GIS技術在水文水資源領域中的應用

劉治華

［黃河水土保持綏德治理監督局（綏德水土保持科學試驗站），陜西榆林 719000］

在水文水資源領域中應用地理信息系統（Geographic Information System，GIS），能滿足大多數水文水資源領域的工作需求，迅速分析有關地區的時空特點及變化，使工作人員及時獲取本地區的水文數據，因此GIS 技術在水文水資源領域中具有一定的應用優勢。此外，利用GIS 技術可以在水文水資源領域各方面的應用中提供重要的應用數據，如在供水管網信息管理、空間決策、防洪減災及水污染治理等方面得到廣泛應用。

1 GIS技術的優勢

1.1 功能優勢

GIS 技術可對管理結構實施可視化處理，并且針對用戶界面進行有效處理，為相關人員的管理控制工作提供有力支持，增強水文水資源領域決策管理、控制工作的科學性和合理性。通過GIS 獲取具體數據信息后，不僅可以利用報表的形式將其表示出來，還能應用更加形象直觀的方式實施模擬工作，提升工作效率和質量，保證分析結果的科學、合理和精確。

1.2 技術優勢

GIS 技術可以保證所采集的信息數據更加科學、合理、精準。通過GIS 技術，相關人員能在有限時間內獲取不同的地理位置數據信息，及時更新相關數據，保證信息的實用性和有效性，并且有助于提升信息處理的效率和質量。將GIS 技術與互聯網系統空間數據積極融合，建立不同的空間模型，從而實現數據的傳輸和共享，確保數據的有效應用。應用GIS 技術，便于對空間信息進行精準分析，在數據輸入前完善準備工作，進而可以優化分析、處理具體數據，提升工作效率和質量。

1.3 成本優勢

在傳統的水文水資源研究和管理工作中，相關人員需要深入現場進行檢測和勘察，而應用現代檢測和勘察技術能避免大量的人力、物力、財力等的消耗，縮減工作成本，應用GIS 模型實施分析處理工作，有效增強了工作效果。

2 GIS技術在水文水資源領域中的應用

2.1 供水管網信息管理方面應用

依據GIS 技術設計供水工程管網方案，主要分為獨立開發、集成二次開發及二次開發。獨立開發程序較簡易，不會過多依賴GIS 技術；集成二次開發更加依賴于GIS 技術的應用，通過GIS 技術的功能作用，實施軟件的編輯與開發；單純性的二次開發難度較低，是針對獨立開發程序的一種優化和完善，同時也是一種輔助和補充。

集成二次開發，便于采集、提取相關數據，并且有利于提升水利信息化水平，保證水利泵點設定的科學性和有效性，為供水管網建設及設計提供有力保障，進而確保管網方案更加合理完善，有利于水文管理工作的開展和實施。供水管網信息管理方面的應用表現是GIS 技術在水文水資源領域中應用的重要體現，需有效發揮GIS 技術優勢，將GIS 技術應用到供水作業中。

2.2 空間決策及管理方面

水文水資源的空間決策及管理工作是以GIS 技術作為支持條件開展和實施的，這主要是由于工作人員在制定空間決策時需獲得大量的數據作為支持，而GIS 技術能夠滿足工作需要，并且展現自身的數據處理優勢，以此更好地處理具體數據。

建立具備鮮明特點的水文水資源數據庫，不僅有利于制定更加完善的水資源管理體系和模式，還可科學精準地判斷水資源分布、地理位置及時間變化產生的影響，以此打造更加成熟、完善的決策支持系統，從而增強水資源管理控制能力，確保水文水資源開發的高效合理。當下應用GIS 技術建立的地理空間決策系統及管理體系已經得到了廣泛應用，而且產生了良好的管理效果，在我國水文水資源的開發及發展中發揮了重要作用。

2.3 防洪減災及情報預測方面

GIS 技術具備較強的數據分析和整合能力，為預測系統提供了重要的數據信息。GIS 技術能對水文數據信息進行編輯、提取及整理，為后期水文預測工作等打下堅實基礎，提供有利條件。

科學精準的水文數據信息，能對洪澇災害進行更加精準的預測，為之后的防洪減災工作提供數據資料。相關人員通過應用GIS 技術預測風險，有助于管理水文信息客觀評測、洪災情報等工作，在不斷優化數據后，可以更加精確地實施情報預測工作，并且模擬計算洪災發生的強度及發生的概率，從而更好地完善災情數據模型。

評估完洪水災害后，GIS 系統還全面分析災害風險，根據地區洪水災害發生的特點、規律及影響水平，綜合運算出洪水損失量，應用GIS 技術建構出多災害模型。為進一步體現GIS 系統在防洪減災方面的應用價值，GIS 技術研究人員還努力研發系統空間分析功能內容，深度分析流域上游與下游之間的關系，同時將得到的地理信息數據進行整合、多項合并等，最終制定出科學的緩沖區，從而為防洪減災工作提供重要參考數據及技術支持。

2.4 控制水污染及規劃方面

隨著城市化建設進程的加快，工業化水平也在逐漸提高，對當下水文水資源造成了更加嚴重的污染，而這是水文水資源領域重要的工作內容，同時是需要迫切解決的問題，因此有效控制水污染極其關鍵和重要。要能針對水文水資源的開發和發展制定更加科學完善的規劃，GIS 技術的應用可以高質、高效地完成水污染情況及嚴重程度數據的采集和分析，以更加形象直觀的形式展現出來，為水污染防范方案的制定提供數據支持，便于減少水污染并降低其造成的影響。

