GIS技術在新時代水利工程信息化中的運用分析

王振映

摘? 要：全社會范圍內科技領域整體水平的不斷發展，推動了各行業信息化發展的步伐。水利工程也朝著信息化加速前進，要提升整個行業的發展速度，就必須積極引入科技前沿技術，為水利工程建設提供更強大的技術保障，充分發揮GIS技術的應用優勢。水利項目的施工計劃要與時代發展同步，合理利用當地的資源，加速推進各行業的發展目標。

關鍵詞：GIS技術? 水利工程? 信息化? 運用

中圖分類號：TV5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）05（b）-0091-03

Absrtact： The continuous development of the whole level of science and technology in the whole society has promoted the pace of information development in various industries. In order to promote the development speed of the whole industry， the hydraulic engineering should introduce the advanced technology actively， provide stronger technical support for hydraulic engineering construction， and make full use of the advantages of GIS. The construction plan of the water conservancy project should keep pace with the development of the times， make rational use of local resources， and accelerate the development goals of various industries.

Key Words： Gis technology; Hydraulic engineering; Informatization; Application

GIS技術是一種特定的表達空間分布情況的信息系統。通常用來表達計算機存儲系統，其可實現地理空間信息的收集、歸類、存儲、整合、分析、搜索等一系列的功能。在地區水利工程信息化體系的構建階段，GIS技術是整個結構體系，重要的輔助工具，也是成果展示的終端平臺。GIS技術在我國水利工程建設中起步實踐為20世紀末期，分為探尋、運用以及深入推進這3個步驟。特別是近些年，隨著技術的深入發展，GIS技術涉足的范圍也愈來愈廣泛，有了更深層次的推進。甚至有些機構在重大項目的決策階段都應用GIS技術，該技術在社會經濟發展中發揮了不可替代的作用[1]。

1? GIS技術基礎概述

GIS技術是英文地理信息系統的簡稱。主要指的是電子化時代，各行業在運行中引進的空間地理信息和計算機數據處理技術的融合技術，實時捕捉、存儲以及整合各項數據資料的過程，以滿足實際需求的一種新型技術學科。該技術在實際運用中以地形空間信息為體系深入探討，是信息化技術深入研發的必然產物;是地理信息領域興起的一門重點專業學科，對時代的發展起到了重要的推動作用。空間信息技術的研發是基于傳統的地理信息技術的延伸，其基本屬性不受任何限制。

在GIS技術的應用中，可根據地理學科的相關資源完成信息的采集、輸送存儲、信息分析整合技術、資源的在線共享以及終端展示技術的所有功能。在整套系統內部各個模塊的協調作業環節，終端用戶可根據自己的需求完成系統分布結構截面的調整（主要指的是用戶可以根據自身的搜索習慣來定制展示功能界面）。根據運行環境周邊的信息分布狀況做出正確的判斷，對于已存在的空間數據信息進一步優化和調整，更好地推進工作的順利開展。基于該技術的工作原理進行論證，該學科在實際應用中以空間地形結構的分布情況為中心，綜合性較強，涵蓋了多項技術和應用。對于不同行業發展中應用到的各種新型的信息定位技術發展、運營以及實際應用價值等，都與GIS技術有著密不可分的關聯。與社會各行業在生產運行的多樣化發展有著密切的關系，在工業建設、行業規劃、企業管理、經濟交流、衛生服務、網絡通信、商業合作等多個領域內都發揮著重要的作用。在地區經濟建設中功不可沒[2]。

2? GIS技術在新時代水利工程信息化中的運用

2.1 基于GIS 技術的水利工程選址分析利用

在水利工程項目的選址中，可以運用GIS技術對立體空間的精準分析來完成。主要應用到的空間信息有：第一，可實現空間影像的遙測獲取。這里應用遙感技術獲取影像資料，能夠精準獲取到地球表面的細微紋理，數據的準確性更高。充分考慮到用水的標準，通過無人機等設備遙控獲取指定地點的影像資料。在數據正式應用前要對其準確性進行校驗，并完成轉換，從實際的地面某點的經緯度轉換到坐標系統中。一般情況下需要高程模型輔助校驗，消除視差的干擾因素，確保遙測的影像資料與空間內部的數據的坐標同一性。第二，根據需求及時獲取特殊地點的圖形數據。在工程建設區范圍內的交界處、地區交通狀況、土地應用分布以及水資源的基本資料等，都可以為工程提供有效的參考信息，提高空間處理能力。比如：降水較多的季節，可以對洪澇覆蓋區進行統計，進一步掌握洪水覆蓋區域內的實際損失，主要有個人財產、公共資源等方面的。

