探析GIS在水文水資源領域中的應用

魏文淵

定西市水利水電勘測設計研究院 甘肅定西 743000

水文地質勘察是建筑工程中的基礎性環(huán)節(jié)，其關系到工程整體質量。勘察工作不到位，就無法了解地塊的全部情況。倘若在建設施工中，或是在使用過程中，地基就會下沉，引發(fā)墻體、地面開裂，嚴重時會導致坍塌事故的發(fā)生，不僅會造成財產(chǎn)損失，還會傷及性命。要想避免慘劇的發(fā)生，需要做好水文地質勘察。

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(tǒng)，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。GIS系統(tǒng)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(yè)知識，實際應用范圍廣闊。通過高效應用地理信息系統(tǒng)，對空間數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)狀

GIS技術可以高效完成空間數(shù)據(jù)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(yōu)質的空間數(shù)據(jù)服務。從GIS系統(tǒng)構成角度分析，系統(tǒng)內(nèi)部核心模塊為空間數(shù)據(jù)管理，可為地理科學研究工作帶來更多數(shù)據(jù)輔助。空間數(shù)據(jù)管理模塊分為數(shù)據(jù)分析及處理兩大功能，數(shù)據(jù)主要來源于專題地圖、遙感地圖與統(tǒng)計技術。

GIS技術的功能為數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的編輯及管理過程中，能夠從根本上提升數(shù)據(jù)自身的可操作性，確保這些數(shù)據(jù)能夠成為重大事項決策參考依據(jù)。現(xiàn)階段，地理信息系統(tǒng)不斷朝集成化、智能化方向發(fā)展，更多的理信息模塊已經(jīng)具備多功能、高精度、現(xiàn)實性強等優(yōu)勢，是當前水文水資源研究領域的重要基礎。

2 GIS在水文與水資源工程領域的應用

2.1 GIS在水文水資源分析管理系統(tǒng)中的應用

地上地下全覆蓋。GIS綜合水文水資源信息分析管理系統(tǒng)將從地上地下全覆蓋的思路出發(fā)，挖掘地上部分與地下部分的關系，提供更加全面的地上、地下水文水資源信息數(shù)據(jù)分析，包括地上地下影響面分析、規(guī)劃分析、數(shù)據(jù)互查等，實現(xiàn)地上地下全覆蓋。二維走向三維。水文水資源信息分析管理系統(tǒng)的特點是地上地下都有，各種水態(tài)具有不同的深度或高度，兩種看似相交的水態(tài)，由于所處位置或生態(tài)環(huán)境的不同，會在交際的情況下被生態(tài)環(huán)境內(nèi)的植被或土壤等進行橫向和縱向利用吸收，不能簡單地在二維地圖上進行查詢和分析。系統(tǒng)充分利用二維、三維一體化技術直接讀取探測成果數(shù)據(jù)還原出水文水環(huán)境的三維現(xiàn)狀，為水文水資源建設利用提供科學直觀的技術支持與決策保障。

2.2 可視化水文水資源的分析管理系統(tǒng)

水文數(shù)據(jù)查詢與展示。可視化的水文水資源分析管理是指一種利用GIS技術，通過將水文數(shù)值模擬結果與地質結構模型相結合，實現(xiàn)的基于三維可視化水文信息呈現(xiàn)形式的水文水資源分析管理，能夠提高水文信息展現(xiàn)的直觀性和高效性，為后續(xù)的分析管理工作提供便利。在此過程中，工作者采用MapGIS技術，將工程地質、環(huán)境地質、水文地質、地下水污染等專業(yè)數(shù)據(jù)，以可視化的形式展示在同一地理空間框架中，使水文數(shù)據(jù)在被查詢的同時，得到了快速的統(tǒng)籌和歸納，提高了查詢、展示效果。此外，MapGIS系統(tǒng)還支持多種查詢方式和工具，實現(xiàn)了多樣化的水文數(shù)據(jù)查詢和展示，為后續(xù)的管理和分析工作奠定了良好的基礎。地下水數(shù)值模擬對接與集成展示。地下水數(shù)字模擬對接集成展示主要是指三維地下水流場、污染物、水位等水文數(shù)值模擬成果，在地質模型中的模擬與可視化呈現(xiàn)，并且能夠實現(xiàn)在具體的應用場景中，直接進行模擬參數(shù)的設計與計算，有助于分析管理結果準確度的提高。在此過程中，這種可視化的系統(tǒng)還能在對接與集成展示的基礎上，使工作者更細致地了解水文動態(tài)在地質結構中的組織情況，同時，為其提供專業(yè)的計算和分析，提升了水文水資源分析管理的信息化、智能化水平。以MapGIS 三維科室信息化系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)作為一個水文水資源管理分析平臺，涉及交叉剖面分區(qū)拼接交換建模、GPU與模板的多視點動態(tài)剖切技術、數(shù)字模擬的地下水思維模擬計算等技術，突破了數(shù)值模擬軟件與地質軟件之間的技術壁壘，實現(xiàn)地下水數(shù)值模擬與對接集成展示，為水文水資源分析管理的發(fā)展提供了助力。

2.3 在水文預報中的應用

GIS技術有很好的數(shù)據(jù)歸納能力，方便水文情報系統(tǒng)的設計和使用，采用GIS技術完善大范圍水文信息的提取、歸納和編輯，能夠有效預報之后的水文資源。GIS技術的用處還體現(xiàn)在能夠精準確定模型的參數(shù)，對參與數(shù)據(jù)和模型設計的精確度的提高，退工水文模型開發(fā)質量。另外使用數(shù)字高程模型，能夠與水利學模型融合，從而客觀對水文信息進行高效檢測。GIS技術能夠為水文情報提供有關技術支持，對促成各方面技術的發(fā)展有積極的作用。GIS技術在眾多主要河道和大中型水庫的洪水預報方案編制使用過程中取得了良好的效果，有一水文水資源的優(yōu)勢，國家防汛智慧系統(tǒng)編制了一整套繪制去哪國雨量值線圖軟件，從而完成我國中小河流整治水文站點的分布。

2.4 信息化水文水資源的分析管理系統(tǒng)

本地化定制。在水文水資源領域，由于各個區(qū)域的水文狀態(tài)、配套設施水平等方面實際情況存在差異，因此，工作者通常會利用GIS的靈活性特質，構建一個本地化的定制GIS水文水資源分析管理系統(tǒng)，實現(xiàn)該領域的信息化建設。

3 結語

優(yōu)化GIS的應用效果，有助于水文水資源分析管理領域的可持續(xù)發(fā)展。在分析管理中，工作者借助GIS技術可以優(yōu)化分析管理工作信息化水平、為分析管理提供可視化的依據(jù)、提高管理工作精度、保障水資源配置應用的合理性，從而增強分析管理工作的效率和效果。