地理信息系統(tǒng)在水文學(xué)和水資源管理中的應(yīng)用

曾鵬飛

摘 要：地理信息系統(tǒng)在近些年已經(jīng)有了不小的發(fā)展，在水文學(xué)以及水資源管理中都得到了比較廣泛的應(yīng)用，因此本文就將根據(jù)地理信息系統(tǒng)來分析在水文學(xué)以及水資源管理方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)、水文學(xué)、水資源管理、應(yīng)用

一.前言

地理信息系統(tǒng)就是將地理數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，之后隨著地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展也成為了一門新興的地理學(xué)科，這是一門集中了地球科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)三種的綜合學(xué)科。

二.地理信息系統(tǒng)及其發(fā)展過程

地理信息系統(tǒng)主要是以計(jì)算機(jī)以及傳感這兩項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，對勘測地域的地理信息進(jìn)行全方位的展示，主要就是通過空間信息模型進(jìn)行展示的。地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫也并不是一成不變的，隨著數(shù)據(jù)的分析，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)也會(huì)隨之更新。地理信息系統(tǒng)還能夠根據(jù)傳感器將傳感器反饋回來的信息進(jìn)行繪圖，通過繪圖也能夠詳細(xì)的了解勘測地域的地理信息。

地理信息系統(tǒng)主要分為三種類型，分別是專題信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)工具庫、區(qū)域信息系統(tǒng)。其中專題信息系統(tǒng)的特點(diǎn)就是優(yōu)先目標(biāo)以及專業(yè)，其中包括水資源管理信息系統(tǒng)以及水土流失信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)工具庫就是能夠進(jìn)行分析一系列操作的軟件包，能夠分析以及管理自然資源、環(huán)境等信息。區(qū)域信息系統(tǒng)就是對區(qū)域內(nèi)的信息進(jìn)行研究，這一優(yōu)點(diǎn)就是能夠根據(jù)區(qū)域的不同進(jìn)行不同規(guī)模的研究。

地理信息系統(tǒng)的功能主要有四種，第一種就是分析，這一功能能夠畫出地下水位等值線圖以及地下水庫的容量，這樣就能夠準(zhǔn)確的對未來地下水資源的變化進(jìn)行分析預(yù)測。第二個(gè)功能是水資源調(diào)度，這一功能是說明通過地理信息系統(tǒng)讓能夠創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益的行業(yè)使用更多的水資源。第三個(gè)功能就是信息檢索，這一功能就是對數(shù)據(jù)庫中的水文資料進(jìn)行查詢。第四功能就是模擬決策，它能夠根據(jù)系統(tǒng)的分析結(jié)果進(jìn)行模擬，并對結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，之后將預(yù)測的結(jié)果輸入決策模型中。

地理信息系統(tǒng)這一項(xiàng)技術(shù)在上世紀(jì)六十年代出現(xiàn)，之后隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展，也逐漸形成了一門新興的學(xué)科。地理信息系統(tǒng)運(yùn)用于水文學(xué)領(lǐng)域最早在上世紀(jì)的七十年代，主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理以及分析工作，之后隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)以及遙感等技術(shù)也運(yùn)用到了地理信息系統(tǒng)之上，通過這些技術(shù)的互相結(jié)合，水資源規(guī)劃、調(diào)度、配置等問題都能夠得到解決。我國的地理信息技術(shù)主要運(yùn)用于國土勘測、水土資源管理等方面。

三.地理信息系統(tǒng)在水文學(xué)以及水資源管理中的應(yīng)用

（一）地理信息系統(tǒng)在水文模擬中應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)在水文模擬中的應(yīng)用主要是將與模型相關(guān)的數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果等進(jìn)行收集、歸納、操作等，之后將水文模型進(jìn)行細(xì)化，從中得出水文學(xué)的實(shí)質(zhì)，并對水文學(xué)加深了解。在大多數(shù)的水文學(xué)案例中都具有三維空間的特色，因此水文模擬采用的模型大部分是三維空間分配模型。地理信息系統(tǒng)是由兩個(gè)單獨(dú)的實(shí)體形成的，這兩個(gè)單獨(dú)的實(shí)體結(jié)合之后才有可能得到科學(xué)的地理數(shù)據(jù)，所以才會(huì)利用兩個(gè)實(shí)體的結(jié)合來對水文模擬進(jìn)行改造。關(guān)于這一應(yīng)用的最新的方法就是將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與數(shù)學(xué)兩者結(jié)合，經(jīng)過試驗(yàn)證實(shí)在水文模擬方面也能夠有不錯(cuò)的結(jié)果，主要能夠運(yùn)用到洪水的預(yù)測、水污染的預(yù)估等。

