水文水資源領域中GIS的應用探索

【摘要】GIS在水文水資源領域的應用，促進了水文研究工作的進展。本文分析了目前水資源研究領域地理信息系統應用中存在的問題，并詳細闡述了水文水資源領域中GIS的應用。

【關鍵詞】水文水資源；GIS；水污染控制；水文情報；水土流失

1、地理信息技術概述

GIS及其發展狀況地理信息系統（Geographic Information System）也可統稱GIS技術，GIS通過計算機預測分析空間采集數據轉換為可視化信息，為相關研究提供準確的數據引用、提取編輯、重構轉化等技術優勢。而近幾年GIS技術的大力發展，其功能及發展概念也有傳統的集成、存儲性應用逐步向智能化、多功能方向轉變，為各項空間性研究提供高精度、實時化信息。因此GIS技術的廣泛應用發展也逐漸拓展至水文水資源領域，為水文水資源規劃、水污染控制、水文情報預報、防洪減災、水管網信息管理以及生態用水量評估等方面具有重要意義。

2、目前水資源研究領域地理信息系統應用中存在的問題

2.1 沒有建立地理信息系統平臺。實際上水文水資源研究領域已經十分重視地理信息系統在該領域研究中的巨大潛力，都在開展對GIS技術使用的開發工作，但是不同研究者之間缺少技術交流，都在根據自己的情況進行開發，這樣的結果就是沒有統一標準，做了很多重復性工作，反而使得地理信息系統在研究中的應用效率降低，技術開發的速度更加緩慢，影響了地理信息系統在水文水資源領域的廣泛應用。

2.2 對地理信息系統的發展動態了解不足。面對水文水資源領域的研究工作，地理信息系統展現出來的優勢往往是它最基本的功能，而由于缺乏對地理信息系統技術發展動態的了解和掌握，使得水文水資源領域仍然應用較為落后的地理信息技術，必然給研究帶來很多困難，影響了地理信息系統在水文水資源領域的功能發揮。

2.3 地理信息系統對計算結果動態呈現效果有待加強。地理信息系統有著強大的數據采集能力和分析計算能力，但是在對于結果的顯示方面還存在很大的問題，如真實場景的失真和動態效果的品質差，都是地理信息系統需要加強的工作。

3、水文水資源領域中GIS的應用

3.1 GIS技術在水污染控制規劃中的應用。當前很多城市水污染情況非常嚴重，它是區域環境規劃中的重要組成部分。對于水資源中的總量控制是水污染控制的重點內容。在水污染的控制規劃中，可以用地圖的形式實現每個功能區水域單元的水質分布還有城市排污管網分布的存儲管理；可以用數據庫的形式實現對于國民經濟統計資料以及污染物種類和數量的存儲管理。

3.2 GIS 技術在地下水資源勘查中的應用。在水資源規劃管理中，地下水勘查是較為重要的工作內容之一，其最終目的是為了查明某個區域內含水層的基本特征，如空間分布、水利聯系、地質構造以及含水層邊界等。可以應用GIS技術，了解并掌握地下水的埋深深度、地表水的補給情況以及蘊藏量等基礎信息，并以空間數據及相關成果轉化為模型，反映特定區域內地下水資源的變化規律及特征，為地下水規劃管理提供決策依據。在地下水資源勘查中，主要借助GIS技術構建空間數據庫系統，如水文地質資料庫、地下水動態資料庫等，然后通過對數據庫的可視化查詢，來預測地下水的動態發展趨勢。

3.3 GIS技術在水文情報預報中的應用

3.3.1 信息查詢。水文情報的系統主要借助數字電子地圖作為依據，可以方便 GIS 技術應用對于各類水情信息進行查詢以及檢索。

3.3.2 開發水文模型。因為GIS可以給相關部門提供詳細的地理信息空間分布圖的資料，所以在實際操作過程中可以把流域劃分為很多不規則單元，依據相關的分辨率要求，并基于此來考慮降雨的因素，可以給水文模型的開發提供參考資料。

3.3.3 DEM。DEM是一種數字高程的模型，可以在計算機中實現對于流域會流的計算，同時還能夠將其與水力學模型結合應用，應用這種模型可以對災情進行快速、客觀的評估和分析。

3.3.4 DEM與分布式水文模型的開發。GIS可以提供詳細的地理空間信息資料，于是可以將流域劃分為若干個單元，而對于建立分布式的水文模型要充分考慮到降雨等因素的空間分布，應用GIS的DEM可以自動生成流域水洗，從而給分布式水文模型的開發提供基礎。

3.4 GIS技術在流域面雨量計算中的應用。流域面雨量是水資源管理的主要決策依據，其計算方法相對較多，常用的有三角形法、等雨量線法、算術平均法等。實踐表明，應用以上方法進行雨量計算時，都需要具備一定的條件，才能確保計算結果的精度。如在流域面積相對較小且雨量資料較為齊全時，通過算術平均法能夠快速、準確地計算出流域面雨量；如果流域的面積較大或是相關資料不充足，則無法使用該方法對面雨量進行精確計算。GIS技術在該方面的應用，使傳統計算方法的不足得到了有效彌補。

例如，業內的專家對模糊優選神經網絡與GIS預報模型進行了研究，結果表明，GIS在合格率和準確度方面要遠遠優于傳統方法，充分證明了GIS在流域面雨量計算中的優越性。

3.5 供水管網信息管理。目前結合GIS技術來規劃供水工程中的管網設計主要表現呈三類形式：獨立性開放設計；集成二次開發；單純二次開發。這其中又屬獨立性開發模式最為簡單，其開發過程可做到完全獨立性，對于GIS技術及數據依賴性較低；而集成二次開發則必須嚴格按照GIS技術信息及相關參數進行開發規劃，需借助GIS技術優秀的空間信息處理技術來達到可視化供水管網的開發，同時也是難度最高的開發模式；單純二次開發則是基于GIS技術提供信息適當調整供水管網，其開發難度僅處于中位水平。在供水管網信息規劃中運用GIS技術提取編輯水文水資源信息，結合水利計算能力與優化選泵點等積極因素為供水管網開發建設提供良好的指導，有效改善優化管網建設方案。

4、結語

綜上，在水文水資源領域中有效的應用GIS地理信息系統，可以為水資源的開發提供科學、可靠的依據。但是在具體的應用中，目前的GIS系統還存在著很多不足，這就需要投入更多的人力物力進行研究，促進GIS地理信息系統在水文水資源領域中發揮的作用。

參考文獻：

[1]徐明明.水文水資源領域技術的推廣應用[J].科技創新與應用，2012，（06）.

[2]韓吉玥.探討水文水資源領域技術的推廣和應用[J].科技與企業，2013，（07）.