實際應用過程中，相關人員需清晰管控對象，在應用GIS 技術收集及整合數據后，制定相關數據庫，以此更好地控制規劃模型及完善工作，進而對于水污染能夠更好的管理、控制及治理［1］。

2.5 突發水污染事故方面

GIS 技術在一般性的水污染治理工作中發揮了重要作用，同時在突發水污染事故方面發揮了優勢，并且產生了良好的效果，這主要是由于GIS 技術具備數據集成功能，能有效發揮模擬技術分析的功能，以此實現對于突發水污染事故的模擬，并且預知水污染所造成的污染情況，輔助相關部門分析造成突發水污染事故的因素和被污染對象，有助于設計防范方案及治理方案。應用GIS 技術后，相關部門能制定更加完善的預測、分析體系，預測檢測分析水污染所產生的熱水帶變化情況及流動情況，并且預估周邊地區被污染的情況，從而分析污染變化趨勢，進而為突發水污染事故防范處理工作提供重要的參考依據，為相關人員的管理工作提供工作經驗［2］。

3 存在的問題

3.1 缺少GIS 系統平臺建設

水文水資源領域中，GIS 系統具有巨大的發展潛力。但相關研究機構間缺少溝通，研發的系統內容也與自身情況不相符，缺少GIS 系統平臺建設，造成研發內容缺少統一的標準，同時還會導致工作內容或模式的重復，繼而造成GIS 系統在研究中的應用成效較低，影響技術研發的速度，導致GIS 系統在水文水資源中難以大規模應用。

3.2 缺少對GIS 系統發展動態的了解

水文水資源領域研究工作中，GIS 系統體現出的技術優勢是其基本功能，但由于缺少對GIS 系統技術發展動態的掌握，造成水文水資源領域中仍沿用傳統的地理信息技術，對當前的研究工作造成了影響，限制了GIS 系統在水文水資源領域中發揮重要功能作用。

3.3 計算結果的動態展現水平急需提升

雖然GIS 系統具有較強的數據采集、整合及分析計算能力，但在結果展現方面依然存在問題。例如，展現真實場景時易出現失真現象，動態效果展現品質較差等，這些都是應該解決的問題。

4 對策

4.1 加強空間決策系統的建設

部分專家學者在研究水文水資源領域的發展中，將GIS 技術與空間決策系統有機融合，在此基礎上制定了空間決策系統，而這一系統具備較為良好的發展前景，但開發建設難度較大。因此，需加強重視，積極投入人力、物力、財力，依據系統建設具體目標，設定不同任務，確保系統更加完善、成熟及穩定。此外，依據我國水文水資源分布情況，積極促進長江流域和黃河流域空間決策系統的建設，并以此作為實驗區，為最終的水文水資源信息化建設提供數據支持和系統支持［3］。

4.2 促進模型與GIS 的有機結合

GIS 模型具備較為良好的管理功能及存儲功能，但在數據分析處理方面，尤其在空間表達及決策分析方面仍存在問題。因此，相關人員需加強重視GIS 系統空間數據管理工作的實施，完善管理功能，在應用不同的方式方法進行深入探索前提下，逐漸完善空間單元分布模型，確保水文水資源模型及GIS 有機結合所產生的作用，保證有機結合后的質量，進而深入發掘系統的功能作用和優勢。

4.3 建立地理空間數據庫

空間數據庫在實施應用GIS 系統進行管理工作、預測工作方面具有重要作用，所以對于空間數據庫的建設工作需給予重視，尤其需認識到地理空間數據庫是GIS 技術應用探索的重要組成部分。因此，相關專家學者要針對管理系統，加強數據庫的建立，如對于水旱災害的數據庫及雨水數據庫等，便于為數據庫數據的采集及管理提供幫助，提供數據信息資料，完善管理系統，為社會經濟發展及生態環境保護提供重要的參考依據，確保決策工作更加科學合理，并且確保結果的精確性和實用性［4］。

4.4 智能化發展

在互聯網信息技術快速發展的形勢背景下，GIS技術的應用便于為水文水資源的監測普查、災害防范、水利建設方面提供重要的數據資料，水文水資源大數據技術應運而生，如何更好地開展和實施監測、普查、防范災害水利建設等方面的工作需要得到重視。目前，更好地管理和應用相關數據，深入挖掘數據的重要信息，最大化地發揮數據信息的作用和優勢成為水文水資源開發和發展工作的重要內容，同時也是工作目標，因此需得到重視［5］。

在智能化水文建設基礎上，需要以GIS 作為基礎及核心，研發智慧采集技術、測繪分析技術、智慧顯示技術及智慧處理系統，在建立智慧處理系統后形成水文共享及服務的重要端口，提高水文整體治理管理工作效率和管理能力。

5 結語

目前，我國在水文水資源領域方面的開發有了良好的效果和理想的成績，但由于GIS 技術在水文水資源領域中的應用還不夠成熟和完善，所以需重視GIS技術應用，提高GIS 技術在水文水資源開發和管理方面的應用效率和質量，從而解決水文水資源領域開發和發展中存在的問題。明確GIS 技術的功能和優勢，深入了解GIS 在水文水資源領域中的應用表現，包括供水管網信息管理方面的應用、空間決策及管理方面的應用、防洪減災及情報預測方面的應用、控制水污染及規劃方面的應用和突發水污染事故方面的應用，并且明確未來GIS 在水文水資源的發展趨勢，主要包括加強空間決策系統建設、促進模型與GIS 有序結合、建立地理空間數據庫及GIS 技術智能化發展，從而保證和促進GIS 在水文水資源領域中的應用和發展。