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摘要:在水文水资源领域的应用中,GIS技术依靠其查询、分析以及管理方面的优势,提升了水文及水资源的系统化、智能化水平。基于此,本文就GIS技术在水文水资源领域中的应用展开讨论,从多角度对GIS的技术优势进行梳理,旨在为GIS技术的应用提供参考,推动水资源领域的研究。
关键词:GIS技术;水文资源;发展趋势
引言
地理信息系统GIS是一种对地理信息和数据进行收集、整理、保存、分析以及处理的计算机技术。GIS技术的使用基础是软件技术以及计算机技术,可以对区域空间进行分析,发挥其动态预测功能,并且随着在各领域应用中的突出表现,其在水文水资源领域内也逐步得到应用,提高了水资源调查研究的可靠性。
一、在水文水资源领域中GIS的实际应用
(一)在水资源保护方面
水资源的污染不仅会影响居民身体健康,而且对于国家经济也会造成巨大损失,因此,水资源的科学有效治理是国家可持续发展的要求,也是居民提高生活质量的必要途径。
在水资源保护方面,需要采用一定的手段规划和控制水污染。RS技术可以实时获取水资源动态数据,通过对数据的分析可以使技术人员了解到水资源的周期性变化情况,GIS技术基于这些数据并依据地图模板作为一种储存方式建立水资源保护系统,在系统储存区整合城市污水管网以及水域的相关功能分布等信息,实现国家经济统计数据资料以及污染物类型以数据库的形式进行兼容,并在系统中对水资源数据的分析后得出多方面的水资源规划方案,利用可视化技术使操作人员明确污染物的位置,在此基础上运用模拟技术预测每个方案的可实施性。GIS技术节省了水资源保护方面人力、物力的投入,提升了研究效率,加大分析结果的可操作性,进一步提高了水环境保护力度。
(二)在水资源空间管理与决策方面
依托GIS技术而形成的水资源空间管理以及决策,可以很好的满足研究人员在实际决策中需要对大量数据进行参考的要求。GIS技术依靠其空间性特点,通过对水文数据进行收集整理,实现不同比例与维度的数据转换,构建符合当地实际情况的水资源数据信息库,完成对于水资源的高效管理,以此来呈现当地水资源的动态变化,提高管理以及控制水资源的效率,在加强水资源高效控制与管理的同时,实现对于水资源的合理利用与科学开发。例如:在城市中利用GIS技术构建的水资源管理与决策体系,很好的弥补了传统技术的不足,实现了水资源的区域性划分,简化了研究人员对于水资源的管理程序,研究人员可以根据需要调取数据,生成水资源规划方案,为调水线路的设计、相关工程的进行等科学研究与水资源的合理保护提供了可靠的数据信息依托[1]。
(三)在地表水与地下水的分配与分布方面
GIS技术是地表水与地下水进行相关研究的重要手段,并且通过这一领域的多年发展,GIS技术已经相对纯熟。例如:黄河下游GIS水资源分配系统、上海GIS 水资源分布查询系统、辽宁省水资源监测系统等。通过GIS技术形成的专业信息库一般有:基础信息库储存了大量的区域、城镇、居住点、相关水域、水库修建点、桥路分布等信息;专业信息库在基础数据之上对相关内容进行了更为细致的描述;遥感信息库是通过对基础信息的解释来呈现的测量数据;属性数据库是对相应区域内土地、水质、经济等方面的数据进行描述形成的数据库。
通过以上对于数据库的构建,GIS系统可以利用软件在几大数据库的基础上利用GIS嵌入技术实现对水资源空间信息以及属性数据的综合性专业管理,并利用信息查询系统对水文信息进行查询,实现对水环境的有效管理,以此做到对地表水与地下水分配情况的掌握,方便决策的进一步制定。
(四)在地下水勘察方面
不同于地表水的水资源保护,地下水是人们无法直接观察的水资源,因此,在实际调研中技术人员需要借助一些相关的技术手段来实现对地下水资源的调查、开发、利用以及保护等目的。通过调查地下水资源,科研人员可以获取水层边界、周围矿物质组成、水质状况以及地下水水层分布等相关情况,实现对于地下水情况的远距离勘察。GIS技术的应用一方面完成了对于地下水资源未来发展趋势的动态掌握,另一方面也为地下水资源的规划与管理提供了相应的技术支持与理论参考。与此同时,运用GIS技术对地下水中水体质量的整体分析,可以计算出该区域地下水的实际开发价值,使开发方向更具有针对性,以此来简化勘察操作,避免无用步骤的投入,实现了地下水开发方面投入与产出的利益最大化。
(五)在水文预报与防洪方面
洪涝灾害等水资源的自然灾害每年时有发生,并且每次出现都会对人民生命财产安全造成巨大损害。GIS技术可以有效整合一定区域的时间与空间数据,通过相应的分析对防洪决策的制定起到技术支撑,提高相应决策制定的准确性。
在实际运作中,GIS技术可以通过日常数据的储存,依据相应的水情以及空间变化的分析,与数据库进行比对,便于相关工作人员对实际情况进行查询与计算。在收集好数据后GIS技术可以通过分析水文模型中河床、河道等方面的相关数据获取参数,对于地貌边界以及下渗程度等复杂参数可以通过间接计算得到。经过数据分析,与动态模拟图的比对,可以使人们预先知道灾害的来临,为灾害的进一步处理提供了保障,有效降低了人民的生命财产损失。此外,GIS技术对于城市中的排水防汛工程建设,或者灾后重建等方面同样起着重要的技术支撑作用。
二、GIS在水文水资源领域中应用趋势展望
水资源的合理利用以及动态掌握是GIS技术在水资源应用领域的重要组成部分,在现阶段的水资源应用领域GIS技术不仅体现着相应的优势,还存在的一定的不足,对于GIS的未来发展同样存在着相应的可能,GIS技术的具体技术改进的趋势发展有以下几方面:
第一,规范化深入研究GIS。随着GIS技术应用程度的加深,相应的问题也有一定的凸显,相关技术人员还应该在GIS应用中进一步加大其规范化与标准化建设,提高其针对性,并进一步提高GIS技术的交流与共享能力。
第二,建立GIS空间决策支持系统。中国的水资源储量相较于其他国家具有很大优势,但同时也形成了复杂的水文资源地理信息分布,这加大了对于相应水体比如黄河以及长江水系的研究难度[2]。现阶段的空间决策支持系统是与GIS技术结合的产物,但其发展并不完善,在今后研究中还需对其加大研究力度。
第三,完善GIS技术专业模型建设。针对GIS技术在现阶段对于空间分析及方案预设等方面的不足,需要大力研究GIS技术的空间数据管理功能,以此来完善水文模型技术提供技术预案的能力。
第四,多维化发展GIS软件。现阶段的GIS技术软件还停留在二维阶段,但这一平面的图形构成已经不能满足未来的技术需求,因此,急需加大研究,实现GIS软件从二维平面的结构转换成三维立体的水体资源分析模式,这也标志着GIS技术逐渐趋于成熟。
结论
综上所述,GIS技术在水文水资源领域的实际应用,大大提高了水资源领域获取信息以及分析数据的能力,并且通过模型的构建,让水资源研究变得更加直观,促进了水资源研究领域的良性发展。并且,在未来,通过GIS技术的有效应用,会同时促进GIS技术以及水资源研究领域的发展。
参考文献
[1]张全.GIS技术在水文水资源中的应用分析[J].科技创新与应用,2019(35):157-158.
[2]全占东.水文水资源领域中GIS技术的应用现状分析与发展趋势探讨[J].黑龙江水利科技,2017,45(02):128-130.