蘭　天,趙　耘,趙長(zhǎng)春（中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院,山東　臨沂　276006）

水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)研究

蘭天,趙耘,趙長(zhǎng)春
（中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院,山東臨沂276006）

水文地質(zhì)空間作為地球空間信息系統(tǒng)的重要組成部分，水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)是對(duì)地球表面地下水的分布和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的信息集成、分析和處理系統(tǒng)。水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)為生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水提供技術(shù)和信息支持，是水土保持、水資源保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害防范的信息來(lái)源和依據(jù)[1]。本文結(jié)合水文地質(zhì)空間信息的特征，研究水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)的構(gòu)建方法和應(yīng)用領(lǐng)域。

水文地質(zhì)；空間信息系統(tǒng)；構(gòu)建與應(yīng)用

隨著社會(huì)信息化水平的不斷提高，以地理信息系統(tǒng)(GIS)為代表的現(xiàn)代信息、地理和地圖科學(xué)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的諸多領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)被基于地理信息系統(tǒng)(GIS)而進(jìn)一步深化完善和深度開(kāi)發(fā)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

1　水文地質(zhì)空間信息的特征

水文地質(zhì)空間信息是反映地下水?dāng)?shù)量、水質(zhì)隨著時(shí)間和空間發(fā)生變化和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)據(jù)信息流[2]，由于地質(zhì)環(huán)境和地下水運(yùn)動(dòng)具有一定的不規(guī)則性，因此水文地質(zhì)空間信息具有不確定性、系統(tǒng)性和時(shí)滯性特征。

1.1水文地質(zhì)空間信息的不確定性

所謂不確定性是指某種物資或系統(tǒng)處于狀態(tài)不穩(wěn)定、運(yùn)動(dòng)不規(guī)律、信息流反饋不連續(xù)等不規(guī)則、不易測(cè)算或預(yù)測(cè)的特征。對(duì)于水文地質(zhì)空間信息而言，不確定性主要體現(xiàn)在時(shí)間上和空間上兩個(gè)維度。

水文空間信息在時(shí)間上不穩(wěn)定，信息的種類(lèi)、性質(zhì)和強(qiáng)弱并不是時(shí)間的函數(shù)，如地下水的水流大小、水質(zhì)量值等時(shí)而瞬間發(fā)生較大變化、時(shí)而長(zhǎng)期穩(wěn)定不變，具有不易預(yù)測(cè)、不易掌控的特性。

在空間上的不確定性是指在不同地形地貌、不同區(qū)域、不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)或者同一地表點(diǎn)對(duì)應(yīng)的不同深度，水文地質(zhì)信息不相同、不規(guī)律、分布隨機(jī)等特點(diǎn)。

1.2水文地質(zhì)空間信息的系統(tǒng)性

地球水環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，地表徑流、地下徑流、含水層、隔水層等諸多因素均對(duì)水文地質(zhì)空間信息造成影響，這些因素相互影響又共同作用，在一定程度上具備“蝴蝶效應(yīng)”，使得水文地質(zhì)空間信息與地下地表環(huán)境構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。

1.3水文地質(zhì)空間信息的時(shí)滯性

信息的傳導(dǎo)需要一定的時(shí)間，水文地質(zhì)空間信息從各個(gè)信息源通過(guò)信息收集和傳導(dǎo)系統(tǒng)傳送至接收端，在經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換成可讀懂的信息，這個(gè)過(guò)程往往會(huì)造成接收到信息時(shí)，信息反饋的事件已經(jīng)發(fā)生一段時(shí)間，也就是水文地質(zhì)空間信息的時(shí)滯性。

2　水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用

由于水文地質(zhì)信息對(duì)于人們工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、生活用水、土地資源保護(hù)與綜合開(kāi)發(fā)利用、水土保持與地質(zhì)災(zāi)害防范等領(lǐng)域的重要作用，就有必要建立對(duì)水文地質(zhì)信息進(jìn)行收集、分類(lèi)、處理、集成、分析和共享的系統(tǒng)平臺(tái)[3]。

