GIS在水文化中的應用探討

馮文強 汪仁銀 譚詹

摘 要：伴隨著大數據、三維等技術的發展，地理信息系統（Geographic Information System ，簡稱GIS）正進入“地理智慧，深度進化”新時代。與新興技術的結合讓GIS技術在數據獲取、數據管理和分析、數據可視化方面得到很大發展，本文探討了GIS技術在水文化中的應用，并介紹了一些新技術與GIS結合在水文化應用中的發展趨勢，為水文化管理、規劃、建設提供理論參考。

關鍵詞：GIS;水文化;水文化遺產;水文化專題地圖

水涵養著生命，見證著歷史的變遷，社會的發展所引起的水資源問題使得更多的人開始關注水文化，作為文化中的一部分，水文化與人類的生活無疑是最親密的。目前水文化建設的研究主要側重于精神文化的建設，物資文化建設也只是基于某個點的研究，利用GIS技術對水文化中物質文化的地理空間分布信息進行管理、分析，為水文化建設決策提供數據支撐。

1? GIS在“水”中的應用現狀

人類活動中80%的信息都與地理空間位置有關，GIS系統是在計算機硬件、軟件的支持下，對各種與空間位置相關的信息進行處理分析的信息系統。GIS系統強大的空間分析能力，使其有別于CAD等信息系統。

GIS目前已廣泛應用于城市規劃、交通運輸、資源管理、環境保護等各行各業。基于數據庫的GIS可以存儲各類空間數據及其對應位置的屬性數據，達到快速查詢、分析和制圖，為決策服務。全國水資源規劃系統正是選定ArcGIS作為平臺，該平臺提供了水資源配置，供水預測、需水預測、水資源調查評價等功能。第一次全國水利普查正是采用的ArcGIS空間數據模型和普查采集軟件，GIS在各省級防汛指揮系統也發揮著重要作用，為決策者提供諸如洪水預報、防洪調度、災情評估、汛情監測以及防汛抗旱管理等功能。

2? GIS在水文化中的具體應用

2.1? GIS在水資源管理中的應用

水資源是水文化源頭，水資源包括地下水和地表水，這里主要針對的是地表水的管理。目前GIS在水資源方面的應用已經非常成熟了，水資源信息的不斷更新帶來的數據越來越多，利用GIS可以實現對所有河流、湖泊的數字化管理。在大數據環境下，水資源管理地理信息系統包含著與之關聯的所有數據，這些水資源數據來自于不同的渠道，有政府部門的水資源管理數據，互聯網上的數據，還有一些其他水文數據，只有把各種數據結合在一起，才能挖掘出更深層次的價值。在GIS中，不僅可以實現對水資源信息的存儲、管理，還能通過地理空間位置查詢到該區域的各種水資源信息，并對水資源信息進行綜合分析，比如流域劃分、徑流量統計、湖泊蓄水量變化監測等。

2.2? GIS在水文化遺產保護中的應用

水文化遺產是在人們利用水進行生產與生活時所創造的物質文化，經過時間的累積，這些物質文化保存下來，是人類的文化財富。但是很多水文化遺產在時間的長河中遭到不同程度的損壞，甚至已經消失。利用GIS對水文化遺產進行數據管理和空間分析，為水文化遺產的保護提供數據支撐。利用GIS存儲管理區域內的水文化遺產，建立水文化遺產數據庫，根據GIS系統的數據結構可將水文化遺產可以分為點、線、面三種類型。整合區域水文化遺產資源，對水文化遺產進行綜合評價，為水文化遺產的保護和開發提供決策支持。

2.3 GIS在水文化建設適宜性中的應用

水文化建設包括精神文化建設和物質文化建設兩個方面，這里主要是指物質文化建設。水文化大多是在進行水事活動中自然產生的，但為了傳播和發揚當地水文化，有時也需要尋找特定的地點修建水文化景觀或建筑。利用GIS綜合地質、水文、區域經濟、交通、人文等因素進行區域水文化建設適宜性評價，將區域劃分為已建區、適建區、限建區和禁建區，針對不同的區域進行不同程度的開發。

