GIS在水资源管理中的应用研究

刘鹏飞

【摘要】随着信息技术的不断发展，GIS技术也随之不断发展，其应用范围将更加广泛、功能更加强大，而GIS技术在水资源研究与管理中应用的意义将更大。本文笔者对GIS在水资源管理中的应用进行了分析探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。

【关键词】GIS；水资源管理；应用

引言

GIS集成了多学科信息技术，是搭建在此基础上的基础平台与综合环境，并且是对不同领域信息与不同信息源进行协调的理想技术。目前，多功能、多目标与多层次集一体的评价分析模型与空间决策支持系统可以通过GIS实现，为了跟上社会发展潮流，GIS在水文水资源领域中的应用功能需要升级转化。

1、GIS在水文水资源中的应用概述

地理信息系统可以看作是一种以分析处理空间数據为基础的应用技术，地理信息本身所具有的特点可以决定GIS技术在研究水资源领域时普遍应用的前景。

1.1 水资源评价与规划应用

大量空间信息在水资源评价与规划应用中体现，例如水文站控制断面位置、实测水文数据和地形地貌等多种属性数据，GIS技术可以对以上拥有时维性特征的数据进行获取、管理、分析、模拟和显示等操作。水资源计算和评价模型可以利用GIS技术来建立，依据事实情况对水资源进行评价，同时可在空间数据库的基础上，建立不同的以各种影响因子构成的专题图层，并对图层进行叠加处理，使其对水资源进行快速、合理的评价及规划。

1.2 水资源管理

水文包括降水、流量和水位等基本信息，此外还包括汛、旱情信息、水质信息，同时结合了多种不同类型的信息，如地形地貌、水文地质条件、气象、河流水系、土壤植被、水利工程等。GIS拥有对以上数据进行不同复杂处理、多元信息叠加和空间属性数据相结合的功能，可以为相应部门提供决策基础。其数据管理和分析的可视性，通过交互式图形处理与自动制图工具的运用而不断增强，并使水文信息的管理与应用效率得到了提升。随着计算机技术的不断发展，数字化水文信息管理必然是未来水资源管理发展的趋势。

1.3 防洪减灾

当前，GIS技术在防洪减灾中主要包括管理平台、灾情评估、风险分析与区划和城市防洪4个方面的应用。基于防洪信息管理系统的决策支持平台能够更好地将时间数据与空间数据进行整合，同时采用GIS具有的空间分析能力对防洪决策进行信息辅助，从而使结果预测与表达准确；灾情评估方面，主要发挥GIS技术强大的空间数据处理能力，多层次整合和管理空间数据与各种属性数据，并以此为基础对洪水灾害的演变进行动态分析，从而为灾情数据的提取、评估提供有利的技术支持；在灾害风险的分析与区划环节，需要模拟计算不同洪水发生概率与强度等数据，此过程需要利用GIS技术对给予相应权重的自然、社会等各种因素进行空间叠加分析，随之进行灾害分析与区划；城市防洪越来越受到学者们的关注，马镇等使用GIS二次开发技术研发了哈尔滨市的城市防洪体系，该体系在防洪警报、防洪预案与洪涝灾害的监测和评价上作用明显，在城市防洪抢险与管理决策中做出巨大贡献。

1.4 空间决策支持系统

空间决策支持系统（SDSS）是一种基于常规决策支持系统与GIS技术的新型信息系统。决策支持系统使用大量数据及模型，使该系统尽最大可能缩小理论与实践之间的差别，同时运用GIS对基础数据进行相关空间分析，服务于水文水资源规划、评价和工程实施。

1.5 水文地理空间数据库

GIS在水文水资源领域中应用的核心是空间数据库，其具有存储量大、数据种类多样等特点。在应用中要建立如雨情、水情数据库等具有水文特色的数据库，同时数据库与其他数据相结合，如基本的自然、社会经济信息等。只有连接服务器端数据库与实时报汛数据库才能保障数据库能够实现实时查询的功能，创建并存储洪水预警预报相关数据，实时更新与插值处理后获得最新的灾情信息。

2、GIS在水文水资源中的应用趋势

2.1 空间决策支持系统是GIS应用的重要分支

空间决策支持系统（SDSS）是一种基于常规决策支持系统与GIS技术的新型信息系统，就近年的发展来看，其具有广阔的发展前景。目前，GIS技术在空间数据的管理与分析上具有很好的体现，但是其缺少针对复杂对象空间问题的解决能力，如：区域规划、功能分区等问题的决策能力，其应用能力难以满足社会经济的发展需要。因此，GIS技术应用于空间决策支持系统将具有远大发展前景。

2.2 GIS是数值模拟技术发展的重要手段

目前大多数主流GIS应用软件都是将数据库作为核心，而将应用模型同模型管理技术和应用模型同GIS技术相结合的研究将是今后发展的趋势。这些复杂的应用模型将能够为社会经济发展提供直接有效的信息，可以促使GIS逐渐成为高效精确的决策支持系统。

2.3 多维GIS技术是在水资源领域应用的发展方向

近几年，三维GIS在水资源研究领域逐渐成为热门的研究项目，但是地下水文和矿山等真三维现象大部分的GIS软件都无法对其进行处理分析，只有IVM系统和SGM系统等少数GIS软件可以对真三维现象进行分析，但其在几何建模与分析功能上有着一定的不足。因此，三维GIS技术的发展具有广阔的应用前景。在水资源研究过程中，研究某一时刻的水文地质条件，即将时间序列添加在三维上，将形成四维GIS，其对水灾、地震、暴雨、滑坡和泥石流等自然灾害研究具有重要意义。获取时间序列数据的能力同三维模型结合，才能更好地满足社会需要，同时在三维GIS成熟发展的基础上才能更好地发展与完善四维GIS。

3、结语

建立一种GIS与水资源综合性较强的信息系统是一件难度非常大的事情。但是GIS技术在水资源中的应用很明显对水资源研究与管理领域的发展具有不可或缺的促进作用；同时，水资源领域的研究与管理对GIS技术方面的需求具有重大的促进作用；随着科学技术的不断进步发展与社会需求的不断变化，不断有人认识到，水资源科学与地理信息系统是一个重要的、不间断发展的概念，它们所包含意义也将随之发生相应的变化。

参考文献：

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