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水文水資源領域中GIS技術的運用探析

來源:原創論文網 添加時間:2019-12-23

  摘    要: 現代社會,科學技術的創新離不開經濟的支持,而我國經濟目前發展的速度越來越快,各種科學技術水平也不斷取得巨大的突破,在各行各業中應用不同的科學技術已經十分普遍,甚至同一種技術在不同的領域中使用,也會取得意想不到的收獲。文章主要研究地理信息系統GIS技術在水文資源領域中的應用?茖W合理地運用GIS技術可以幫助我們獲得更多的水文資料,通過分析這些材料,從中選取對我們有用的信息,這些信息對人們更好的保護水資源十分重要。

  關鍵詞: GIS技術; 水文資源; 地理信息系統;

  Abstract: In modern society, the innovation of science and technology is inseparable from the support of the economy. At present, the speed of economic development in China is getting faster and faster, and great breakthroughs have been made in various levels of science and technology. The application of different science and technology in a variety of industries has been very common,and even the use of the same technology in different fields will make unexpected gains. This paper mainly studies the application of GIS technology in the field of hydrological resources. Scientific and rational use of GIS technology can help us to obtain more hydrological data, and through the analysis of these materials and selecting useful information for us, it is found that these information is very important for people to better protect water resources.

  Keyword: GIS technology; hydrological resources; geographic information system;

  1、 地理信息系統(G1S)的概述

  地理信息系統GIS是一種對地理信息及數據進行收集、整理、保存、分析、處理的計算機技術。地理信息系統GIS技術主要是通過對實測數據、統計數據以及衛星遙感數據進行分析處理,將其轉換成具有空間意義上的地理信息,所以軟件技術和計算機技術是使用這項技術的基礎。目前GIS技術在很多領域中都有應用,并且取得了驕人的成績,我國正在將這項技術應用到水文資源的研究當中,通過技術對地球表面的地表信息數據進行分析處理,讓人類更好的了解水資源的相關信息,也為水資源的保護工作奠定了堅實的基礎。

  2、 GIS對水文資源研究的意義

  (1)GIS技術可以將來自不同比例、不同維度是甚至是不同來源渠道得到的數據進行轉換,將這些具有不同意義的數據聯系到一起,這在很大程度上減小了獲取水文資源數據的困難程度,可以快速的獲取大量的水文資源數據,通過對這些大量的水文水資源地表空間信息進行分析,因為GIS技術空間性這一特點,不僅可以校正這些數據的準確程度,還能將地形與地理特性在空間上聯系到一起。(2)GIS技術不僅具有很強的空間性,在時效性這一方面也有著十分顯著的優勢,它可以將收集到水文水資源信息數據及時匯總、分析,將新數據及時更新,根據實時信息及時更正空間信息,這也在一定程度上校正了水文資源數據的真實程度。(3)可信賴的GIS技術是通過計算機技術以及衛星遙感技術對水文水資源數據進行整合,根據科研人員的研究方向,取其有實際意義的數據,去掉無用的數據,這樣在保證這些數據的準確的同時,也給人類的研究帶來一定的便利,減少了很多不可行方案的出現,為最終的結論提供了強有力的支持依據。(4)結果可視化。GIS的用戶頁面可以以圖表的方式輸出分析的結果,對于研究人員來說,這樣的輸出方式帶來的益處不僅僅體現在用戶便于理解、研究方面,更在一定程度上讓研究人員更容易的得出正確的結論,豐富了現有的水文資源資料。
 

水文水資源領域中GIS技術的運用探析
 

  3、 GIS技術在水資源領域的應用

  3.1、 GIS技術在地表水方面的應用

  (1)提到地表水就會讓人們聯想到水資源保護方面,提到水資源保護那首先需要了解水資源,現代社會通常使用RS技術來獲取地表水資源的相關信息,RS技術可以實時的獲取水資源數據,得到水資源的周期性變化情況,然后使用GIS技術建立水資源保護系統,在系統中輸入RS技術收集到的資料,然后利用計算機技術對這些數據進行分析處理,得到可能性的多種規劃方面,根據這些方案在系統中模擬實施后可能出現的每一種情況,通過模擬方案預測方案實施后的效果,在一定程度上減少了人力、財力、物力的浪費,也在很大程度上提高了方案的可行性。

  (2)因為GIS技術具有獲取數據全面、操作簡單、實時更新、數據準確的特點,所以GIS水資源規劃與傳統水資源規劃技術相比具有很大的優勢。水資源規劃的方案制定是依據大量數據分析的基礎之上的,GIS技術具有很強的空間性特點,可以對不同比例、不同維度是甚至是不同來源渠道得到的數據進行轉換,將這些數據聯系在一起,更加方便的建立多種基礎數據庫,比如水資源歷史資料方面的數據庫、水資源各種實測數據的數據庫、水資源特性的數據庫、水資源與地理信息相關的數據庫等等。根據研究的需要,可以從數據庫中調取相關資料,完成各種水資源專題研究的報告;也可以憑借GIS技術的計算機數據處理技術,在流域內地表水資源質量與水資源儲量及人口分布、空間分布等多方面條件分析下,得出多種水資源規劃方案,通過在系統內模擬這些方案的實施效果,得到這些規劃方案的可行性評估,為水資源流域內如何設計調水路線、如何施工、提高工程效果提供有價值的理論支撐。

