地理信息系統(tǒng)在水文水資源中的應(yīng)用

1、地理信息系統(tǒng)在水文水資源中的應(yīng)用.txt如果你同時(shí)愛(ài)幾個(gè)人，說(shuō)明你年輕；如果你只愛(ài)一個(gè)人，那么，你已經(jīng)老了；如果你誰(shuí)也不愛(ài)，你已獲得重生。積極的人一定有一個(gè)堅(jiān)持的習(xí)慣。地理信息系統(tǒng)在水文水資源中的應(yīng)用章啟兵，王式成（安徽省水利科學(xué)研究院，安徽蚌埠233001）摘要：本文首先介紹了地理信息系統(tǒng)的基本概念及原理，然后分析了水文水資源對(duì)地理信息系統(tǒng)的要求，最后分析了地理信息系統(tǒng)在防汛減災(zāi)、水資源管理及水土保持系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)

2、；防汛減災(zāi)；水資源管理；水土保持1地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)介地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種兼容存儲(chǔ)、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。它在最近30多年里取得了驚人的發(fā)展，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、公共設(shè)施管理、交通管理等領(lǐng)域，成為一個(gè)跨學(xué)科、多方向的研究領(lǐng)域。GIS是一種特殊的信息系統(tǒng)，與其它一般的信息系統(tǒng)相比，GIS具有空間特性。GIS在分析和處理問(wèn)題中都使用空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)

3、庫(kù)管理系統(tǒng)將兩者聯(lián)系在一起共同管理、分析和應(yīng)用，從而提供了一種基于地理對(duì)象的新思維方法。而管理信息系統(tǒng)（MIS）只有屬性數(shù)據(jù)，即使存在圖形，也是以圖像的形式存放，不能進(jìn)行有關(guān)空間數(shù)據(jù)的操作，如空間查詢、檢索、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觥IS強(qiáng)調(diào)空間分析，通過(guò)空間分析模型來(lái)分析空間數(shù)據(jù)，GIS的成功應(yīng)用依賴于空間分析模型的研究和設(shè)計(jì)。一個(gè)完整的GIS系統(tǒng)應(yīng)包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（軟件和硬件）、地理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、應(yīng)用人員與組織結(jié)構(gòu)三部分。而從軟件的數(shù)據(jù)來(lái)看，GI

4、S是由數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集、預(yù)處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)負(fù)責(zé)組織和管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，以便數(shù)據(jù)查詢和編輯。數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析計(jì)算，如數(shù)據(jù)的集成分析、參數(shù)估計(jì)、空間拓?fù)洹⒕W(wǎng)絡(luò)分析。輸出系統(tǒng)負(fù)責(zé)以表格、圖形或地形的形式輸出，輸出方式有屏幕輸出和硬拷貝輸出兩種（打印和繪圖）。2水文水資源對(duì)地理信息系統(tǒng)的要求地理信息是水文

5、水資源的重要基礎(chǔ)信息之一，85%以上的水文信息都跟地理信息相關(guān)。傳統(tǒng)的對(duì)地理信息的手工處理方式已經(jīng)被科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步所淘汰，水文水資源需要運(yùn)用先進(jìn)的信息管理手段來(lái)提高工作效率，推進(jìn)信息化建設(shè)進(jìn)程。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)為水文水資源信息管理的標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、空間化提供了有效的工具。水文部十五規(guī)劃中明確指出：“建設(shè)水文信息系統(tǒng)時(shí)，要以地理信息系統(tǒng)(GIS)為框架。”水文部領(lǐng)導(dǎo)也同時(shí)指出：“創(chuàng)新是科技發(fā)展的動(dòng)力，對(duì)于水文系統(tǒng)的科技人員，當(dāng)務(wù)

6、之急不但要迅速掌握GIS這種新技術(shù)，還要不斷追蹤GIS的新發(fā)展，高質(zhì)量地為水文各項(xiàng)業(yè)務(wù)服務(wù)?！庇捎趪?guó)家政策上的引導(dǎo)，加上國(guó)內(nèi)水文用戶的技術(shù)儲(chǔ)備和技術(shù)需求都達(dá)到了一定的層次，同時(shí)又借助世界上最先進(jìn)和成熟的GIS技術(shù)，所以GIS技術(shù)在國(guó)內(nèi)水文行業(yè)的應(yīng)用雖然起步較晚，但是發(fā)展勢(shì)頭迅猛，應(yīng)用水平甚至超過(guò)了某些傳統(tǒng)領(lǐng)域。由于水文水資源行業(yè)的特點(diǎn)，要求在開(kāi)展信息化工作、建設(shè)信息化系統(tǒng)時(shí)，要著重考慮以下幾個(gè)方面：術(shù)和先進(jìn)的通訊手段的支持下，進(jìn)行洪水預(yù)

7、報(bào)、調(diào)度、災(zāi)害損失評(píng)估、減災(zāi)措施和水利工程效益分析等，并向?yàn)?zāi)民避險(xiǎn)遷安、搶險(xiǎn)和救災(zāi)物資輸送最佳路線等更進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā)展。當(dāng)前，全國(guó)已經(jīng)建立了很多基于地理信息系統(tǒng)的防汛減災(zāi)系統(tǒng)，比如防洪規(guī)劃信息管理系統(tǒng)、長(zhǎng)江防洪智能應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)、黑龍江省防汛指揮系統(tǒng)、廣東省三防信息查詢系統(tǒng)、湖南省防汛會(huì)商系統(tǒng)、松遼委洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等等。將地理信息系統(tǒng)與實(shí)時(shí)水雨情信息數(shù)據(jù)庫(kù)有機(jī)聯(lián)接，即實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)水情在電子地圖上即時(shí)報(bào)警。主要包括河道水位、水庫(kù)水位、單站雨量、遙