2.4 GIS在水文化歷史中的應用

水文化隨著時間不斷演變，中間經歷了空間位置、表現形式等各方面的變化。水文化歷史是水文化的重要組成部分，我們要傳承的不僅僅是水文化的表現形式，更應該是水文化的內涵。水文化是在特定的地理位置產生并發展的，因此建立水文化歷史地理信息系統對不同時期的水文化歷史信息進行存儲、顯示、管理和分析，對研究水文化的歷史變遷具有重要意義。同時可以制作各式各樣的水文化歷史專題地圖，水文化歷史專題地圖圖看似簡單，但卻需要大量的歷史數據，這對水文化歷史的研究和傳播也是非常有利的。

3? GIS新興技術在水文化中的發展趨勢

3.1? GIS數據獲取

數據是GIS的生命，GIS的數據源非常廣，包括地圖、DEM、遙感影像數據、測量數據和各種統計數據等。近年來傾斜攝影測量等各種新技術的發展使得GIS的數據獲取速度和質量也得到了發展。這兩年傾斜攝影測量發展非常迅速，傳統的航空攝影無法獲得地物的三維信息，而傾斜攝影測量可以快速獲取大范圍區域地物的三維立體信息。利用傾斜攝影測量獲取水文化遺產的三維立體信息，生成接近真實的水文化遺產三維場景。

3.2? 大數據技術

大數據是近幾年非常熱門的話題，GIS的空間分析能力和可視化能力的發展遠遠跟不上數據產生的速度，只有將GIS與大數據技術結合起來，讓GIS能夠處理時空大數據。我國的河流、湖泊數量非常多。加上與水資源相關的各種數據，比如水文、水域地質、水環境等，此外我國的水文化遺產也非常多。伴隨著時間的推移，數據越來越多，如此大量的數據光靠傳統的GIS很難高效的存儲管理和分析處理。大數據時代下的GIS可以提升水資源、水文化信息的數據分析能力，挖掘更多有價值的數據。

3.3? 三維GIS與水文化建設

傳統的二維已經不能滿足人們的要求，三維技術的產生讓我們能夠看到更為真實的場景。現在三維數據的獲取已經得到極大的發展，三維建設成本大幅降低。同時三維建設技術也迅速發展，三維實體數據模型、BIM等技術讓三維GIS的普及成為現實。三維GIS可用于水資源管理，可以查看到水資源的具體情況，包括數量、類別分布等。同時利用三維GIS還原水文化遺產的真實場景，這樣人們足不出戶就可以全景游覽水文化遺產，高校可利用水文化遺產三維場景進行水文化教育，這對水文化的傳播具有重要意義，同時使全民水文化教育的實現成為可能。

3.4? Web地圖與水文化建設

傳統的地圖是制圖者為主導，未來的地圖是以用戶為核心。將Web地圖應用于水文化建設是未來的一個發展方向。在Web地圖中，人們不再受到硬件、軟件的影響，人們可以按照自己的想法來設計水文化專題地圖，比如水文化遺產的分布、水文化遺產的演變等等，真正實現用戶決定看什么、查什么、形成什么樣的水文化專題圖。

4 結論

綜上所述，GIS在水資源管理中的應用已經非常深入，但在水文化方面涉及甚少。將GIS技術應用于水文化建設，建立水文化建設地理信息系統，對大量的水資源、水文化遺產、水文化歷史數據進行存儲管理、處理分析，評價水文化建設適宜性，制作水文化專題地圖，同時未來利用GIS新技術提升數據獲取與處理能力，三維GIS與Web地圖等技術可以助力水文化傳播與水文化教育。

參考文獻：

[1]王丹丹.基于GIS 在水文水資源領域中的應用分析[J].黑龍江水利科技，2016，44（02）：95-98.

[2]呂娟.水文化理論研究綜述及理論探討[J].中國防汛抗旱，2019，29（9）：51-60.

作者簡介：

馮文強，1992年出生，男，漢族，四川樂至人，現就職于四川水利職業技術學院，助教，碩士學歷，主要從事遙感、地理信息系統方面教學與研究工作。