  (3)GIS技術不僅可以用在收集、分析、儲存水資源信息方面和設計水資源規劃方案方面,還可以用來預報水情,GIS憑借其空間性和實時獲取數據這些特性,預先推演出現代洪水發生的可能性,根據水情預報的強弱及時采取一些防洪手段,維護人民群眾的生命、財產安全,減輕國家的損失。這項技術主要通過建立水文模型參數設置、開發水文資源模型、處理水情信息、設置水情自動報警裝置,建立數字高程模型這五個方面實現的。

  (4)洪澇災害在我國發生的次數很多,并且每一次發生都會給人類生活帶來十分巨大的影響,給人們正常的生產生活造成嚴重的損失,甚至讓很多人背井離鄉。隨著科技的發展,GIS技術可以在洪澇災情發生之前預先做出警示,提前提供防洪方案。首先,GIS技術數據庫中儲存著海量的數據資源,通過對這些實時更新的數據進行搜索、分析,用這些數據為洪澇災害做應用模型,GIS系統鮮明的顯示頁面可以讓研究人員更加直觀、準確的感受防汛信息,對災情進行預設和評估;利用這些洪水災害數據在洪澇災害應用模型上進行動態模擬洪水災害發生的整個過程,預先了解洪水災情帶來的最壞影響,提前計劃好應對措施,將洪水為人類帶來的損失降到最低。GIS技術不僅在大的洪澇災情方面起作用,也可以應用到一些小的水利工程當中。例如,可以將GIS技術應用到城市排水工程當中,通過對城市內積退水進行預報,按照城市所需的排水量進行城市排水管道設計與規劃,在很大程度上減少城市的積水量,也可以對一些降雨時積水嚴重的街道進行實時監督,通過GIS系統的可視化頁面迅速的針對降雨量做出可行性的排水方案,與RS技術合力為洪水災害提出可行性的防洪防汛策略,對一些災后重建的地區做出科學的理論支持。

  3.2 、GIS技術在地下水方面的應用

  水資源分為地表水資源和地下水資源。針對地表水資源GIS技術主要應用在保護水資源方面,對于地下水資源這類人們不能直接觀察到的水資源,就需要我們通過一些技術手段對地下水資源進行勘察,勘察地下水資源是對水資源進行開發、利用、保護的前提。通過對地下水資源進行勘察,可以得到地下水資源的水層邊界、水質情況、周圍礦物質成分、水層分布等信息,使用GIS技術對這些數據進行處理,不僅預測地下水資源未來的動態發展趨勢,為地下水資源的規劃管理提供理論依據;還可以對地下水資源的水質情況進行分析,可以更明確的分析出地下水資源的開發價值,實現地下水資源開發的效益最大化。

  4、 GIS在水文水資源中的應用展望

  4.1、 繼續深入研究GIS應用規范

  在水文水資源中應用GIS技術所起到的作用是不言而喻的,應用GIS技術取得的成績是有目共睹的,但是在真正使用GIS系統的過程中,由于我國在技術標準以及標準開發方面還存在一些尚未解決的問題,做不到百分百的信息共享,所以必須根據各個機構的實際生產情況合理使用GIS技術。幸運的是針對這一問題我們國家已經發現并積極采取行動,開展了很多試點行動,進一步研究GIS的使用規范。

  4.2 、建立水文水資源空間決策支持系統

  我國國土資源豐富,地大物博,在水文水資源中對比其他國家有很大的優勢。與優勢相對的,由于我國的黃河和長江水文水資源地理信息分布情況,研究黃河、長江水文水資源調度系統與防洪預警及決策系統迫在眉睫。當今社會現存的空間決策支持系統(SDSS),它是在傳統決策體系的基礎之上,結合GIS發展而得到的,目前發展的并不完善,盡管在研究水文水資源空間決策支持系統中困難重重,并且需要使用大量的人力、物力,但我們國家一定要加大力度支持對空間決策支持系統的研究。

  4.3 、完善GIS技術在水文水資源專業模型中的應用

  目前,我國建立的水文水資源專業模型完美的體現了GIS技術強大的信息收集、儲存與傳輸功能,但是GIS技術針對這些數據進行空間分析以及方案預設方面還存在很大的不足。那么,如何有效的解決這一問題,充分的利用GIS空間數據管理功能,這是現代科學技術今后研究的方向,只有解決了這一問題,才能更好、更充分的建立水文水資源專業模型,更好的模擬工程預案。

  5、 結束語

  當今社會,水文水資源領域方面的研究越來越離不開地理信息系統技術GIS,因為地理信息技術可以運用到水文水資源的方方面面,從應用GIS技術得到的數據資料,在水文水資源數據庫中分析這些資料得出可行性方案,最終根據系統內模擬方案得出最有價值的工程預案,這些過程為最終水文水資源工程方案的實施提供了最有力的理論依據,使人們對水文水資源的利用得到效益最大化,從而在很大程度上保護了水文水資源。

  參考文獻

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