許春陽(yáng)

江蘇省金湖縣水務(wù)局

GIS在水資源管理中的應(yīng)用

許春陽(yáng)

江蘇省金湖縣水務(wù)局

水資源短缺問(wèn)題日益突出，成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素，而應(yīng)用GIS對(duì)水資源進(jìn)行管理能夠發(fā)揮GIS技術(shù)的長(zhǎng)處，能夠有效提高水資源管理效率和利用效率。GIS技術(shù)的應(yīng)用使得水資一些不足之處，有待我們對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行更加深入的探究與改進(jìn)。本文將對(duì)GIS在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，討論未來(lái)GIS技術(shù)應(yīng)用的前景。

GIS；水資源管理；應(yīng)用

1 引言

地理信息系統(tǒng)GIS作為當(dāng)前計(jì)算機(jī)空間信息處理分析系統(tǒng)，其能夠有效結(jié)合時(shí)空分布特點(diǎn)變化對(duì)相關(guān)空間信息、圖表數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行完善分析處理，當(dāng)水文研究領(lǐng)域應(yīng)用中可結(jié)合水資源特點(diǎn)對(duì)水資源循環(huán)性、資源信息評(píng)估及有效利用率等發(fā)面發(fā)揮至關(guān)重要的作用，讓研究者準(zhǔn)確評(píng)估分析水文資源及調(diào)度。

2 地理信息系統(tǒng)的分類及其各自的利弊

隨著科技的發(fā)展及社會(huì)發(fā)展的需求，地理信息系統(tǒng)的種類也日趨豐富。以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為依據(jù)來(lái)劃分，地理信息系統(tǒng)大致可分為矢量型系統(tǒng)和柵格型系統(tǒng)。因這兩種系統(tǒng)各有利弊，目前最為普遍的趨勢(shì)就是將兩者結(jié)合起來(lái)使用。應(yīng)用比較廣泛的幾款地理信息系統(tǒng)：ARC/INFO，是由美國(guó)環(huán)境研發(fā)所設(shè)計(jì)出來(lái)的一款地理信息系統(tǒng)，它是以矢量數(shù)據(jù)為主的一款系統(tǒng)，功能完備；GRASS，是由美國(guó)陸軍工程師兵團(tuán)建筑工程研究室發(fā)明，是一款以柵格型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為主的系統(tǒng)，其主要的優(yōu)勢(shì)就是對(duì)于信息的處理方便快捷；IDRI-SI，也是一款以柵格型數(shù)據(jù)為主的商業(yè)性的地理信息處理系統(tǒng)，其最大的特點(diǎn)就是價(jià)格比較便宜、處理信息的速度比較快，但是功能不夠完備；ERDAS，是一款功能相對(duì)于來(lái)說(shuō)比較完備的系統(tǒng)，它其實(shí)是將圖片處理與GIS相結(jié)合的一款系統(tǒng)，多應(yīng)用于商業(yè)之中，這款系統(tǒng)既可以處理矢量型數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以處理柵格型數(shù)據(jù)。

3 水資源數(shù)據(jù)庫(kù)的建立要求

要建立起一個(gè)較為完備的水資源數(shù)據(jù)庫(kù)不是一件簡(jiǎn)單容易的事情，這項(xiàng)工作涉及的面較廣，而且有關(guān)事物較為龐雜。由于水資源數(shù)據(jù)的特點(diǎn)的多維性，這對(duì)數(shù)據(jù)的采集過(guò)程就有了較為嚴(yán)格的規(guī)定，在對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的時(shí)候，不僅要記錄數(shù)據(jù)采集的時(shí)間，還要對(duì)其具體的地理位置進(jìn)行相關(guān)記錄。由此，對(duì)于同一個(gè)地方水資源的地理位置以及采集數(shù)據(jù)的時(shí)間都有了一個(gè)確切的標(biāo)記，這樣對(duì)該處的水資源及水文情況我們就可以有更加全面的進(jìn)行了解了。水資源監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)在采樣時(shí)間上精確到了分鐘(采樣時(shí)間、采樣時(shí)分)，在取樣位置上又精確到了測(cè)點(diǎn)(測(cè)站、斷面、測(cè)線、測(cè)點(diǎn))，因此數(shù)據(jù)量是極其龐大的?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)包括兩大類；一類是基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)，包括邊界圖、行政區(qū)劃圖、水系圖、居民地分布圖、地形、交通等等，這一類數(shù)據(jù)主要是作為背景顯示；另一類是水資源專題圖層，這一類包括水情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布圖等、水資源功能區(qū)劃圖等。

