试论地理信息系统在水文水资源中的应用

温荣平

（河北省沧州水文水资源勘测局，河北 沧州061000）

地理信息系统是一门于20世纪60年代中期问世的计算机应用学科中的新技术，不仅能够对空间数据进行科学有效的管理和分析，还能够为各级主管部门在制定方案、战略决策等方面提供可靠的依据。地理信息系统是当前水文水利工作的最重要基础技术之一，对于实现水文水资源的科学化管理、水文水资源政策的合理制定等都有十分重要的价值。

1 地理信息系统简介

地理信息系统又叫GIS系统，是英文名Geographic Information System 的缩写，它是由信息科学、地球科学、空间科学三者彼此之间相互交叉而产生的交叉学科和新技术学科，在对空间信息的管理分析方面有着明显的优势。GIS技术以计算机和地理信息处理技术为基础，在地理信息的收集、存储、加工、管理、分析等方面都有着广泛的使用，其重要地位是不可代替的，是现代水文水资源管理工作中必不可少的基础性技术之一［1］。

地理信息系统的主要功能包括以下几个层面：首先是采集、管理、分析和输出多种地理学空间信息，具备很强的空间性和动态性；其次是以地学研究和决策为目标，以地学模型为手段，进而产生高质量、高水平的地学派生信息，空间性和综合性很强；此外以计算机技术作为支撑，来进行空间数据管理，同时模拟相关的地学分析方法和模型，进而产生具备足够科学依据的信息和数据。

地理信息系统有多种类型，主要包括以下三种，区域信息系统，这是按照区域范围的大小来确定规模的，主要目标是研究区域范围内的综合信息；地理信息系统工具库，是由具备图形图像数字化、存储管理、检索查询、分析运算等功能的软件包组成的系统；专题信息系统，是具备优先专业特点和目标的地理信息系统。

2 水文水资源对地理信息系统的要求

（1）系统要具备良好的可扩展性。在满足基本功能的前提下，需要不断扩展系统建设，实现无缝扩展，相关数据能够平滑移动。

（2）系统要以数学模型和决策分析为支撑。实际工作过程中要求系统能够对相关数据进行深层次的研究分析，为决策提供足够的依据。

（3）系统要足够成熟，且具备优良的开放性。成熟的系统能够保证系统的稳定，优良的开放性可以促进交流和沟通。

（4）系统要具备管理大量数据的能力。水文数据通常十分复杂和庞大，因此要求系统具有强大的数据管理能力。

3 地理信息系统在水文水资源中的应用

地理信息系统在水文水资源中的应用，主要包括以下几个方面。

（1）水文水资源评价规划的应用

水文水资源评价涉及行政区划、河流水系、水利工程分布、实测水文数据等空间信息，水资源规划包括水资源调查评价、节水计划、水资源保护规划、水资源配置等内容［2］。在实际工作中，可以通过利用地理信息系统建立起相关的模型和数据库信息，并对相关数据进行管理和模拟。

（2）区域水资源管理保护的应用

水资源管理保护工作包括对水文基本信息、地形地貌、水文地质条件、河流水系、土壤植被、水利工程、地表及地下水源保护等多种不同类型要素的管理，地理信息系统可以对相关数据进行合理分析，进而以此为参照制定恰当的工作计划，为水资源管理提供基础信息的服务。

（3）水资源保护和水环境监测的应用

工业的迅速发展给我国的水环境带来了严重的污染破坏，在实际工作中需要对水环境进行实时监测，建立起完善的监测系统，为水资源提供充分的保护。地理信息系统通过对数据进行管理分析，将水质变化的特点和趋势呈现出来，有助于人们充分了解污染的信息，进而采取有效措施进行处理。

（4）防洪抗旱的应用

洪灾和旱灾是我国发生比较频繁的自然灾害，给国民经济带来了巨大的损失，以地理信息系统为基础建立的防洪决策支持系统，被应用于动态采集和洪水演进分析等方面，有着很高的精确性，对于防洪工作的开展有着极大的利好［3］。而建立的干旱预警系统则可以对旱灾进行有效的灾情分析、评估和预报，有利于减少灾害风险，降低损失。

（5）水资源政策制定修改过程的应用

地理信息系统的应用极大地丰富了水资源政策制定过程中的理论基础和数据基础，对于形成科学的决策支持系统，缩小理论与实际的差距有着十分重要的意义。大量的数据库信息和模型分析为水资源政策的制定修改提供了强有力的支撑，从而为水文水资源规划工作提供更好的服务。

4 地理信息系统应用需要解决的问题

虽然地理信息系统在水文水资源管理工作中的应用已经比较普遍，但是还存在着一些问题需要解决。

（1）地理信息系统技术平台不统一，联系存在障碍

虽然地理信息系统的应用十分广泛，但是目前应用的系统开发平台多种多样，导致数据格式样式繁多，国家并没有制定相关的标准规范，导致了信息交流共享的不方便。

（2）地理信息系统的动态效果不够明显

当前地理信息系统对水文水资源的表述大多数还处于静态描述的层面，对于数据也只能进行一些简单的处理，导致结果与实际数据差距很大，使系统的真实性和有效性大打折扣。

（3）地理信息系统与其它工作的沟通还存在一定的障碍

地理信息系统的应用还主要停留在数据采集处理的阶段，与其它领域工作的交流还比较少，结合也不够紧密，沟通不足导致系统的潜在优势不能充分发挥出来［4］。

（4）相关技术人员的整体水平还有待提高

在实际工作过程中，从事相关工作的技术人员的专业性还有待提高，由于技术人员不能进行足够专业的操作和计算，导致得到的数据并不够准确。

5 地理信息系统发展前景方向

地理信息系统在水文水资源的相关工作中有着十分广阔的发展前景，目前正朝着智能化、自动化、精细化的方向发展。一方面地理信息系统正在与水文地理空间数据库的建立相融合，及时更新相关数据信息，保证水文工作的有效性开展；另一方面地理信息系统正不断地与水文模型相融合，对于水文信息的相关变化能够进行动态模拟，更好地为相关工作服务，同时正朝着二次开发的方面发展，随着科技的不断发展，会有更多基于地理信息系统的软件被不断地开发出来，为水文水资源工作提供更好的服务。

6 结 语

地理信息系统的应用促进了水文水资源领域的快速发展，同时水文水资源领域又对地理信息系统提出了新的发展要求，也会进一步促进地理信息系统的发展，二者互相促进，共同发展。地理信息系统在水文水资源的各个领域都有着广泛的应用，需要在实际工作过程中将二者充分结合起来，更好地促进水文工作的开展。

［1］黄金良，洪华生，张珞平，等．基于GIS的九龙江流域农业非点源氮磷负荷估算研究［J］．农业环境科学学报，2004，23（5）：866－871．

［2］王疆霞，李云峰，徐中华．GIS技术及其在水文学和水资源管理方面的应用［J］．西北地质，2003（1）：109－113．

［3］杨德生，高德政，魏良帅．基于GIS的节水型社会水资源综合管理信息系统设计初探［J］．南水北调与水利科技，2004（5）：42－44．

［4］赵军凯，赵庆良，赵秉栋．地理信息系统及其在水文水资源方面的应用［J］．天中学刊，2005（2）：30－32．