GIS在水文化中的应用探讨

冯文强 汪仁银 谭詹

摘 要：伴随着大数据、三维等技术的发展，地理信息系统（Geographic Information System ，简称GIS）正进入“地理智慧，深度进化”新时代。与新兴技术的结合让GIS技术在数据获取、数据管理和分析、数据可视化方面得到很大发展，本文探讨了GIS技术在水文化中的应用，并介绍了一些新技术与GIS结合在水文化应用中的发展趋势，为水文化管理、规划、建设提供理论参考。

关键词：GIS;水文化;水文化遗产;水文化专题地图

水涵养着生命，见证着历史的变迁，社会的发展所引起的水资源问题使得更多的人开始关注水文化，作为文化中的一部分，水文化与人类的生活无疑是最亲密的。目前水文化建设的研究主要侧重于精神文化的建设，物资文化建设也只是基于某个点的研究，利用GIS技术对水文化中物质文化的地理空间分布信息进行管理、分析，为水文化建设决策提供数据支撑。

1  GIS在“水”中的应用现状

人类活动中80%的信息都与地理空间位置有关，GIS系统是在计算机硬件、软件的支持下，对各种与空间位置相关的信息进行处理分析的信息系统。GIS系统强大的空间分析能力，使其有别于CAD等信息系统。

GIS目前已广泛应用于城市规划、交通运输、资源管理、环境保护等各行各业。基于数据库的GIS可以存储各类空间数据及其对应位置的属性数据，达到快速查询、分析和制图，为决策服务。全国水资源规划系统正是选定ArcGIS作为平台，该平台提供了水资源配置，供水预测、需水预测、水资源调查评价等功能。第一次全国水利普查正是采用的ArcGIS空间数据模型和普查采集软件，GIS在各省级防汛指挥系统也发挥着重要作用，为决策者提供诸如洪水预报、防洪调度、灾情评估、汛情监测以及防汛抗旱管理等功能。

2  GIS在水文化中的具体应用

2.1  GIS在水资源管理中的应用

水资源是水文化源头，水资源包括地下水和地表水，这里主要针对的是地表水的管理。目前GIS在水资源方面的应用已经非常成熟了，水资源信息的不断更新带来的数据越来越多，利用GIS可以实现对所有河流、湖泊的数字化管理。在大数据环境下，水资源管理地理信息系统包含着与之关联的所有数据，这些水资源数据来自于不同的渠道，有政府部门的水资源管理数据，互联网上的数据，还有一些其他水文数据，只有把各种数据结合在一起，才能挖掘出更深层次的价值。在GIS中，不仅可以实现对水资源信息的存储、管理，还能通过地理空间位置查询到该区域的各种水资源信息，并对水资源信息进行综合分析，比如流域划分、径流量统计、湖泊蓄水量变化监测等。

2.2  GIS在水文化遗产保护中的应用

水文化遗产是在人们利用水进行生产与生活时所创造的物质文化，经过时间的累积，这些物质文化保存下来，是人类的文化财富。但是很多水文化遗产在时间的长河中遭到不同程度的损坏，甚至已经消失。利用GIS对水文化遗产进行数据管理和空间分析，为水文化遗产的保护提供数据支撑。利用GIS存储管理区域内的水文化遗产，建立水文化遗产数据库，根据GIS系统的数据结构可将水文化遗产可以分为点、线、面三种类型。整合区域水文化遗产资源，对水文化遗产进行综合评价，为水文化遗产的保护和开发提供决策支持。

2.3 GIS在水文化建设适宜性中的应用

水文化建设包括精神文化建设和物质文化建设两个方面，这里主要是指物质文化建设。水文化大多是在进行水事活动中自然产生的，但为了传播和发扬当地水文化，有时也需要寻找特定的地点修建水文化景观或建筑。利用GIS综合地质、水文、区域经济、交通、人文等因素进行区域水文化建设适宜性评价，将区域划分为已建区、适建区、限建区和禁建区，针对不同的区域进行不同程度的开发。

