探析GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用

魏文淵

定西市水利水電勘測設(shè)計研究院 甘肅定西 743000

水文地質(zhì)勘察是建筑工程中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，其關(guān)系到工程整體質(zhì)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(shè)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(yán)重時會導(dǎo)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(zhì)勘察。

1 概述GIS技術(shù)

1.1 GIS技術(shù)概念

GIS又被稱之為地理信息系統(tǒng)，基于計算機(jī)硬件、軟件支持下對整個或部分地球空間信息進(jìn)行采集、存儲、管理、計算與描述。GIS系統(tǒng)具有綜合性強(qiáng)的特征，在實際應(yīng)用期間涉及地理學(xué)、地圖學(xué)以及計算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域?qū)I(yè)知識，實際應(yīng)用范圍廣闊。通過高效應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，對空間數(shù)據(jù)信息進(jìn)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(wù)。

1.2 GIS技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

GIS技術(shù)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(lǐng)域提供了更加優(yōu)質(zhì)的空間數(shù)據(jù)服務(wù)。從GIS系統(tǒng)構(gòu)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(xué)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(shù)。

GIS技術(shù)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(jī)、通信及遙感技術(shù)等。通過將這些功能應(yīng)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(qiáng)等優(yōu)勢，是當(dāng)前水文水資源研究領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。

2 GIS在水文與水資源工程領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 GIS在水文水資源分析管理系統(tǒng)中的應(yīng)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(guān)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(diǎn)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(jìn)行橫向和縱向利用吸收，不能簡單地在二維地圖上進(jìn)行查詢和分析。系統(tǒng)充分利用二維、三維一體化技術(shù)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(shè)利用提供科學(xué)直觀的技術(shù)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(shù)，通過將水文數(shù)值模擬結(jié)果與地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型相結(jié)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(shù)，將工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)、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(chǔ)。地下水?dāng)?shù)值模擬對接與集成展示。地下水?dāng)?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(zhì)模型中的模擬與可視化呈現(xiàn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在具體的應(yīng)用場景中，直接進(jìn)行模擬參數(shù)的設(shè)計與計算，有助于分析管理結(jié)果準(zhǔn)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(chǔ)上，使工作者更細(xì)致地了解水文動態(tài)在地質(zhì)結(jié)構(gòu)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(diǎn)動態(tài)剖切技術(shù)、數(shù)字模擬的地下水思維模擬計算等技術(shù)，突破了數(shù)值模擬軟件與地質(zhì)軟件之間的技術(shù)壁壘，實現(xiàn)地下水?dāng)?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(yù)報中的應(yīng)用

GIS技術(shù)有很好的數(shù)據(jù)歸納能力，方便水文情報系統(tǒng)的設(shè)計和使用，采用GIS技術(shù)完善大范圍水文信息的提取、歸納和編輯，能夠有效預(yù)報之后的水文資源。GIS技術(shù)的用處還體現(xiàn)在能夠精準(zhǔn)確定模型的參數(shù)，對參與數(shù)據(jù)和模型設(shè)計的精確度的提高，退工水文模型開發(fā)質(zhì)量。另外使用數(shù)字高程模型，能夠與水利學(xué)模型融合，從而客觀對水文信息進(jìn)行高效檢測。GIS技術(shù)能夠為水文情報提供有關(guān)技術(shù)支持，對促成各方面技術(shù)的發(fā)展有積極的作用。GIS技術(shù)在眾多主要河道和大中型水庫的洪水預(yù)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(diǎn)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(lǐng)域，由于各個區(qū)域的水文狀態(tài)、配套設(shè)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(zhì)，構(gòu)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(lǐng)域的信息化建設(shè)。

3 結(jié)語

優(yōu)化GIS的應(yīng)用效果，有助于水文水資源分析管理領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。在分析管理中，工作者借助GIS技術(shù)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(yīng)用的合理性，從而增強(qiáng)分析管理工作的效率和效果。