空間數據資源獲取越全面，GIS空間技術的分析結果更準確，具體操作從以下幾點入手：第一，洪水破壞面積分析。在水利工程施工地點選擇過程中，淹沒破壞面積是重要的參考數據。其工作原理是洪水的流經區域的決堤處，同時水位差值超過正常范圍。這些都是擴大淹沒區的主要原因。待到水位平衡后，如果沒有洪水沖擊，此時洪水的破壞區域達到最大值。在實際工作中綜合水動力、GIS技術以及高程模型信息來完成數據整合，同時真實展現洪水破壞范圍，結果準確性更高。獲取洪水破壞給人們帶來的直接經濟損失，以及洪水治理給周邊的基礎設施、生態環境帶來的間接財產損失費用。從實際數據來看，主要內容包括：洪水破壞區域的水深、直接破壞面積、水庫的最大儲水量以分布狀況。除此之外，對于城市的基礎建筑，破壞土地的用途，給居民生活帶來的直接財產等都要做出估算。當水利施工的最終方案確定實施后，可深入觀察洪水覆蓋區的水位變化以及影響范圍。對于地形相對平整，沒有過大坡度的地區，水流相對緩慢的地區可認為水體相對靜止。第二，水利工程輸水線路的分布。在項目的前期規劃中，整套方案需根據設計工程師的具體需求多次調整，確定最終施工方案。在GIS技術中充分發揮空間中的點、線、面等多項元素以矢量圖的形式展示線路變化[3]。此外，運用地理空間系統，可根據需求調整空間內部的資料。比如：刪除某些錯誤的樞紐數據資料，還可以根據實際需求調整和移動這些數據的分布情況，進一步調整運行方向。要想確保水利工程在施工中各個工序有條不紊地推進，就要從前期的規劃入手，深入了解數理工程所覆蓋的地形特征、周邊設施以及環境等，為最終方案的確定提供更多有價值的參考資源。三維模型中的點線面都要嚴格按照標準設置，并做好施工基礎設施的符號標注。

2.2 GIS在防洪減災方面的應用

特別是近些年，一部分地區在雨期頻頻爆出洪澇自然災害，嚴重損失了國家以及公民的財產。在高速增長的社會經濟體制下，單純的圍堵治理無法有效控制水資源，現階段的治水工作已經逐步升級成管理層面。結合當地的年度降水變化，各地區也逐步完善內部水利工程信息管理網，重點地域洪水侵襲情況。從GIS的實際應用形式來看，主要分為以下4種：第一，便于國家發布汛情管理或者重大決策。在國家相關部門的指導下，現階段各地區的洪澇災害治理都以GIS技術為中心。在該技術的應用中，GIS技術發揮著如下作用：數據的分析、歸類、搜索、升級以及定期清理等工作。第二，借助該技術的立體空間問題整合能力，通過可視技術為指揮中心做出正確決策提供有利參考依據，不斷優化相關數據。在可視技術的輔助下提升預警和防汛功能。第三，災害破壞預估。在整個預估階段，GIS技術可以更好地發揮可視模擬技術以及系統自身的高效分析處理能力，展示其獨有的優勢：基礎數據的整合和分析（主要有地形層面、社會層面、經濟建設等方面）;地理分布以及工程屬性等信息的查找、整理和展示等相關功能;災害破壞影響相關信息的獲取和整理;根據相關數據模擬災害破壞情況，并直觀表達出來;輔助完成正確決策。第四，對于可能存在的風險成因判斷和分類。風險成因的分類是根據可能出現的機率以及破壞范圍的大小。主要從危害程度、周邊基礎設施的牢固性和破損大小等展開分析。該技術的主要功能有：各種類型信息資源的管控;特定區域內的信息搜集和分析整合;某些特殊圖形處理功能。洪澇災害的防御和治理在社會經濟建設和發展中發揮著重要的作用。

因此，運用GIS技術除了構建一些基礎性的防洪體系外，還要借助空間的分析能力，重點體現在以下層面：城市水位變化的預警分析;市政基礎設施（排水管道）的調控;排水設備的管控，設計和工程管理;暴雨發生的時間以及空間判斷;根據當地的地理空間劃分的相關資源展示。對于相關數據資源的收集、整理更細化、更清晰明了，為后續維護工作提供更加強大的技術保障[4]。