4 GIS技術(shù)在水資源管理中的具體功能

4.1 供水管網(wǎng)信息管理

①獨(dú)立性開(kāi)放設(shè)計(jì)；②集成二次開(kāi)發(fā)；③單純二次開(kāi)發(fā)。這其中又屬獨(dú)立性開(kāi)發(fā)模式最為簡(jiǎn)單，其開(kāi)發(fā)過(guò)程可做到完全獨(dú)立性，對(duì)于GIS技術(shù)及數(shù)據(jù)依賴性較低；而集成二次開(kāi)發(fā)則必須嚴(yán)格按照GIS技術(shù)信息及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)規(guī)劃，需借助GIS技術(shù)優(yōu)秀的空間信息處理技術(shù)來(lái)達(dá)到可視化供水管網(wǎng)的開(kāi)發(fā)，同時(shí)也是難度最高的開(kāi)發(fā)模式；單純二次開(kāi)發(fā)則是基于GIS技術(shù)提供信息適當(dāng)調(diào)整供水管網(wǎng)，其開(kāi)發(fā)難度僅處于中位水平。在供水管網(wǎng)信息規(guī)劃中運(yùn)用GIS技術(shù)提取編輯水文水資源信息，結(jié)合水利計(jì)算能力與優(yōu)化選泵點(diǎn)等積極因素為供水管網(wǎng)開(kāi)發(fā)建設(shè)提供良好的指導(dǎo)，有效改善優(yōu)化管網(wǎng)建設(shè)方案。

4.2 在水污染控制規(guī)劃方面的應(yīng)用

將GIS技術(shù)應(yīng)用到水污染控制規(guī)劃方面顯得非常有必要。利用GIS技術(shù)采集水污染分布等數(shù)據(jù)參數(shù)，并可視化地加以呈現(xiàn)，設(shè)計(jì)出合理的水污染控制方案，最大限度地發(fā)揮城市排污網(wǎng)絡(luò)功能，降低水污染給環(huán)境造成的影響。具體操作時(shí)首先需明確水污染控制規(guī)劃對(duì)象，利用GIS技術(shù)采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，建立專門的數(shù)據(jù)庫(kù)，并建立面向用戶的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，依據(jù)采集的數(shù)據(jù)對(duì)水污染控制模型加以完善，最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域環(huán)境內(nèi)水污染的管理控制。

4.3 地下水資源的勘查

對(duì)于水資源的保護(hù)、規(guī)劃、管理以及合理開(kāi)發(fā)利用而言，地下水資源的勘查必然是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。對(duì)地下水資源的勘查，其根本的目的在于查明區(qū)域內(nèi)主要含水層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、空間分布、導(dǎo)水性、含水層的邊界以及各個(gè)含水層之間的水力聯(lián)系等特征。針對(duì)于地表水資源的空間分布以及調(diào)配的方面來(lái)說(shuō)，GIS技術(shù)的應(yīng)用能夠讓我們對(duì)地下水的埋深以及蘊(yùn)藏量等信息進(jìn)行系統(tǒng)、全面的掌握，從而為地下水資源的保護(hù)、管理、規(guī)劃以及合理開(kāi)發(fā)與利用等提供具有全面性、準(zhǔn)確性的決策支持，讓地下水資源的管理更加科學(xué)化、規(guī)范化。

4.4 地表水資源管理

地表水是指存在于地殼表面，暴露于大氣的水，是河流、冰川、湖泊、沼澤四種水體的總稱。地表水資源指特定區(qū)域內(nèi)由降水產(chǎn)生的地表徑流量，包括冰雪水、河川水和湖沼水等，其主要?jiǎng)討B(tài)組成為河川徑流量。它是人類生活用水的重要來(lái)源之一，也是水資源的重要組成部分。GIS技術(shù)的應(yīng)用能夠讓我們對(duì)地表水的補(bǔ)給信息進(jìn)行系統(tǒng)、全面的掌握，以此來(lái)得出更加精確的空間數(shù)據(jù)與成果細(xì)化模型，利用 GIS 可實(shí)現(xiàn)圖形和屬性數(shù)據(jù)的雙向查詢，對(duì)水資源數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理，在此基礎(chǔ)上做出評(píng)價(jià)?？焖僬莆?水文水資源內(nèi)的各種信息，并且能夠?qū)崟r(shí)地根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更新，使 水資源管理達(dá)到系統(tǒng)化、科學(xué)化，促進(jìn)水文水資源的有效開(kāi)發(fā)和可持續(xù)利用。

5 結(jié)束語(yǔ)

GIS技術(shù)在水資源管理中的應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，這項(xiàng)技術(shù)的引入方便工作人員的管理。但在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行使用的過(guò)程當(dāng)中，我們也不能一味的依靠它提供給我們的數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@其中的數(shù)據(jù)還不能真正的達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，精度也有一定的偏差，這將會(huì)給有關(guān)工作帶來(lái)一定影響。應(yīng)在工作中應(yīng)不斷對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新，使其更適宜于水資源管理方面的工作，做到數(shù)據(jù)更精確、使用更便捷。

[1] 李春光.探析 GIS 在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015(21).

[2] 李平夫，王艷穎.GIS 技術(shù)在水資源管理中的應(yīng)用研究[J].科技信息，2012(12).