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GIS技术在新时代水利工程信息化中的运用分析周益羽

发表时间：2021/7/28 来源：《中国科技信息》2021年9月上作者：周益羽

[导读] 伴随着我国基础性科学技术事业发展水平的持续改善提升，水利工程建设事业领域，也正在呈现出信息化发展趋势。

北京润华信通科技有限公司新疆分公司周益羽新疆乌鲁木齐 830000

摘要：伴随着我国基础性科学技术事业发展水平的持续改善提升，水利工程建设事业领域，也正在呈现出信息化发展趋势，为有效支持助推水利工程事业领域的信息化历史发展进程，必须致力于在新建水利工程项目内部持续强化针对GIS技术形态的引入运用力度，在优质做好针对水利工程项目建设工作进程的规划环节条件下，支持水利工程建设工作领域的各项设定目标得到优质充分实现。文章将会围绕GIS技术在新时代水利工程信息化中的运用，展开简要的阐释分析。
关键词：GIS技术；水利工程；信息化；运用
        引言
        近些年来，国家提出了推动“数字水利”建设的发展目标。在计算机信息技术、GIS技术、通信技术、远程监控技术的不断发展，水利工程信息化也逐渐朝向网络管理模式发展。在水利工程建设中，会产生大量的统计数据、施工信息、环境信息等，要及时进行检测和管理，而通过“信息技术+GIS技术”方案，可以有效对水利工程建设流程进行全过程监管，这对保证工程建设效率、发挥工程效益、科学配置水资源、提升劳动生产率有着重要意义。
        一、GIS技术基础概述
        所谓GIS（Geographic Information Science，地理信息科学），通常指的是能够针对空间数据信息和地理科学数据信息完成捕获技术环节、存储技术环节、处理技术环节、分析技术环节、管理技术环节，以及呈现技术环节的科学技术形态。英文缩写GIS表达方式，有时也被用作地理信息技术系统（GISystem）的简称，是围绕地理信息技术系统展开研究分析工作的具象学科，是地理信息学领域学科构成体系中的重要分支组成部分。所谓空间数据基础设施，通常指的是超越地理信息系统，其在基本内涵层面不需要面对限制性约束条件。
        所谓GIS技术系统，通常泛指能够针对地理科学数据信息要素执行集成技术功能、存储技术功能、编辑处理技术功能、分析技术功能、共享技术功能，以及显示技术功能的一切信息系统。在GIS技术系统相关应用程序组织运作过程中，通常允许支持系统的使用者自行创建形成具备交互式表现特点的查询操作界面（特指用户自行创建形成的搜索功能操作界面），针对空间数据信息要素展开分析工作环节，以及编辑处理地图文本中包含的数据信息，且为上述环节的实施提供工具支持条件。从本质性层面展开阐释分析，地理信息科学是围绕地理相关概念、相关应用，以及相关技术系统的基础科学学科。
GIS技术通常可以综合指涉种类多样的技术形态、技术过程，以及技术方法，其在具体运用过程中与种类多样的运营行为具备高度相关性，且在工程建设事业领域、规划事业领域、管理事业领域、运输/物流事业领域、金融保险事业领域、电信科学事业领域，以及商业经营事业领域均具备相对充分的实际应用价值。
        二、基于GIS技术的水利工程信息化管理系统的实现
        1.空间管理
        结合GIS技术，可以在工程电子地图上查询地理信息。根据系统图形操作功能对图形信息属性、格式进行查询，还可以展开多边形选择、图形选择、信息导航、图形数据输入等操作。本信息系统所提出的属性查图形、图形查属性是最为重要的空间管理模式。
        （1）属性查图形。属性查图形的主要功能模块包括四个区域，分别为查询区、工具栏区、导航区、名称查询区。对各个功能模块进行区域定义，属性查图形功能可以在“名称查询区”实现；地图动态、导航查询主要是在“地图导航区”实现；辅助图形查属性可以在“工具栏区”实现。对电子地图相关信息进行移动、缩放、漫游、控制操作。
        （2）图形查属性。首先，点选查询。在水利工程方面，主要查询泵站、桥梁、涵闸等水利工程。

