GIS 技術在新時代水利工程信息化建設中的應用

陳建玲

（山東省東營市利津縣鹽窩鎮人民政府，山東 東營 257000）

1 GIS 技術概述

GIS 又稱地理信息科學，是一門以地理信息技術系統為基礎，通過收集、存儲、處理、分析、管理和呈現五個方面的技術，來實現地理信息的有效傳輸和應用。它不僅是一門具體的學科，而且在地理信息學領域中占有重要的地位。GIS 技術是一種綜合性的信息技術，它可以將地理科學數據信息要素整合、存儲、編輯、分析、共享和展示，從而實現對空間數據的有效管理和分析。此外，GIS 還可以為用戶提供一個交互式的搜索操作界面，以便他們可以更好地查看和利用地圖文本中的數據信息[1]。

2 基于GIS 技術的水利工程信息化管理

隨著時代的進步，中國的水利工程建設取得了長足的進步，但是，由于技術的局限性，許多原本可以解決的問題仍然存在。通過GIS 技術的廣泛地運用，它可以幫助我們更好地控制和優化水利工程的運行，解決許多水利工程建設過程中的技術問題，從而更好地滿足人們在以下3 方面對水利工程的使用要求。

1）通過科學的管理信息，可以大大提高水利工程的決策效率。傳統工程由于缺乏有效的管理信息，在許多水利工程建設過程中，經常基于個人經驗進行項目管理與決策，這樣往往會陷入局部最優解的困境。借助GIS 技術，項目的管理者利用科學的管理信息，可以對水利工程進行科學的的決策、更好地實施。我們通過建立一個水利工程信息化管理系統，可以幫助管理人員快速、準確地了解水利工程信息，并做出科學、全面的決策。在水利工程的施工建設過程中，信息化管理系統可以提供實時的工程施工進度、工程建設質量和相關的工程管理安全信息，并將所有流程和數據都轉化為電子化文件的形式進行儲存與保管。工程項目的管理者通過實施信息化管理，可以大幅提升水利工程的運行效率，從而極大地改善其管理水平和工程建設質量。

2）為了更好地協調和溝通水利工程項目，GIS技術的應用顯得尤為重要。它可以幫助各部門在項目的建設、管理、運行中更有效地協調和溝通，做到工程建設數據文件與管理資料的共享，從而提升水利工程的管理效率。此外，它還可以幫助實現無紙化辦公，提高工程建設管理的效率，節約工程建設成本，從而更好地實現水利工程的信息化管理。通過應用GIS 技術，可以有效地管理水利工程的所有信息資源，并且可以有效地整合水利單位的業務流程和數據，建立起完善的、符合標準的信息化操作管理系統。此外，GIS 技術還可以有效地監督水利工程的管理質量，提高在工程建設中工程項目的管理水平和提升工程項目的建設質量。因此，將GIS 技術應用于水利工程的整體管理系統，是十分必要的。

3）通過建立一個完善的水利工程管理體系，可以更好地收集、整合和分析各種形態的工程建設管理信息，通過這些項目數據的分析與利用，可以更好地服務工程建設的管理需求，促進地區水利工程建設的可持續發展。需要通過深入理解和廣泛傳播工程信息化管理的先進理念，強調水利工程信息化管理的重要性，使得工程項目的管理者認識到現代化項目管理的重要性，提升相應的項目管理水平，并將水利工程信息管理理論應用到實踐中去，創建出高質量的水利工程項目。通過精心配置的水利工程管理資源，使其具有豐富項目建設數據的相關內容，并讓管理者輕松、高效地獲取、分析和利用各種共享的數據資源，從而極大地提升了管理效率，并且有助于推動水利工程的信息化管理的廣泛運用和管理水平的有效提高。

3 黃河利津段水利工程信息化管理系統實例

3.1 系統總體設計

為了提高效率，將該系統安裝在B/S 架上，并將其部署到了LAN 上。對各種財務數據進行分別的存儲，其中，二維矢量財務數據將被存放到地理數據庫，而三維模型財務數據則將被安裝到服務器設備上，而屬性、監控視頻站點、工程運行信息以及其他有關的水利業務則將被存放到關聯數據庫。