2.1水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)的構(gòu)建原則

實(shí)用性、動(dòng)態(tài)性、高效性是構(gòu)建水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)的主要原則。由于水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)構(gòu)建的目的是滿足各種使用需求，構(gòu)建系統(tǒng)的重首要原則就是實(shí)用性，如果不具備實(shí)用性，就違背了構(gòu)建信息系統(tǒng)的初衷和目的。水文地質(zhì)空間信息的不確定性、時(shí)滯性、系統(tǒng)性特征決定了其信息系統(tǒng)構(gòu)建要遵循動(dòng)態(tài)性原則，只要?jiǎng)討B(tài)才能保證獲取的信息的時(shí)效性和真實(shí)性，時(shí)效性不符合要求的信息往往會(huì)導(dǎo)致信息使用者做出與事實(shí)不符的決策，浪費(fèi)了大量資源。構(gòu)建水文地質(zhì)信息系統(tǒng)要從系統(tǒng)軟件和硬件上多思考其信息傳導(dǎo)和處理速度，保證信息的獲取和相應(yīng)機(jī)制高效運(yùn)行。

2.2水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)構(gòu)建模型

水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)的模型設(shè)計(jì)要綜合考慮信息的特征、系統(tǒng)構(gòu)建原則和信息應(yīng)用領(lǐng)域和方向，要分類(lèi)、分級(jí)建立信息的收集和處理模塊?？傁到y(tǒng)要綜合、全面、高效，能起到快速總攬全局的作用，子系統(tǒng)要分類(lèi)合理，與總系統(tǒng)之間的信息傳導(dǎo)要流暢高效，并與其他子系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2.3水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)

不同的領(lǐng)域、專(zhuān)業(yè)和工作人員對(duì)水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)應(yīng)用需求不同，因此，系統(tǒng)構(gòu)建開(kāi)發(fā)者要針對(duì)不同的用戶(hù)需求打造有針對(duì)性的使用平臺(tái)。使用平臺(tái)要具備專(zhuān)業(yè)性、服務(wù)性和易于操作的特征。

2.4系統(tǒng)應(yīng)用端的設(shè)計(jì)

要用軟硬件上的合理的流程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用端的界面簡(jiǎn)單、信息集成、便于操作。信息的導(dǎo)出端要有符合統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，既要有數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單反應(yīng)，也要有匯總、分析和異常追蹤。如在地質(zhì)防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)用平臺(tái)，要使工作人員能在平臺(tái)上直觀地發(fā)現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，以做出預(yù)警響應(yīng)；也要能導(dǎo)出地質(zhì)災(zāi)害的分類(lèi)、分級(jí)、分區(qū)域、分時(shí)段等匯總和分類(lèi)信息，能夠自動(dòng)計(jì)算并導(dǎo)出歷史地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)點(diǎn)、重大地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生點(diǎn)等分析類(lèi)參數(shù)。以便幫助工作和研究人員分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的特點(diǎn)和規(guī)律，科學(xué)防災(zāi)減災(zāi)。

3　結(jié)束語(yǔ)

基于水文地質(zhì)信息的不確定性、系統(tǒng)性和時(shí)滯性等特點(diǎn)，要遵循實(shí)用性、動(dòng)態(tài)性、高效性的原則構(gòu)建和開(kāi)發(fā)水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)，分類(lèi)、分級(jí)并結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)和構(gòu)建數(shù)據(jù)全面實(shí)時(shí)、分類(lèi)合理、使用界面簡(jiǎn)單高效的水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)。在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、土地資源保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害防范等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

[1]沈思成.水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)構(gòu)建[J].低碳世界，2014(07):130.

[2]翁曉鵬，王文科，曹建成，孫金林，喬曉英.水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪與空間地理信息,2012(10):81-83.

[3]孫金玲,楊澤元等.基于GIS的水文地質(zhì)空間信息研究與應(yīng)用[J].地理與地理信息科學(xué),2011(04):41-42.