沖區，為城市防洪減災工作提供重要技術支持。

2.2 在空間管理及決策機制系統中的應用

水文資源的空間管理與決策支持系統均需要使用GIS技術。利用GIS技術建立空間數據庫，提供重要的水文決策依據，確保管理部門能夠利用這些數據做出更加科學及全面的決策。借助GIS技術，還可以構建當地水文水資源特色數據庫，綜合展現當地使用水資源管理情況，根據水資源分布特征及空間變化作出災害預測，建立功能完善的決策支持系統，切實提升水文水資源實際管控水平。

近幾年來，GIS技術在構建水文水資源決策支持系統中的作用被充分發揮出來。但由于我國開展此項研究的時間較短，需要大量的人力及物力資源，這就要求水文管理部門做好打長期攻堅戰的準備。

2.3 在水環境管理中的應用

水文水資源領域對水環境的管理要求日漸提升，需要進一步增強傳統水文管理工作空間屬性及管理層次[4]。將GIS技術應用在水環境管理工作中，不僅能充分了解到水環境現狀，還能依據水文水資源空間與時間范圍變化趨勢，全面監測水環境。利用GIS系統數據管理功能，可進一步提升水質與水量預測水平，建立地區骨干流域水環境管理系統，從根本上提高水資源優化管控力度，更好地實現水環境綜合管理目標。

2.4 在水污染控制規劃中的應用

現階段水文水資源領域研究重點還放置在水污染控制規劃管理方面。各領域生產水平的快速增長在提升大眾生活質量的同時，也使水資源面臨嚴重污染。如何做好地區環境規劃中的水污染控制工作，將會成為實現水文水資源管理目標的重要所在。

在制定水污染控制規劃方案時，要對各功能區域的水資源進行專項設計。利用先進的GIS技術劃分水資源污染源的種類及特征。利用圖紙可視化方式為相關部門展現出當前水環境保護現狀，確保設計出的城市排污網絡系統能夠最大限度發揮水文水資源保護功能，控制水污染影響范圍。

應用GIS系統過程中要明確地區水污染控制對象，建立水污染控制規劃數據庫以及規劃模型[5]。建立數據庫及管理信息系統，被用戶提供所需的數據及圖紙模型，完成對區域內的水污染控制工作。美國在將GIS技術應用在水污染控制規劃工作中的成就最為顯著，相關科學家已經建立起完善的區域水資源污染控制系統，準確計算出多條河流的污染值，使水資源質量的監管與污染控制工作得到了充分的數據支持，促使水資源非點源污染控制工作朝智能化、自動化方向發展。

3 GIS技術在水文水資源領域中的應用趨勢

水文水資源GIS系統的開發是一項長期動態的過程。通過高質高效應用GIS技術，能夠切實提升水資源空間信息利用率，對水文水資源的研究工作給予了更多的數據支持。經過實際調查研究發現，GIS技術的應用還存在水流運動、水質時間序列、空間環境數據耦合研究力度不足，不同水文水資源研究部門的信息共享率較低等問題。因此，在將GIS技術應用在水文水資源領域過程中，還應當嚴格遵循以下幾項應用趨勢：

第一，做好GIS系統應用規范及應用標準的設定工作，建立更加統一科學的GIS技術管控標準。積極引進先進國家的GIS系統開發經驗，確保GIS技術的應用能夠上升到有法可依、執法必嚴的高度。

第二，建立水文水資源地理空間數據庫，確保建立的數據庫能夠具備標準化、規范化特征，為后期使用水資源管理工作提供更加完善的理論依據。例如，依照地區氣候環境特征建立特色水情、雨情數據庫，為該地區旱澇災害的評估工作提供專項理論依據。

第三，建立水文水資源空間決策支持系統，為該系統的完善及優化工作投入充足人力及物力，最后，分步實施系統，在最終功能成熟后實現全面推廣，使我國水文水資源研究工作水平以及水環境管理質量能夠在根本上得到提升。

4 總結

將GIS技術高效應用在水文水資源領域能夠進一步提升水資源管理水平，緩解當前使環境污染情況，促進地區可持續發展，對促進地區可持續發展意義重大。與其他發達國家相比，我國GIS技術在水文水資源領域中的應用時間較短，需要加大水文水資源GIS系統研發支持力度，確保GIS技術能夠在水文水資源管理中發揮出重要作用。

參考文獻

[1] 尼瑪次仁. GIS技術在水文水資源領域中的應用現狀與發展趨勢[J].珠江水運，2014（23）：70–71.

[2] 姬鴻鑫，李坤，宋鳳蕊.關于GIS在水文水資源領域中的應用探析[J].科技創新與應用，2015，6（13）：135.

[3] 高永芹，李家法.分析GIS技術在水文水資源領域的應用現狀與展望[J].信息與電腦（理論版），2015，10（13）：34–36.

[4] 全占東.水文水資源領域中GIS技術的應用現狀分析與發展趨勢探討[J].黑龍江水利科技，2017，45（2）：128–130.

[5] 李斌杰.我國水文水資源領域技術需求分析及推廣應用[J].內蒙古水利，2017，22（10）：57–58.

責任編輯：黃艷飛