GIS在青川县水资源管理系统中的应用

成都理工大学 地球科学学院 张 博 李少达 郭红操

GIS在青川县水资源管理系统中的应用

成都理工大学 地球科学学院 张 博 李少达 郭红操

一、地理信息系统简介

1.地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是管理和分析空间数据的应用工程技术。它跨越了地球、信息和空间科学的应用基础学科，其技术系统由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成，用以支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划、管理和空间信息的分析等问题，因此它在水文学和水资源管理中得到了广泛应用。

2.建立以GIS为平台的城市水资源管理系统主要有以下优势。第一，城市水资源信息的数字化，便于信息资源共享；第二信息查询快速准确，表现形式图文并茂，可随时为社会提供咨询服务；第三，利用GIS的空间分析功能并结合水资源模拟模型和优化模型，可模拟水资源决策过程、验证决策方案。目前，青川县建立了一套以GIS为平台的城市水资源管理系统，为该县水资源的管理提供了科学的依据。

二、青川县水资源概况

青川县地处四川盆地北部边缘、白龙江下游，是川、甘、陕三省结合部，位于东经104°36′～105°38′，北纬32°12′～32°56′，处于祖国中西部交接地带。青川县属长江上游的嘉陵江水系，县境内河流纵横，水网密布，有19条溪河流域面积达50 km2，主要河流有白龙江、青竹江和乔庄河。地下水资源丰富，总蓄水量157亿m3，水能蕴藏量超过100万kW。全县各类水利水电工程已利用量为1.068亿m3，仅占地下水资源11.3%。

三、青川县水资源管理系统的总体设计

青川县水资源管理系统承担两方面的功能：一是通过计算机网络构建水资源监控与管理系统，实现数据的共享。利用CDMA无线网络实现基础数据、实时数据及其他有关数据的采集、交换等。二是结合GIS技术，通过水资源实时监控与管理平台，及时向社会公众发布信息，为水资源管理人员提供有效的数据。为了实现水资源管理系统的预期建设目标，该项目建设的总体构架设计为3层。

1.信息采集层。本层对应用于系统的各监测对点和设施，是水资源灾后重建基础设施建设中的重要部分。这一层在物理上形成了监控系统的固件，在空间上形成了分布式的监控网络。

2.数据传输层。本层应用于基础数据的传输，它实际包括了OSI参考模型的数据链路层、网络层和传输层。按照国家使用标准协议和数据的规范传输格式进行传输，保证了数据的可靠链接，使系统的扩展和兼容变得更加容易。

3.系统应用层。本层是面向用户的系统层。该层的基本任务是在各种子系统的支持下，完成系统的各项任务。应用层包括展示、应用、平台、存储4个层面。

四、青川县水资源管理系统的应用系统设计

1.基础信息系统。该系统对于本系统所涉及的对象和被管理对象进行相关的描述，提供了相关属性的添加、删除、编辑等功能，具体包括河流基本信息、行政区基本信息、水源地基本信息、地表水取水口信息、取水用户信息、地下水水源井信息、入河排污口信息、系统配置管理等描述。

2.水资源监控管理系统。该系统主要是对取（供）水、排污口的水量、水位、水质、库容等参数进行数据采集、控制等操作。水资源监控管理系统如图1所示。

3.水资源信息服务。

（1）水资源信息服务系统功能设计。该系统在数据库、地理信息库和方案库的基础上，利用WebGIS技术实现以地图、文本、声音、图像等多种形式快速、灵活地浏览、查询各类基础信息、水资源调度辅助信息等。对其中具有空间属性的信息，会在电子地图上进行定位表达。

（2）基础信息查询。水资源信息服务系统提供了专业地图选择、地图索引等信息的查询和分析。水资源信息服务系统如图2所示。

由图2可知，取用水户信息主要包括上报的各取水单位的取水水计划，引水口运行计划等；水源地信息包括重要水源地的水质、水量信息的查询；排污口信息是对排污口的水量、水质、水资源信息的查询；统计分析信息主要包括各类日报、旬报、月报、情况通报及有关水资源调度统计情况的查询；相关法规信息主要包括国务院、水利部、水利厅、青川县等正式颁布实施的有关法规，如水法、水资源调度管理办法、有关管理条例和规定等；其他基础信息查询主要包括流域水系、行政区划等基础地理信息的查询；水文站、引水枢纽、平原水库等水利工程基本信息的查询；灌区基本资料、社会经济等信息的查询。

4.水资源业务管理系统。该系统包括了取（用）水管理系统、水资源费征收管理、水资源调配管理、取供水管理系统、水环境管理系统、统计分析模块、网上审批。如，统计分析模块主要利用GIS的空间分析功能，对水资源的各种数据按照工作要求进行统计、汇总和分析。其板块可随时查阅所发出的调度指令数量、接受各地用水计划数量、监督检查次数等。统计、汇总和分析的结果以表格、图形的方式输出，可与同期情况进行比较。另外，该板块还可以在获取各类水情、水质的信息后，进行统计、汇总和分析。

5.基于GIS展示的信息服务系统。该系统主要包括水资源管理信息服务和取用水工程信息。

（1）水资源管理信息服务主要完成水情、水质、水资源实时信息的入库、显示、查询、统计、输出等工作。具体功能有以下几个方面：其一，GIS地图主要对行政区域、河流水系及水库湖泊雨量站、供排水监控站的地理信息，在电子地图上进行分层显示，完成降雨等值线图、水位等势线图等绘制。其二，信息查询可以按时段、测站、降雨数据、组合条件进行查询。其三，信息统计可以按时段、测站、降雨、水位高低、水位强度、组合条件进行统计，形成各种分析统计图。另外，某些统计结果也可以在电子地图上进行分析，形成面图、色斑图等。其四，统计输出可以对电子地图和在电子地图上分析统计的结果，以位图、矢量图形式输出；还可以将属性库中输入的雨量、水位、水质等信息输出成XLS和DBF文件。

（2）取（用）水工程信息。该部分主要负责完成取（用）水工程信息的入库、显示、查询、统计、输出等工作。具体有以下几个功能：其一，GIS地图显示可以对行政区域、河流水系、取水口门（地下、地表）、水文站等工情信息在电子地图上进行分层显示。其二，信息查询可以按照行政区域边界、河流水系、镇、重要单位等基本情况，进行分级、分层或组合查询。其三，信息统计分析，既可以按照常用的水资源监控要求分类、分级、分层及组合显示分析，又可以按照复选方式分类、分级、分层及组织显示分析。其四，统计输出可以将电子地图和在电子地图上分析统计的结果以位图、矢量图形式输出；可以将属性库中信息输出成XLS以及DBF文件。

五、结语

综上，GIS在水资源管理系统中的应用，为水资源的管理、决策提供了科学的依据。但是，成熟的水资源管理系统还需要完善的信息采集体系的支持。因此，笔者认为，可以从数据库设计、数据处理、应用支撑系统设计、网络系统设计、安全系统设计、运行维护设计、监控中心设置等多方面考虑。