GIS技术在新时代水利工程信息化中的运用分析

王振映

摘  要：全社会范围内科技领域整体水平的不断发展，推动了各行业信息化发展的步伐。水利工程也朝着信息化加速前进，要提升整个行业的发展速度，就必须积极引入科技前沿技术，为水利工程建设提供更强大的技术保障，充分发挥GIS技术的应用优势。水利项目的施工计划要与时代发展同步，合理利用当地的资源，加速推进各行业的发展目标。

关键词：GIS技术  水利工程  信息化  运用

中图分类号：TV5                           文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）05（b）-0091-03

Absrtact： The continuous development of the whole level of science and technology in the whole society has promoted the pace of information development in various industries. In order to promote the development speed of the whole industry， the hydraulic engineering should introduce the advanced technology actively， provide stronger technical support for hydraulic engineering construction， and make full use of the advantages of GIS. The construction plan of the water conservancy project should keep pace with the development of the times， make rational use of local resources， and accelerate the development goals of various industries.

Key Words： Gis technology; Hydraulic engineering; Informatization; Application

GIS技术是一种特定的表达空间分布情况的信息系统。通常用来表达计算机存储系统，其可实现地理空间信息的收集、归类、存储、整合、分析、搜索等一系列的功能。在地区水利工程信息化体系的构建阶段，GIS技术是整个结构体系，重要的辅助工具，也是成果展示的终端平台。GIS技术在我国水利工程建设中起步实践为20世纪末期，分为探寻、运用以及深入推进这3个步骤。特别是近些年，随着技术的深入发展，GIS技术涉足的范围也愈来愈广泛，有了更深层次的推进。甚至有些机构在重大项目的决策阶段都应用GIS技术，该技术在社会经济发展中发挥了不可替代的作用[1]。

1  GIS技术基础概述

GIS技术是英文地理信息系统的简称。主要指的是电子化时代，各行业在运行中引进的空间地理信息和计算机数据处理技术的融合技术，实时捕捉、存储以及整合各项数据资料的过程，以满足实际需求的一种新型技术学科。该技术在实际运用中以地形空间信息为体系深入探讨，是信息化技术深入研发的必然产物;是地理信息领域兴起的一门重点专业学科，对时代的发展起到了重要的推动作用。空间信息技术的研发是基于传统的地理信息技术的延伸，其基本属性不受任何限制。

在GIS技术的应用中，可根据地理学科的相关资源完成信息的采集、输送存储、信息分析整合技术、资源的在线共享以及终端展示技术的所有功能。在整套系统内部各个模块的协调作业环节，终端用户可根据自己的需求完成系统分布结构截面的调整（主要指的是用户可以根据自身的搜索习惯来定制展示功能界面）。根据运行环境周边的信息分布状况做出正确的判断，对于已存在的空间数据信息进一步优化和调整，更好地推进工作的顺利开展。基于该技术的工作原理进行论证，该学科在实际应用中以空间地形结构的分布情况为中心，综合性较强，涵盖了多项技术和应用。对于不同行业发展中应用到的各种新型的信息定位技术发展、运营以及实际应用价值等，都与GIS技术有着密不可分的关联。与社会各行业在生产运行的多样化发展有着密切的关系，在工业建设、行业规划、企业管理、经济交流、卫生服务、网络通信、商业合作等多个领域内都发挥着重要的作用。在地区经济建设中功不可没[2]。

2  GIS技术在新时代水利工程信息化中的运用

2.1 基于GIS 技术的水利工程选址分析利用

在水利工程项目的选址中，可以运用GIS技术对立体空间的精准分析来完成。主要应用到的空间信息有：第一，可实现空间影像的遥测获取。这里应用遥感技术获取影像资料，能够精准获取到地球表面的细微纹理，数据的准确性更高。充分考虑到用水的标准，通过无人机等设备遥控获取指定地点的影像资料。在数据正式应用前要对其准确性进行校验，并完成转换，从实际的地面某点的经纬度转换到坐标系統中。一般情况下需要高程模型辅助校验，消除视差的干扰因素，确保遥测的影像资料与空间内部的数据的坐标同一性。第二，根据需求及时获取特殊地点的图形数据。在工程建设区范围内的交界处、地区交通状况、土地应用分布以及水资源的基本资料等，都可以为工程提供有效的参考信息，提高空间处理能力。比如：降水较多的季节，可以对洪涝覆盖区进行统计，进一步掌握洪水覆盖区域内的实际损失，主要有个人财产、公共资源等方面的。

