試論GIS在水文水資源領域中的應用

【摘要】水文研究工作隨著科技信息的發展獲得了取得了飛速的進步，實現了水文研究技術上的轉變。地理信息系統（GIS）是一種新型的水文研究技術，其在水文資源研究領域的應用加速了水文研究工作的系統化、網絡發展。GIS技術在資源和數據方面具有超強的處理能力，水資源的空間分布特性決定了GIS技術在水文水資源研究中必然能最大化的發揮出應用價值。

【關鍵詞】GIS技術；水文水資源；研究；應用

GIS技術的應用初期都主要出現在研究地理信息的軟件系統中，其在對空間數據進行處理和分析的同時，還能為地理學科的研究者和管理者提供精確性很高的地理與空間信息，助力他們制定更為科學的戰略和規劃。GIS技術在近年科學技術不斷發展的過程中，逐漸從外圍發展進入了內核系統，這讓該項技術的運用范圍得到了進一步拓展，更重要的是很多出現在水資源研究中的問題都能通過GIS技術被有效解決。

1、地理信息系統技術

地理信息系統（Geographic Information System）的簡稱即為GIS，這是一個輔助地理科研的系統，主要是通過對計算機技術的運用采集、儲存、管理和分析地球表層空間的地理信息。對空間數據進行分析處理的子系統是GIS的核心構成部分，這個子系統是支撐地理科學研究的關鍵點，其主要由空間數據分析和處理兩個部分構成，統計、實測和遙感圖像是數據分析的主要來源。GIS技術在地理科學研究中主要有以下三個方面的功能，首先是能有效的采集、分析、管理和輸出任何具有典型動態性和空間性的數據；其次是能夠全面的分析區域空間信息以及對動態變化進行預測，這一優勢在地理模型方面的應用有著較為明顯的體現；最后是能讓數據信息的可靠性提升，因為該系統中的數據管理都是運用遙感技術和計算機通信技術，這樣的數據能為后期決策提供科學的參考依據。當前GIS技術正不斷地向著集成化和智能化的方向發展，相信在未來能夠為水資源及水文的研究提供更有效的信息和資料。

2、 GIS在水文水資源領域中的主要應用

2.1 GIS于水資源開發中的應用

目前各地水文部門幾乎都是運用GIS技術對地表水資源的空間分布進行調查統計，這種方式有利于對地下水資源進行挖掘和研究。我國有著豐富的地下水資源，對于如此大量的地下水蘊藏量GIS為地下水資源的開發和分析創造了有利條件，尤其是在提倡經濟發展與環境保護協調發展的時代下，該項技術的應用能在保護地下水資源的同時對其進行合理的開發和利用。比如全國水文水資源綜合項目規劃、黃河下游水資源管理空間決策支持系統等。GIS在地下水開發中運用相對比較準確的空間數據和成果細化模型來反映該區域內地下水資源的結構特性和其規律，進而為地下水資源的充分合理采用、布局規劃與管理提供了科學全面的決策支撐，使得地下水資源管理越來越規范。

2.2 GIS于流域水文模型中的應用

近年來，各地水文模型的研究工作中越多越多的應用GIS技術，不同流域內的降水在時空分布上都具有不均勻的特點，GIS基于這些特點將一個特定流域通過DEM劃分為多個不同的子流域單位，并在TOJPMODEL模型理論的基礎上創設出一個一個全新的分布式降雨的徑流模型，即對產流分單位處理后在匯流的過程展現，最后的模擬計算就根據某一個特定的水庫汛期數據展開，實現特定流域中的水文監控。

2.3 GIS于水文情報中的應用

GIS水文情報系統主要包括一下四個方面的內容，第一，確定流域水文模型的參數，這些參數的確定都需要參照大量的地理信息，比如土地的利用面積、河流的寬度和長度、流域的坡度等，而這些信息都可以在現有的地理信息技術上通過GIS獲得，除此以外的流域下滲能力等模型參數都可以利用GIS經過分析和統計后得出。第二，對空間信息的查詢和分析，在水文預報系統中水情信息的查詢是基礎，對其的分析和計算是關鍵，而這些都是在電子地圖背景下利用GIS技術和相關的數據管理軟件實現的；第三，DEM在水文情報系統中的應用，其應用價值不僅體現在準確的計算出流域的匯流，還體現在客觀快速的評估和分析災情；第四，深入開發分布式水文模型，基于GIS能為水文情報提供詳細明確的信息，有助于不同分辨率下的多規則、多邊形流域單元格，從而更加全面的考慮降雨這類不可控的要素在空間的不均勻分布。

2.4 GIS于水土保持中的應用

一直以來水土流失就是造成各種嚴重地質災害的主要原因之一，比如泥石流、滑坡和山崩等，而水土流失的類型也比較多樣化，凍融侵蝕、風蝕、水蝕等都是，如何有效的控制水土流失是地理科學研究領域中的重要課題。直到上世紀80年代，嚴重的水土流失引起了國家的高度重視，圍繞著幾個主要江河在全國范圍內開展了治理工作，同時選定了一些重點區域建立了監測網站，充分利用GIS強大的精準的全球定位和信息管理功能以及遙感技術實現了統一的管理。用GIS來監測數據并且進行分析，這樣及時的可靠的傳遞數據，為流域的水土流失治理提供了大力的便捷。

2.5 GIS于水污染控制規劃中的應用

水污染問題一直以來都是對人們健康的嚴重威脅，所以這個問題在水文水資源研究領域是一個主要關注點。為了保證水資源開發使用的效率，降低并控制好水污染問題，避免水污染對人們的生活與健康造成威脅，甚至帶來一定的經濟損失，人們逐漸將GIS技術應用到水污染控制規劃方面。通常情況下，在實際操作中的第一步是確定水污染控制規劃對象，以此為中心利用GIS技術采集所有有關聯的數據信息，在建立專門的數據庫的同時設計好公開面向廣大用戶的數據管理系統，依據采集的數據對水污染控制模型加以完善，從而做好區域環境內的水污染管理與控制工作。

3、結語

總而言之，同時具有基礎性和系統性特點的GIS技術在水文水資源研究領域有著重要的應用價值，集中體現在水資源保護、水資源管理、資源決策和抗旱防澇等方面。在充分掌握水文水環境實際情況的基礎上，要想充分發揮GIS技術的作用，首先要清楚的了解GIS技術的基本概念和功能，如此才能正確把握GIS技術的應用難點和重點，從而為地理科學研究起到輔助作用，提高水利水環境工作水平和質量。

參考文獻：

[1]龔文峰， 王鑫鑫， 郭紅，等. GIS在水文水資源領域的應用探究[J]. 黑龍江水利， 2017， 3（7）：39-43.

[2]李義. GIS在水文水資源領域中的運用[J]. 城市建設理論研究（電子版）， 2017（30）.