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摘要:水資源作為地球上最寶貴的自然資源之一,是人和所有生物賴以生存的基礎。在社會經濟不斷發展的今天,為了促進人與自然的和諧發展,有必要合理的開發、利用及保護水資源。如何加強水文水資源監測水平,是開發、利用及保護水資源的重要前提。隨著科技水平的不斷提高,在水文水資源監測過程中,新技術也得到了不同程度的應用。文章主要探討了GIS在水文水資源領域中的應用進展,希望能夠為我國水文水資源領域的相關研究提供一定的參考與借鑒。
關鍵詞:水文水資源;GIS;應用;發展趨勢;研究
引言
近年來,我國社會經濟得到了快速的發展,不可否認的是,在經濟發展的同時,我國的生態環境已經遭到了不同程度的破壞。自然災害的頻頻發生,不僅為社會帶來了巨大的經濟損失,還威脅到人們的生命財產安全。水資源在人們的生產生活過程中發揮著不可替代的作用,保護水資源并且對其進行科學的開發與利用,是改善現有生態環境中重要的工作之一。在開發利用、管理以及保護水資源的過程中,首先需要對水文水資源進行準確的監測,從而提供更加準確的數據,有效提高所制定出相關方案的準確性與可行性。隨著科學技術的不斷發展,GIS作為研究水文空間數據的計算機系統,在我國水文水資源領域中獲得了廣泛的應用,尤其是在研究方面已經發揮著重要的作用。文章對于GIS在水文水資源領域中的應用進行了詳細的論述與分析。
1GIS相關理論與水文水資源研究
GIS的全稱為地理信息系統,作為一種重要的空間信息系統,主要是以計算機、軟件等技術為支撐,能夠對地理空間的相關數據進行細致的描述、采集、存儲及分析。GIS的核心部分是空間數據管理子系統,由空間數據處理與分析兩個重要部分構成。從GIS的功能來看,大體上可以分為三個方面:其一,GIS具有動態性、空間性的特點,能夠采集、分析并輸出數據;其二,GIS融合了多個領域的相關知識,尤其是融入了地理科學相關理論,因此,GIS的應用可以實現動態預測、多要素綜合以及區域空間分析;最后,GIS的應用能夠實現精準與可靠的數據處理功能,從而提供更加精確的監測結果,為所作出的相關決策提供科學合理的參考。水文水資源的研究主要是以水資源為重點。研究的主要目的是掌握水資源的變化規律,通過分析水資源的變化、運動、分布等信息,對于水資源可能帶來的各種隱患進行相應的分析與預測。在掌握水資源變化規律的基礎上,結合地理條件等,能夠制定出有效的應急措施,從而最大限度地降低水資源對于人們生產生活所造成的破壞。在進行水文水資源研究時,需要精準地獲得空間、水文、地理數據參數,以準確掌握水資源時空分布特點。目前,在科技飛速發展推動下,GIS可將采集的數據參數可視化地加以呈現,為水文水資源研究提供更為精準、有效的參考數據。
2GIS在水文水資源領域中的應用
2.1GIS在水文情報預報方面的應用
GIS作為一種重要的空間信息系統,具有強大的數據采集、整合能力,在水文情報預報方面能夠發揮重要的支撐作用。首先,在采集、處理以及整合水文信息方面,應用GIS技術不僅可以擴大信息的采集范圍,還可以提高信息的準確性。其次,GIS在水文模型中的應用,可以提高模型參數的精確性,為水文信息的高效、客觀監測提供保障。最后,GIS技術的應用可為水文情報預報提供準確的輔助材料。
2.2GIS在防洪減災方面的應用
在防洪減災方面,GIS技術的應用主要包括以下幾個方面。首先,在城市與區劃防洪方面,以防洪信息管理系統為基礎構建起來的決策支持平臺,借助于GIS的空間分析能力能夠提高防洪決策的準確性。其次,在災情評估方面,GIS技術可以應用在數據管理中,實現多層次的管理以及整合不同屬性的數據,在此基礎上演進洪水災害并評估災情數據。最后,應用GIS技術可對社會因子、地理等相關因素進行采集與分析,從而計算出災害風險,實現對災害損失的評估。
2.3GIS在水文資源空間管理與決策方面的應用
隨著GIS技術的不斷發展與應用,其在水文資源空間管理與決策方面也發揮著重要的作用。水文決策只有建立在精準數據的基礎上,才能保證決策的全面性與科學性。而借助于GIS技術可以組建空間數據庫,通過對數據的采集與分析,為水文決策提供可靠的依據。構建具有水文水資源特點的數據庫,主要的目的是依據水資源空間、時間等分布情況,準確做出預測,而構建相應的決策支持系統,能夠進一步提高水資源的管理水平。近年來,應用GIS技術而發展的決策支持系統在實際運行過程中具有顯著的優勢,因此,有必要進一步加大這種新型決策系統的研究與投入。
2.4GIS在水管網信息管理系統的應用
在水管網信息管理系統中,GIS技術的應用具體表現為以下幾點。首先,應用GIS技術能夠進行水管網信息管理系統的二次開發以及集成二次開發。具體來講,在水管網信息管理系統的獨立開發過程中,由于難度比較小,GIS技術的應用范圍不大。單純的水管網信息管理系統二次開發會借助于GIS技術。相對來講,水管網信息管理系統的集成二次開發比較依賴GIS技術對空間數據的處理能力。GIS技術可以對信息的編輯、采集、提取等進行優化,有效提高水利計算能力,從而提高管網建設方案設計的準確性與可行性。
2.5GIS在水污染控制規劃方面的應用
水污染問題嚴重威脅著人們的健康,因此是水文水資源領域關注的重點問題。為了有效水資源的開發利用率,降低水污染問題所帶來的威脅與損失,有必要將GIS技術應用到水污染控制規劃這一方面。GIS技術的應用可以大范圍的采集水污染分布等信息,在可視化呈現的幫助下,通過設計出合理的水污染控制方案,最大限度地發揮城市排污網絡功能。具體操作時首先需明確水污染控制規劃對象,利用GIS技術采集相關數據信息,建立專門的數據庫,并建立面向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。
2.6GIS在水環境管理方面的應用
在水環境管理方面,應用GIS技術有助于提高水環境管理的效率與效果,其優勢主要表現為以下兩個方面。其一,應用GIS技術,能夠真實并準確的體現出不同區域水環境的實際狀況;其二,可借助系統中的不同模塊實現對于水環境的管理,并且根據水環境的具體情況進行適當的增減。
3結束語
綜上所述,GIS在水文水資源領域中已經取得的廣泛的應用,極大地提高了我國水資源監測與管理水平。為防洪減災、提高水資源利用率等奠定了堅實的基礎。然而,在實際工作中,GIS技術在耦合周圍空間環境、水質時間序列等方面的應用還有所欠缺,有待于進一步的完善。為了實現GIS在水文水資源領域中更加廣泛的應用,我國應當進一步完善GIS規范標準,為GIS的開發與研究奠定堅實的基礎。與此同時,今后還應當充分發揮GIS系統的空間數據管理功能,加強水文水資源模型與GIS之間的有效融合。
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作者:王瑩 單位:黑龍江省佳木斯水文局