空间数据资源获取越全面，GIS空间技术的分析结果更准确，具体操作从以下几点入手：第一，洪水破坏面积分析。在水利工程施工地点选择过程中，淹没破坏面积是重要的参考数据。其工作原理是洪水的流经区域的决堤处，同时水位差值超过正常范围。这些都是扩大淹没区的主要原因。待到水位平衡后，如果没有洪水冲击，此时洪水的破坏区域达到最大值。在实际工作中综合水动力、GIS技术以及高程模型信息来完成数据整合，同时真实展现洪水破坏范围，结果准确性更高。获取洪水破坏给人们带来的直接经济损失，以及洪水治理给周边的基础设施、生态环境带来的间接财产损失费用。从实际数据来看，主要内容包括：洪水破坏区域的水深、直接破坏面积、水库的最大储水量以分布状况。除此之外，对于城市的基础建筑，破坏土地的用途，给居民生活带来的直接财产等都要做出估算。当水利施工的最终方案确定实施后，可深入观察洪水覆盖区的水位变化以及影响范围。对于地形相对平整，没有过大坡度的地区，水流相对缓慢的地区可认为水体相对静止。第二，水利工程输水线路的分布。在项目的前期规划中，整套方案需根据设计工程师的具体需求多次调整，确定最终施工方案。在GIS技术中充分发挥空间中的点、线、面等多项元素以矢量图的形式展示线路变化[3]。此外，运用地理空间系统，可根据需求调整空间内部的资料。比如：删除某些错误的枢纽数据资料，还可以根据实际需求调整和移动这些数据的分布情况，进一步调整运行方向。要想确保水利工程在施工中各个工序有条不紊地推进，就要从前期的规划入手，深入了解数理工程所覆盖的地形特征、周边设施以及环境等，为最终方案的确定提供更多有价值的参考资源。三维模型中的点线面都要严格按照标准设置，并做好施工基础设施的符号标注。

2.2 GIS在防洪减灾方面的应用

特别是近些年，一部分地区在雨期频频爆出洪涝自然灾害，严重损失了国家以及公民的财产。在高速增长的社会经济体制下，单纯的围堵治理无法有效控制水资源，现阶段的治水工作已经逐步升级成管理层面。结合当地的年度降水变化，各地区也逐步完善内部水利工程信息管理网，重点地域洪水侵袭情况。从GIS的实际应用形式来看，主要分为以下4种：第一，便于国家发布汛情管理或者重大决策。在国家相关部门的指导下，现阶段各地区的洪涝灾害治理都以GIS技术为中心。在该技术的应用中，GIS技术发挥着如下作用：数据的分析、归类、搜索、升级以及定期清理等工作。第二，借助该技术的立体空间问题整合能力，通过可视技术为指挥中心做出正确决策提供有利参考依据，不断优化相关数据。在可视技术的辅助下提升预警和防汛功能。第三，灾害破坏预估。在整个预估阶段，GIS技术可以更好地发挥可视模拟技术以及系统自身的高效分析处理能力，展示其独有的优势：基础数据的整合和分析（主要有地形层面、社会层面、经济建设等方面）;地理分布以及工程属性等信息的查找、整理和展示等相关功能;灾害破坏影响相关信息的获取和整理;根据相关数据模拟灾害破坏情况，并直观表达出来;辅助完成正确决策。第四，对于可能存在的风险成因判断和分类。风险成因的分类是根据可能出现的机率以及破坏范围的大小。主要从危害程度、周边基础设施的牢固性和破损大小等展开分析。该技术的主要功能有：各种类型信息资源的管控;特定区域内的信息搜集和分析整合;某些特殊图形处理功能。洪涝灾害的防御和治理在社会经济建设和发展中发挥着重要的作用。

因此，运用GIS技术除了构建一些基础性的防洪体系外，还要借助空间的分析能力，重点体现在以下层面：城市水位变化的预警分析;市政基础设施（排水管道）的调控;排水设备的管控，设计和工程管理;暴雨发生的时间以及空间判断;根据当地的地理空间划分的相关资源展示。对于相关数据资源的收集、整理更细化、更清晰明了，为后续维护工作提供更加强大的技术保障[4]。