（二）地理信息系統(tǒng)在水文數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用

水文數(shù)據(jù)管理是一件麻煩的事情，但是通過地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用，將水文數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜程度降低了很多，這主要是因?yàn)樗臄?shù)據(jù)的管理包含的內(nèi)容十分繁雜，有地理數(shù)據(jù)管理、水文模擬數(shù)據(jù)的管理等，我國的地理信息系統(tǒng)在水文數(shù)據(jù)管理中主要運(yùn)用在水質(zhì)數(shù)據(jù)、供水?dāng)?shù)據(jù)以及傳感數(shù)據(jù)的管理上。這是因?yàn)槲覈乃|(zhì)部門對于水質(zhì)數(shù)據(jù)的要求很高，因此地理信息系統(tǒng)在我國水質(zhì)部門的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。隨著科技的不斷進(jìn)步，地理信息系統(tǒng)也不斷的發(fā)展，水文工作者可以通過與制圖工具的結(jié)合實(shí)現(xiàn)更深入的研究，這樣就讓地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更加的廣泛。這樣地理信息系統(tǒng)不僅僅讓數(shù)據(jù)采集能力得到了提升、分析以及管理能力也都得到了提升。

（三）地理信息系統(tǒng)在水資源管理中的應(yīng)用

1.水資源的調(diào)查評價(jià)

地理信息系統(tǒng)對水資源的調(diào)查評價(jià)就是對水資源的利用情況等進(jìn)行分析以及評價(jià)，這一應(yīng)用就是將地理信息技術(shù)運(yùn)用在水文模擬以及水資源的評價(jià)上。

2.水環(huán)境監(jiān)測管理

地理信息系統(tǒng)在水壞境的監(jiān)測管理上也得到了應(yīng)用，主要就是對已經(jīng)被污染過的河海湖泊進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，對水資源的惡化情況進(jìn)行更為深入、詳細(xì)的了解，并對可能造成的危害進(jìn)行監(jiān)測。除此之外地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)^度開采引起的地面下沉的現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控，通過地理信息系統(tǒng)的分析以及管理能力，對資料進(jìn)行快速的查詢，并進(jìn)行分析，這樣就能夠?qū)λh(huán)境的檢測方案的實(shí)施效果進(jìn)行詳細(xì)的了解。

3.防洪

我國歷史上就出現(xiàn)過很多的洪澇災(zāi)害，至今我國的洪澇災(zāi)害對我國人民生活的影響仍然存在。地理信息系統(tǒng)同樣也能夠運(yùn)用到防洪中去。防洪系統(tǒng)就是以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行建設(shè)的，它能夠根據(jù)已經(jīng)建立的防洪區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行實(shí)時(shí)信息的采集之后就能夠?qū)樗闆r的分析，再根據(jù)全球定位系統(tǒng)能夠快速的幫助人們進(jìn)行決策。以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)的防洪決策系統(tǒng)在許多地方已經(jīng)成功使用，這項(xiàng)技術(shù)也很成熟，計(jì)算的時(shí)間也隨著技術(shù)的不斷成熟而逐漸的縮短，這一切都標(biāo)志著將地理信息系統(tǒng)運(yùn)用到防洪中的這一應(yīng)用的可用度已經(jīng)得到了大大的提升。

4.區(qū)域地下水資源管理

地理信息系統(tǒng)還可以運(yùn)用到區(qū)域地下水資源管理中去，這一應(yīng)用的基本想法也是憑借著地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行的，將地理信息系統(tǒng)與更多的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接，將同一地區(qū)的地址、水文等各種數(shù)據(jù)信息都輸入到數(shù)據(jù)庫中，這就形成了區(qū)域地下水資源管理系統(tǒng)，然后再進(jìn)行后期的開發(fā)就能夠正常的使用。

四.將地理信息系統(tǒng)運(yùn)用到水文學(xué)以及水資源管理中的重要性

社會(huì)的不斷發(fā)展以及人們?yōu)榱俗非蠼?jīng)濟(jì)效益而減少對環(huán)境的重視，這都造成了世界上的資源越來越少的現(xiàn)象。在地球上資源的分布并不是均勻的因此有許多的資源都面臨著枯竭的危機(jī)，水資源也正面臨著這一嚴(yán)峻的問題。水是人類生存的必需品，任何生物離開水都不能夠繼續(xù)生存，因此水資源的重要性不言而喻，但是我國屬于水資源缺乏國家，怎樣高效的利用水資源就是一個(gè)非常重要的事情。地理信息系統(tǒng)就能夠?qū)λY源的利用以及管理起到很大的作用，通過地理信息系統(tǒng)，人們能夠詳細(xì)正確的了解水資源的分布情況、之后還能夠根據(jù)這些情況的收集，對水資源進(jìn)行管理，這樣就能夠保證更加準(zhǔn)確、高效的利用水資源。除此之外，地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)σ呀?jīng)污染的水資源進(jìn)行監(jiān)測，將它們進(jìn)行監(jiān)測管理，防止出現(xiàn)污染區(qū)域加大、程度加深的情況。因此地理信息系統(tǒng)不管是對水文學(xué)還是水資源管理都十分的重要。

水資源短缺的問題日益嚴(yán)峻，這一問題也成為了影響經(jīng)濟(jì)增長的一項(xiàng)原因，而通過對地理信息系統(tǒng)的利用就能夠緩解這一問題，提高對水資源的正確使用率以及對水資源的管理效率，而地理信息系統(tǒng)也隨著水資源的日漸減少被逐漸重視，人們深入對地理信息系統(tǒng)的研究，只有這樣才能夠讓地理信息系統(tǒng)能夠不斷的進(jìn)步，我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)也能夠繼續(xù)的得到發(fā)展。

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