基于GIS的水文地質空間信息系統研究與應用

■沈權偉

（河南省煤炭地質勘察研究總院 河南鄭州450000）

基于GIS的水文地質空間信息系統研究與應用

■沈權偉

（河南省煤炭地質勘察研究總院 河南鄭州450000）

水文地質空間信息系統的應用對于農業、工業以及人們的日常生活都有著重要的意義，GIS下的水文地質空間信息系統實現了水文監測、地質勘查等的一體化，提高了檢測人員的工作效率和檢測的準確度，因而該系統成為目前學術界的研究重點。本文就GIS水文地質空間信息系統進行了詳細的研究分析，并介紹了其相關的應用。

GIS水文地質空間信息系統研究應用

隨著信息技術的發展和普及，GIS憑借其強大的信息采集、儲存、分析功能在多個領域多得到了廣泛的應用，并且也促進相關領域的數據分析的發展。

但是由于我國水文情況的復雜性，導致GIS在地下水的觀測應用方面不盡人意，無法滿足人們的觀測和分析需求，因而如何基于GIS技術研究開發新型的水文地質空間信息系統就成為了目前亟需解決的問題。

1　系統的結構設計

1.1系統總體結構設計

水文地質條件具有多樣性因而觀測的方式及重點以及分析方式也會有所不同，而GIS水文地質空間系統應當充分適應這些條件，滿足不同的觀測分析需求，因而該系統內部構造也比較復雜。

簡單來說系統分為觀測數據處理、數據分析、模型構建與管理、數據轉換查詢以及系統管理這幾大模塊，每個模塊負責不同的任務，每個大的模塊下又包括許多小的模塊負責具體的任務執行，這些子單元相互配合，共同保證系統的正常運行。

1.2數據庫結構設計

地球的環境多樣，不同地區的河流地下水分布特點也存在很大的差異，并且人們對于水文的觀測、應用要求也各不相同，因而數據庫需要根據不同的水文特點以及數據需求將采集的信息進行分類處理，目前得到普遍認可的是分為環境地質、水文地質、基礎地質、自然地理和社會經濟這五大類，這種大的分類比較模糊，因而根據信息的不同特點還可以將其再劃入大類下的小分支，然后再進行分析處理。

GIS水文地質信息系統的數據庫是根據水文地質特點先行進入分類分層處理，并將這些不同類別下特點數據包含范圍進行限定，然后觀測數據便可直接進行歸類處理，人們可以根據自己的需求進行信息的查詢分析、數據的輸出以及水文地形圖制作。

1.3模型庫模型體系結構設計

水文地質信息系統的另一個重要的作用就是水文地質空間的模型構建和分析，因而模型庫的模型體系結構設計也是該系統設計的重要方面。

總體來說人們需要模型庫具有對各種水文地質空間的構建分析能力，一般來說模型庫必須具有水文統計分析、水量計算以及評價、水流模擬構型以及水文綜合評價的功能。

因而模型庫也需要分成這四大模塊，而且根據這四大模塊的不同測量以及模型構建需求，每個模塊的子單元也需要進行詳細的功能劃分和歸類，以保證水文地質觀測分析工作的順利進行。這里需要大量的數據計算和分析模型的應用，由于篇幅的問題這里就不再一一詳解分析模型的類型和功能。

除此之外一些新型數據分析軟件在該系統的應用在一定程度上也可以降低工作量，例如ARC/INFO軟件，而且信息技術的應用還促進了水文地質信息的共享。

2　系統的應用

2.1大氣降水的頻譜分析

通過之前在部分地區的實地應用，GIS水文地質空間信息系統可以應用在多個方面。首先是該系統可以對一個地區的多年的大氣降水資料進行分析和整理，做出大氣降水的頻譜分析圖，通過圖表人們可以看出地區的降水時間分配特點，從而得出降水周期，這對于地區的農業發展以及水利工程的修建有著重要的借鑒意義。

2.2地下水量計算與潛力分析

該系統還可以應用在對地下水的監測方面，該系統具有模型構建以及分析的功能。該系統可以通過對低下水量的計算從而分析出地區的地下水流動趨勢以及發展的潛力。與傳統的數據監測和分析方式相比，GIS下的水文地質空間分析系統對地下水量的檢測結果準確率更高，而且其自動性較高，因而在一定程度上還可以減小工作量，因而該系統在地下水監測方面的應用前景還是非常廣闊的。

2.3地下水化學成分檢測

目前相關學者將其應用在了對地下水的成分檢測方面，發現其檢測的結果與當地的水質特征是相適應的。因而該系統是可以應用在對地下水的化學成分分析方面的，至于是否可以應用于對其他水流的化學成分檢測目前還有待考證。

2.4地下水數值模擬

以上介紹過該系統具有模型構建的功能，因而該系統也可以應用在對地下水的數值模擬方面，而且目前也已經有人成功應用在該領域。首先通過對某地下水流域的信息采集，系統內部進行數據的分析整理，經過一系列的處理可以做出地下水的數值模擬圖，根據該圖系統可以自動計算出地下水各時期水量、流域分布以及最佳觀測節點，對于科研人員的實地考察起到了一定的指導作用。

3　結論

GIS水文地質信息系統的建立和應用在實現對地下水預測、考察以及應用分析一體化過程中發揮著重要作用，對于促進我國應用地理和水利事業的發展也有著重要意義。但是該系統目前還未達到完全成熟的程度，因而相關的科研人員也需要不斷加強該方面的研究，不斷提升該系統的穩定性，使GIS可以更好地發揮作用。

[1]沈成思 水文地質空間信息系統構建 [J]-低碳世界2014（13）.

[2]趙長春水文地質空間信息系統研究 [J]-山東工業技術2015（06）.

[3]高永芹,李家法.分析GIS技術在水文水資源領域的應用現狀與展望 [J].信息與電腦 (理論版),2015,13:34-36.

P208[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-208-1