1）通過系統化的方式收集、處理黃河利津段水利工程的相關信息，并將其統一存儲和展示出來。

2）通過開發二、三維一體化GIS水利信息平臺，較大的提升了水利信息的可視化表示能力，使得用戶可以更加清晰、直觀地獲取黃河利津段水利工程建設的實時情況。

3）通過整合水文氣象、工程運行狀況和監控視頻數據，可以為黃河利津段的防洪抗旱和水利工程運行管理提供全方位的支持。

4）通過引進黃河利津段的綜合性服務體系，可以有效地改善河道的水質，加強河道的堤壩檢測，提升閘口的安全性，并且使其符合標準的運行要求。

3.2 數據采集、處理方案

數據包括：基礎地理信息數據、水文水資源數據、建筑物及道路等工程運行數據、建設項目過程中的其它數據、以及三維模型數據等。

3.2.1 基礎地理信息數據

數據集由1 萬至100 萬個基礎地理信息點組成，其中包括行政區劃和交通信息。

3.2.2 水利信息數據

黃河利津段的水利信息數據由3 部分組成：管理機構、河道、河岸、河道附屬設施。這些信息都是用來描述黃河的狀況的。特別是河道的狀況，它們可以幫助我們更好的了解黃河的發展情況。通過使用高清晰度的遙感照片作為基礎，我們可以將水利信息的地理坐標進行矢量化，從而提取出相關的特征。

3.2.3 三維模型數據

采用傾斜攝影技術，可以將黃河利津段的水閘、翻水站、地下涵、穿堤涵洞等水利工程的細節精確捕捉，并將捕捉到的數據運用專用的數字化技術，以及精心設計的仿真技術，將這些細節精確的建立起來，以便與現實環境相匹配。在對模型進行改進之后，可以使用GIS 平臺提供的標準化的數據格式。

3.2.4 水雨情數據

安徽省水文遙測網提供的水雨情數據可以通過調用其接口，將其與系統內的其他信息進行有效的整合和展示。

3.2.5 工程運行數據

從PLC 模塊獲取的工程運行信息，經由特定的網絡連接，最終被轉發到服務器，由相應的轉換軟件將其轉換為可供查詢的關聯數據。為了滿足系統中的監控模塊的需求，我們還開發了一個可供訪問的數據接口。

3.3 系統功能

3.3.1 地圖服務

該系統的地圖服務模塊為黃河利津段水利工程信息化管理提供了強大的支持，它可以實現底圖切換、圖層管理、地圖基本操作、空間量測以及二維和三維場景切換，從而使系統更加高效、準確。

3.3.2 實時監測

該實時監測系統包含多種監測功能，如水位變化、降雨量、工程運行狀況和視頻監控，旨在為黃河利津段的防洪抗旱和水利工程管理提供全方位的支持。

3.3.2.1 水雨情監測

通過使用水雨情監測技術，可以實時獲取黃河利津段的干流水位/降水量信息[3]。還可以在特定的時間段里查看這些信息，并將其呈現為折線圖、柱狀圖或者其他圖表格式。也可以將圖片下載并打印出來。如果出現了洪澇災害，系統就會立刻響應。監控設備會用各種顏色和符號來提醒我們注意防洪措施。還會通過短信向負責監控的部門提供報告。

3.3.2.2 工程運行監測

通過使用該工程的運行監控模塊，能夠更好地了解黃河利津段的涵閘自動化改造的效果。該模塊通過圖像的方式顯示了涵閘的啟動和停止、設備的運轉、閘門的打開和關閉、流速和水位的變化。如果出現了問題，該系統還能自動通過彈出的提醒來提醒使用者，并且能夠通過短信的方式向有關的負責人提供幫助[4]。

3.3.2.3 視頻監控

這項技術的目的是為了讓黃河流域的水資源得到有效的保護和維護。它使得黃河流域的每個管道和水庫都有自己的監測記錄。使用者可以從這些記錄的列表中選擇需要觀察的內容，并且還可以從這些記錄的三維地形和背景信息中添加相應的信息。

3.3.3 工程管理

通過引入該工程管理功能，不僅整合了工程維修、河道堤防檢測以及閘口安全檢測等相關任務，而且還為管理者提供了一個完善的監督機制，以確保所有工程管理任務的順利完成。此外，該功能還支持對所有相關數據的快速、準確的存檔與分析，使得用戶更加方便快捷地獲取所有信息。最終用戶將獲得一份完整、詳盡的河道堤防年度巡查記錄，為堤防的日常管理與維護提供有利的數據支撐。

4 結 語

隨著我國國民經濟的迅速發展，不可再生的淡水資源日益枯竭，大規模的水利工程建設對于實現水資源的有效利用至關重要。文章旨在探討GIS 技術在水利工程建設、驗收、監督、運營等方面的廣泛應用，以及在水利工程勘測設計階段、高效率信息化管理方面的運用潛力。更好地發揮GIS 技術在水利工程建設中全面應用，充分發揮水資源在我國國民經濟建設中的合理利用，從而實現國民經濟的可持續發展，為當地百姓創造更多福祉。