2.3 GIS在水资源管理方面的应用

从水资源管理的数据来源看，信息渠道较多，时间范围较广以及類别多样化等主要特点。针对水资源管理上建立的信息体制发挥水资源的优势，从时空等不同层面直观了解水源变化，并且模拟在线实景。为工作人员在水利工程方案的制订提供更加完整的参考数据。对以获取信息的科学判断和处理，优化管理措施，提升管理技术，加速推进资源的共享。GIS技术在我国水资源管理体系的优化和完善上发挥着重要的作用：数据更全面，包括了历史以及当前信息资源的实时变化;获取信息的搜索和归类;采用不同的表达模式将各资源的分布状况真实还原;地区水源的分布资料;地域分模块管控，如地下水禁采与限采区划、水环境区划等。

2.4 GIS在水环境和水土保持方面的应用

为了加强我国水土资源的保护，在GIS技术的辅助下，针对现阶段水源情况建立了信息管理体系，信息提取效率有了大幅度提升。从其实际应用功能来看，在GIS技术的支持下，以下方面的管控效率明显提升：基础自然资源和社会经济等，水利项目的基础设备，监测体系，以往的水源分布和质量信息，周边的环境变化趋势，质量标准以及行业相关规定，项目决策以及参考范围，以往影响水源质量的因素和可能存在的风险管控;数据的特征以及分布关系，从空间和属性两个层面提供更加准确的查询依据。对管控范围内的周边环境以及水源质量信息的提取和分析，找出水源破坏的重要因素;直观表达相关信息，推进资源共享;模拟水源质量变化趋势;城市水源污染管控;完善取水管控，提升突发时间的应变管控能力。对于水土流失治理，GIS技术也有明显优势。该技术贯穿于整个治理工作的各个环节，从最初的土壤是否被破坏，直到后期全部过程[5]。对于水土流失治理而言，GIS技术与先进的新型信息技术的有效融合，对于模板和共享平台的建立，有着显著的技术优势[6]。

2.5 GIS在水利水电工程建设和管理方面的应用

对于我国现阶段的水利工程而言，水源管控和治理发挥着举足轻重的作用。从前期的项目可行性研究、地质确定、策划到现场的施工管控都要提高重视，全面考虑。整个项目实施后的阶段，GIS技术在时空层面的技术优势较为明显。在工程的管控和治理方面该技术主要特点如下：三维空间展示与模拟，选择最佳的施工路线和工程地质;充分发挥空间数据的优势，经过分析和整理，获取有价值的项目决策依据;在数据的支持下对水灾进行破坏分析，得出最终结果，进一步优化治理方案[7]。

3  结语

GIS技术综合性较强，其中包括了微机软硬件设施，数据存储系统的建立、深入挖掘、远程操控、互联网科技和数据分析处理、电子化影响捕捉工具等有着密切的关联。这些学科在科技的推动下不断前进，在实际应用中推进GIS技术的不断优化和升级。因此，在实际应用中，GIS技术与数字化水平发展相辅相成，共同推动我国水利事业的不断前进。随着电子信息技术的不断发展，在GIS技术的推动下，我国水利工程建设事业不断提升，是行业整体水平不断提升的重要技术保障。

参考文献

[1] 殷雪明，钱德强，许召新.水利工程施工中的防渗新技术及应用研究[J].科技创新导报，2020，17（10）：34-35.

[2] 苏运生.水利工程建设与运行管理的有机结合[J].科技资讯，2020，18（17）：64-66.

[3] 张高.信息技术在水利工程建设管理中的应用[J].中国高新科技，2019，53（17）：79-81.

[4] 姚亮，高磊.浅析水利工程建设督查方式方法[J].水利发展研究，2020，20（12）：24-29.

[5] 陈起伟，熊康宁，兰安军.基于GIS技术的贵州省土壤侵蚀危险性评价[J].长江科学院院报，2020，37（12）：47-52，66.

[6] 樊霖，庞靖鹏.新时代我国水利现代化进程评估分析[J].水利经济，2020，38（6）：7-11，19，81.

[7] 袁治伟.计算机网络技术在水利工程建设管理中的应用[J].人民黄河，2020，42（7）：78.