2.4 GIS在水文化历史中的应用

水文化随着时间不断演变，中间经历了空间位置、表现形式等各方面的变化。水文化历史是水文化的重要组成部分，我们要传承的不仅仅是水文化的表现形式，更应该是水文化的内涵。水文化是在特定的地理位置产生并发展的，因此建立水文化历史地理信息系统对不同时期的水文化历史信息进行存储、显示、管理和分析，对研究水文化的历史变迁具有重要意义。同时可以制作各式各样的水文化历史专题地图，水文化历史专题地图图看似简单，但却需要大量的历史数据，这对水文化历史的研究和传播也是非常有利的。

3  GIS新兴技术在水文化中的发展趋势

3.1  GIS数据获取

数据是GIS的生命，GIS的数据源非常广，包括地图、DEM、遥感影像数据、测量数据和各种统计数据等。近年来倾斜摄影测量等各种新技术的发展使得GIS的数据获取速度和质量也得到了发展。这两年倾斜摄影测量发展非常迅速，传统的航空摄影无法获得地物的三维信息，而倾斜摄影测量可以快速获取大范围区域地物的三维立体信息。利用倾斜摄影测量获取水文化遗产的三维立体信息，生成接近真实的水文化遗产三维场景。

3.2  大数据技术

大数据是近几年非常热门的话题，GIS的空间分析能力和可视化能力的发展远远跟不上数据产生的速度，只有将GIS与大数据技术结合起来，让GIS能够处理时空大数据。我国的河流、湖泊数量非常多。加上与水资源相关的各种数据，比如水文、水域地质、水环境等，此外我国的水文化遗产也非常多。伴随着时间的推移，数据越来越多，如此大量的数据光靠传统的GIS很难高效的存储管理和分析处理。大数据时代下的GIS可以提升水资源、水文化信息的数据分析能力，挖掘更多有价值的数据。

3.3  三维GIS与水文化建设

传统的二维已经不能满足人们的要求，三维技术的产生让我们能够看到更为真实的场景。现在三维数据的获取已经得到极大的发展，三维建设成本大幅降低。同时三维建设技术也迅速发展，三维实体数据模型、BIM等技术让三维GIS的普及成为现实。三维GIS可用于水资源管理，可以查看到水资源的具体情况，包括数量、类别分布等。同时利用三维GIS还原水文化遗产的真实场景，这样人们足不出户就可以全景游览水文化遗产，高校可利用水文化遗产三维场景进行水文化教育，这对水文化的传播具有重要意义，同时使全民水文化教育的实现成为可能。

3.4  Web地图与水文化建设

传统的地图是制图者为主导，未来的地图是以用户为核心。将Web地图应用于水文化建设是未来的一个发展方向。在Web地图中，人们不再受到硬件、软件的影响，人们可以按照自己的想法来设计水文化专题地图，比如水文化遗产的分布、水文化遗产的演变等等，真正实现用户决定看什么、查什么、形成什么样的水文化专题图。

4 结论

綜上所述，GIS在水资源管理中的应用已经非常深入，但在水文化方面涉及甚少。将GIS技术应用于水文化建设，建立水文化建设地理信息系统，对大量的水资源、水文化遗产、水文化历史数据进行存储管理、处理分析，评价水文化建设适宜性，制作水文化专题地图，同时未来利用GIS新技术提升数据获取与处理能力，三维GIS与Web地图等技术可以助力水文化传播与水文化教育。

参考文献：

[1]王丹丹.基于GIS 在水文水资源领域中的应用分析[J].黑龙江水利科技，2016，44（02）：95-98.

[2]吕娟.水文化理论研究综述及理论探讨[J].中国防汛抗旱，2019，29（9）：51-60.

作者简介：

冯文强，1992年出生，男，汉族，四川乐至人，现就职于四川水利职业技术学院，助教，硕士学历，主要从事遥感、地理信息系统方面教学与研究工作。