山东恒源勘测设计有限公司 山东省潍坊市 261000
摘要：GIS技术发展迅速,在多个领域及行业中均有广泛的应用,是实现现代化水利工程设计的关键途径。文章旨在以目前GIS技术的空间数据查询、分析为立足点,将信息可视化作为核心,结合水利工程建设实际需要,对GIS技术在工程规划设计中运用进行探究,为国家水利工程建设提供更多帮助。
关键词：GIS技术；水利水电；设计；应用
1GIS技术的特点
1)GIS技术具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，空间分布性特征，数据量大，结构较复杂和动态性等特点。2)GIS技术可利用计算机系统对空间地理数据进行管理，运用计算机程序模拟常规和特殊的地理分析方法，还可应用于空间数据，生成有用的信息，从而完成人类难以完成的任务。3)GIS技术可跨越多学科，结合地理、测绘、计算机、水利等领域知识，不断增强功能，系统开放性较强。4)GIS技术拥有强大的空间数据查询、检索以及信息分析处理能力，能实现属性数据与空间数据的融合管理，以便于空间决策。5)GIS技术可快速、精准、综合地应对复杂的地理系统，完成空间定位和过程动态分析。随着科学技术的不断发展，GIS技术在各学科的应用越来越广泛，可为水利行业工程建设管理和运用的标准化、空间化和网络化提供有效工具。
2GIS技术在水利水电领域中的应用
2.1GIS在水利工程勘察中的应用
传统地勘资料管理无法满足信息化管理需要,信息利用效率低下,存在很大短板。水利工程勘察发现,地理信息与地理位置之间存在密切关联,但是对其进行准确描述确存在较大难度,从以下几个方面入手,总结GIS在水利工程勘察中的应用流程:
(1)收集数据:实践工作经验显示,将GIS技术应用到水利工程勘察中,需要地勘人员对地理信息系统进行有效检索,提取所需要的资源及数据。同时,对以往数据及新更新的数据进行分析,结合过往经验,完善数据收集。
(2)明确特性:根据GIS所提供的资源及数据,在规定时间内完成绘图作业,绘制详细的地质图,结合图表中相关内容,对水利工程勘察进行科学分析。在这个过程中,相关人员要有效增加信息交换手段,丰富信息资源自身的表现形式,并且明确信息空间的特性,从而为地勘人员实际操作提供便利条件。
(3)处理数据:采用GIS技术,对所收集的空间数据进行相应处理,便于为勘察工作提供先进技术支持。同时,利用GIS技术,对空间信息进行准确描述,详细分析信息的属性,从而完善图形处理结果,并根据图像分析情况对数据进行对应处理。
(4)加载数据库:基于GIS技术,对水利工程项目规划与设计进行开发,除了需要采集、处理相关信息外,还要加载一定的空间数据库。为此,根据统一管理模式,不断对设计进行完善。充分利用关系数据库(DBMS),对水文条件、岩土体检、岩层情况等水利勘察资料进行有效管理,提高工程勘察效率。
2.2GIS技术在环境移民和影响评价中的应用
环境移民和影响评价工作是一个复杂的工程，工作的好与坏直接影响居民的切身利益和水利水电工程完成的进度。GIS技术可为水利水电工程的移民工作提供数据调查、信息处理和管理等方面的决策支持。在怒江、金沙江等在建的水利水电工程中开展了移民GIS建设和应用，结果表明GIS是水利水电工程移民安置工作中的重要工具。
环境影响评价同样是水利水电工程可行性研究阶段必不可少的工作。
GIS技术可将环境影响评价所需的基础空间信息数据、土地利用数据、水土保持等环境要素综合到一起，从而分析水利水电工程可能造成的环境影响。利用GIS和遥感技术开展了流域梯度开发的环境影响评估，结果表明这两项技术有助于提高工作效率和成果准确性。地理信息技术可以被很好地应用于大型工程生态环境影响评价中。
2.3GIS在水利工程施工模拟方面的应用
对大型工程项目而言,如何正确利用GIS技术及计算机网络技术,实现高效管理,是相关设计人员一直关注的问题。为此,充分挖掘GIS技术,将其应用在施工管理中,并对施工过程进行模拟仿真,可促进数字化管理,并达到可视化标准。伴随着地理信息技术的不断进步,在实际工作中提倡应用多种空间数据,并对其结构进行不断完善。例如,GIS网络共享水平逐渐增强,很多数据及信息在表达上逐步具备共享性及可扩展性,一定程度上促进了水利工程建设与GIS技术的深入融合。
系统仿真技术属于新兴学科,对分析和研究水利工程规划具有重要作用,同时也能对复杂系统进行有效管理和科学评价。目前,系统仿真系统不仅能够实现动态仿真,还能实现数据库可视化。在融合与发展的过程中国,GIS技术与仿真技术结合方式呈现多元化,如融合式、扩展式。其中,融合式操作方便,数据传播效率高,但是缺点是开发周期不可控,且费用较高。扩展式能够充分利用扩展模块,实现水利工程信息、数据的共享与交互,开发费用比较低,且后期系统维护方便,是现阶段研究的重点。例如,水质监测上,通过GIS技术的应用,掌握水质实时变化情况。某水利工程建立基于GIS技术的水质监测平台,针对污染源头,及时根据地理信息图像进行查询,同时也对地下水的储量进行明确,从而提高水资源利用效率。
2.4GIS技术在水文水资源中的应用
GIS技术可提供水文水资源规划中所需的大量地理空间信息数据，包括行政区划、河流水系、水利工程位置、地形地貌、水文监测站位置、人口数量分布以及其他实测数据等；并支持这些数据的时空动态性，可对数据进行获取、管理、分析、模拟和动态显示。GIS技术还可对收集的海量数据进行存储和处理，有利于信息管理、减少存储冗余、数据查询和信息提取。
GIS技术在国内外水文水资源方面有很多应用，主要包括水污染控制规划、地下水水质评价和预测、洪水分析、降雨监测和预报、生态用水量计算、流域水量调度系统、地下水脆弱性评价、地下水功能评价等。利用GIS技术开展了流域规划、水污染控制与规划以及评价地表水质等方面的研究。GIS技术可较好地应用于流域的水资源综合规划以及水环境质量评价中。利用GIS技术建立了水资源计算与评价模型。GIS技术还可以解决水资源评价中的空间信息数据分析处理与输出等关键技术问题。GIS迭加分析法能很好地应用于地下水资源开采潜力评价模型中，从而辅助地下水资源的开采。利用GIS技术研发了城市防洪信息服务系统，能提供防洪预案，对暴雨内涝过程的城市区域灾害损失进行评价。
结论
GIS技术拥有强大的空间数据查询、检索和分析功能，可将多个学科有机融合在一起，是一个标准化、网络化和空间化的平台。GIS技术为水利水电工程宏观规划提供了海量数据，具有强大的空间分析与处理功能，为水利水电工程宏观规划提供了科学依据和空间决策数据支持。GIS技术可为水利水电工程的移民工作提供数据调查、信息处理和管理等方面的决策支持，将环境影响评价所需的基础地理信息与数据要素综合到一起，对水利水电工程可能造成的环境影响进行评价。GIS技术的出现推动了地质体三维建模和可视化的实现，同时在国内外水文水资源方面有着很多应用。
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