8、測(cè)站運(yùn)行故障等的報(bào)警。如：某水庫(kù)水位超過(guò)汛限水位，電子地圖上對(duì)應(yīng)的水庫(kù)即變顏色，并彈出報(bào)警顯示窗口；水位超過(guò)設(shè)計(jì)防洪水位時(shí)，水庫(kù)變?yōu)榱硪活伾皬棾鱿嚓P(guān)窗口；水位低于死水位時(shí)，水庫(kù)變?yōu)榱硪活伾皬棾鱿嚓P(guān)窗口。當(dāng)然報(bào)警方式還可以按需求設(shè)置，如：手機(jī)短信報(bào)警等。地理信息系統(tǒng)與圖像處理、航空攝影及遙感等技術(shù)結(jié)合，可對(duì)洪災(zāi)損失及災(zāi)后重建計(jì)劃進(jìn)行評(píng)估。也可利用地理信息系統(tǒng)結(jié)合水文和水力學(xué)模型用于洪水淹沒(méi)范圍預(yù)測(cè)。如地理信息系統(tǒng)空間分析擴(kuò)展模塊可用于

9、分析和存儲(chǔ)流域地貌特征，提取有關(guān)參數(shù)，作為地表徑流模型的輸入文件。將地表徑流模擬計(jì)算成果與河道斷面信息結(jié)合，輸入水力學(xué)模型中，即可預(yù)測(cè)給定位置的水深。將計(jì)算出的水面高程數(shù)據(jù)輸入到地理信息系統(tǒng)中，并覆蓋在地形表面，從而確定出洪水可能的淹沒(méi)范圍。再將此淹沒(méi)范圍圖與有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施、土地利用、人口密度等其它專(zhuān)題圖綜合進(jìn)行分析，可以預(yù)測(cè)洪水的影響，便于采取應(yīng)急措施。3.2地理信息系統(tǒng)在水資源管理中的應(yīng)用水資源是國(guó)家發(fā)展中的三大戰(zhàn)略資源之一，水資源可

10、持續(xù)利用已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略問(wèn)題。因此，由水利部規(guī)劃計(jì)劃司、水資源司負(fù)責(zé)組織、由水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院承擔(dān)技術(shù)負(fù)責(zé)的全國(guó)水資源綜合規(guī)劃編制工作在在全國(guó)范圍內(nèi)組織展開(kāi)。水文部門(mén)在地表水資源的空間分布和調(diào)配中采用GIS技術(shù)，此外，還應(yīng)用GIS研究地下水資源。這些系統(tǒng)在地下水的埋深、蘊(yùn)藏量、地表水補(bǔ)給等大量信息的基礎(chǔ)上，為何處、何時(shí)在多大量級(jí)上開(kāi)采地下水進(jìn)行科學(xué)的分析，對(duì)保護(hù)地下水資源、合理開(kāi)發(fā)地下水資源具有重大的決策支持作用。當(dāng)

11、前，全國(guó)已經(jīng)建立了很多基于地理信息系統(tǒng)的水資源管理系統(tǒng)，比如全國(guó)水資源綜合規(guī)劃項(xiàng)目、上海市水資源普查管理GIS系統(tǒng)、遼寧省太子河流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)、黃河下游水資源管理空間決策支持系統(tǒng)等等。基于地理信息系統(tǒng)的水資源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容包括地理信息空間數(shù)據(jù)庫(kù)、遙感信息庫(kù)、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)以及與各類(lèi)數(shù)據(jù)形式管理相應(yīng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。（1）基礎(chǔ)電子地圖的建設(shè)：基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)均采用國(guó)家現(xiàn)有的1：25萬(wàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。主要內(nèi)容包括行政區(qū)

12、邊界、城市、居民點(diǎn)、河流、湖泊、水庫(kù)、公路、鐵路等信息。（2）專(zhuān)業(yè)電子地圖的建設(shè)：專(zhuān)業(yè)電子地圖數(shù)據(jù)是在基礎(chǔ)電子地圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合水資源信息描述的需要，將專(zhuān)業(yè)地理數(shù)據(jù)數(shù)字化，與基礎(chǔ)電子地圖相匹配并進(jìn)行疊加。主要內(nèi)容包括各類(lèi)水利工程的分布、各級(jí)流域分區(qū)（水資源分區(qū)）的邊界、水文站、雨量站、蒸發(fā)站、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站、排污口、水體功能區(qū)等信息。（3）遙感信息庫(kù)的建設(shè)：遙感信息庫(kù)是利用遙感遙測(cè)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯等加工處理，形成能與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)相匹配的數(shù)

13、據(jù)。（4）屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)：水資源綜合信息屬性數(shù)據(jù)庫(kù)是本系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，是查詢的對(duì)象。數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、水資源狀況、水資源利用狀況、水利工程狀況、水環(huán)境狀況以及土地利用狀況等。（5）基于GIS方式的水資源管理信息系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的建設(shè)：結(jié)合水資源綜合信息管理的需要，基于數(shù)據(jù)庫(kù)，采用嵌入式GIS開(kāi)發(fā)技術(shù)建設(shè)基于GIS方式的水資源管理軟件系統(tǒng)。主要功能包括屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、空間數(shù)據(jù)的管理以及屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)相結(jié)合的信息管理等內(nèi)容