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这些内容在地图上以“点”的形式呈现出来。通过对工具栏上的功能按钮，即可在选定水利工程中查询相关图片与信息。在河流查询方面，要选择相对应的功能详细查询对象信息。如点击地图中工程所流经的河流，即可呈现出河流的图片与信息。其次，利用无人机倾斜摄影生成的模型，可以对工程细部的属性查询，同时对长度、角度、区域面积、土方方量等信息进行实时计算。将现场形象和工程数据有机的集合在一起，通过软件系统呈现出来。
        2.信息维护
        信息维护模块主要是针对引江济淮工程信息变更，对信息动态进行追踪、更新，以保证整个信息维护的有效性。信息维护模块可以实现操作权限管理，只有用户登录账号授权之后才能够进入到信息维护模块。结合不同访问权限、维护级别，整个系统可以划分为基础信息、电子地图信息两种维护方案，管理系统和信息采集系统连接，对数据同步进行更新。
        在基础信息维护中，通过增加一些引江济淮工程更新数据或不完善数据修改，实时更新引江济淮工程的数据库。在电子地图维护中，电子地图维护通过编辑电子地图，在水利工程当中修改、新增地图对象，对基础数据库、空间数据库实时更新，保证工程开展状况和信息数据相同。
        三、基于GIS技术的水利工程选址分析
基于以上空间数据，结合GIS空间展示与分析功能，可以在水利工程选址时进行以下有关分析：
        （1）淹没分析。在水利工程前期选址阶段中，淹没分析是最值得分析的重要部分之一。淹没分析的原理，是考虑到洪水源区和被淹没区有连通（如溃口等）且存在一定的水位差，从而导致洪水运动产生淹没过程，洪水淹没最终将使水位达到平衡状态，在没有外来水量输入的条件下，此时的淹没区即为最大。其基本分析方式是将水动力模型与GIS技术相结合，根据DEM提供的三维数据，进行空间淹没分析，来模拟预测并显示洪水淹没区，并进行灾害影响评估。除了涉及到淹没带来的直接财产损失估计，与此有密切关系的还有其间接的周边生态环境影响评估及淹没区移民安置。淹没分析的内容主要是：淹没深度、淹水范围、库容量和库容曲线，此外，还可以对基础设施、受淹土地类型、影响人口和居民财产等进行分析。在水利工程设计方案确定后，会对设计淹没水位进行规定，将对水利工程影响范围内形成淹没区，其中水流较慢、水面坡度较小、粗糙度较小的淹没区可以认为由静止水体形成。
        （2）输水线路布置。在水利工程设计阶段初期，设计方案可能随着工程师的要求进行多次改动，以期得到最佳设计方案。在GIS系统中分别采用空间特征要素的点要素、线要素和面要素来矢量化表达枢纽和输水线路等关键工程。与此同时，在GIS系统中，能够编辑修改空间要素数据，如对枢纽点要素和输水线路线要素的删除、添加和移动位置，及编辑修改枢纽点要素和输水线路线要素的属性，以及改变走向等。为了便于观察水利工程穿过的地形、植被和基础设施及其所在地形、植被和基础设施等环境，从而为工程规划设计方案的选择提供最优依据，将使用规定的点要素、线要素和面要素符号显示布置的水利工程设施，同时表现在三维立体平台。
        结束语：
        综合梳理现有研究成果可以知道，在现代水利工程项目设施信息化管理工作推进过程中，实现针对GIS技术形态的引入结合运用，有助于完成针对水利工程项目运作过程中涉及的各类数据信息要素的实时性采集获取环节，以及更新优化环节。与此同时，借由对Web技术形态的结合运用，能支持实现针对已经采集获取的数据信息要素的动态分析干预目标，全面有效充分管理存储各类水利工程项目成果数据信息资源，继而为水利工程项目决策者提供充足有效的工程相关信息，助推现代水利工程项目，能够在具体运作过程中顺利获取和实现最优化的综合收益。
参考文献：
[1]路林海,胡冰冰,李志国,韩祥军,韩林,杨小凤.基于BIM+GIS技术的轨道交通工程信息化管理研究[J].科技创新与应用,2021(07):186-189.
[2]王俊淇.GIS技术在新时代水利工程信息化中的应用[J].数字通信世界,2018(3):663-664.
[3]于兴华.GIS技术在水利工程方面的应用[J].军民两用技术与产品,2016(24):523-525