2.3 GIS在水資源管理方面的應用

從水資源管理的數據來源看，信息渠道較多，時間范圍較廣以及類別多樣化等主要特點。針對水資源管理上建立的信息體制發揮水資源的優勢，從時空等不同層面直觀了解水源變化，并且模擬在線實景。為工作人員在水利工程方案的制訂提供更加完整的參考數據。對以獲取信息的科學判斷和處理，優化管理措施，提升管理技術，加速推進資源的共享。GIS技術在我國水資源管理體系的優化和完善上發揮著重要的作用：數據更全面，包括了歷史以及當前信息資源的實時變化;獲取信息的搜索和歸類;采用不同的表達模式將各資源的分布狀況真實還原;地區水源的分布資料;地域分模塊管控，如地下水禁采與限采區劃、水環境區劃等。

2.4 GIS在水環境和水土保持方面的應用

為了加強我國水土資源的保護，在GIS技術的輔助下，針對現階段水源情況建立了信息管理體系，信息提取效率有了大幅度提升。從其實際應用功能來看，在GIS技術的支持下，以下方面的管控效率明顯提升：基礎自然資源和社會經濟等，水利項目的基礎設備，監測體系，以往的水源分布和質量信息，周邊的環境變化趨勢，質量標準以及行業相關規定，項目決策以及參考范圍，以往影響水源質量的因素和可能存在的風險管控;數據的特征以及分布關系，從空間和屬性兩個層面提供更加準確的查詢依據。對管控范圍內的周邊環境以及水源質量信息的提取和分析，找出水源破壞的重要因素;直觀表達相關信息，推進資源共享;模擬水源質量變化趨勢;城市水源污染管控;完善取水管控，提升突發時間的應變管控能力。對于水土流失治理，GIS技術也有明顯優勢。該技術貫穿于整個治理工作的各個環節，從最初的土壤是否被破壞，直到后期全部過程[5]。對于水土流失治理而言，GIS技術與先進的新型信息技術的有效融合，對于模板和共享平臺的建立，有著顯著的技術優勢[6]。

2.5 GIS在水利水電工程建設和管理方面的應用

對于我國現階段的水利工程而言，水源管控和治理發揮著舉足輕重的作用。從前期的項目可行性研究、地質確定、策劃到現場的施工管控都要提高重視，全面考慮。整個項目實施后的階段，GIS技術在時空層面的技術優勢較為明顯。在工程的管控和治理方面該技術主要特點如下：三維空間展示與模擬，選擇最佳的施工路線和工程地質;充分發揮空間數據的優勢，經過分析和整理，獲取有價值的項目決策依據;在數據的支持下對水災進行破壞分析，得出最終結果，進一步優化治理方案[7]。

3? 結語

GIS技術綜合性較強，其中包括了微機軟硬件設施，數據存儲系統的建立、深入挖掘、遠程操控、互聯網科技和數據分析處理、電子化影響捕捉工具等有著密切的關聯。這些學科在科技的推動下不斷前進，在實際應用中推進GIS技術的不斷優化和升級。因此，在實際應用中，GIS技術與數字化水平發展相輔相成，共同推動我國水利事業的不斷前進。隨著電子信息技術的不斷發展，在GIS技術的推動下，我國水利工程建設事業不斷提升，是行業整體水平不斷提升的重要技術保障。

參考文獻

[1] 殷雪明，錢德強，許召新.水利工程施工中的防滲新技術及應用研究[J].科技創新導報，2020，17（10）：34-35.

[2] 蘇運生.水利工程建設與運行管理的有機結合[J].科技資訊，2020，18（17）：64-66.

[3] 張高.信息技術在水利工程建設管理中的應用[J].中國高新科技，2019，53（17）：79-81.

[4] 姚亮，高磊.淺析水利工程建設督查方式方法[J].水利發展研究，2020，20（12）：24-29.

[5] 陳起偉，熊康寧，蘭安軍.基于GIS技術的貴州省土壤侵蝕危險性評價[J].長江科學院院報，2020，37（12）：47-52，66.

[6] 樊霖，龐靖鵬.新時代我國水利現代化進程評估分析[J].水利經濟，2020，38（6）：7-11，19，81.

[7] 袁治偉.計算機網絡技術在水利工程建設管理中的應用[J].人民黃河，2020，42（7）：78.