馮文強(qiáng)，任 玖，譚 詹

(四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 崇州，611231)

水涵養(yǎng)著生命，見(jiàn)證著歷史的變遷。社會(huì)的發(fā)展所引起的水資源問(wèn)題使得更多的人開(kāi)始關(guān)注水文化，作為文化中的一部分，水文化與人類的生活無(wú)疑是最親密的。水文化既包括精神文化，比如人們對(duì)水的認(rèn)識(shí)、歌頌，人們對(duì)水的利用和管理所形成制度、風(fēng)俗和法律，又包括物質(zhì)文化，人們?cè)谑褂煤凸芾硭倪^(guò)程中所形成的具有文化內(nèi)涵的建設(shè)成果，比如用于對(duì)水進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用和治理保護(hù)的運(yùn)河、大壩、橋梁等水利工程。目前水文化建設(shè)的研究主要側(cè)重于精神文化的建設(shè)，物質(zhì)文化建設(shè)只是基于某個(gè)點(diǎn)的研究。利用GIS技術(shù)對(duì)水文化中物質(zhì)文化的地理空間分布信息進(jìn)行管理、分析，為水文化建設(shè)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

1 GIS在“水”中的應(yīng)用現(xiàn)狀

人類活動(dòng)中80%的信息都與地理空間位置有關(guān)，GIS系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)硬件、軟件的支持下，對(duì)各種與空間位置相關(guān)的信息進(jìn)行處理分析的信息系統(tǒng)。GIS系統(tǒng)強(qiáng)大的空間分析能力，使其有別于CAD等信息系統(tǒng)。

GIS目前已廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、交通運(yùn)輸、資源管理、環(huán)境保護(hù)等各行各業(yè)?；跀?shù)據(jù)庫(kù)的GIS可以存儲(chǔ)各類空間數(shù)據(jù)及其對(duì)應(yīng)位置的屬性數(shù)據(jù)，達(dá)到快速查詢、分析和制圖，為決策服務(wù)。在眾多行業(yè)中，水利行業(yè)一直是GIS應(yīng)用的重點(diǎn)，水利信息幾乎都與空間位置相關(guān)。水資源管理、水土保持、防汛抗旱、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水利工程等水利信息如果只是利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、文本報(bào)告展現(xiàn)給決策者和公眾，很難直觀地了解，相比于傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖，水利GIS提供的平臺(tái)實(shí)時(shí)性、交互性更強(qiáng)，一些復(fù)雜的水文動(dòng)力學(xué)模型也能實(shí)現(xiàn)。GIS已成為水利行業(yè)中不可或缺的技術(shù)，全國(guó)水資源規(guī)劃系統(tǒng)正是選定ArcGIS作為平臺(tái)，該平臺(tái)提供了水資源配置，供水預(yù)測(cè)、需水預(yù)測(cè)、水資源調(diào)查評(píng)價(jià)等功能。第一次全國(guó)水利普查正是采用的ArcGIS空間數(shù)據(jù)模型和普查采集軟件，GIS在各省級(jí)防汛指揮系統(tǒng)也發(fā)揮著重要作用，為決策者提供諸如洪水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度、災(zāi)情評(píng)估、汛情監(jiān)測(cè)以及防汛抗旱管理等功能。

2 GIS在水文化中的具體應(yīng)用

2.1 GIS在水資源管理中的應(yīng)用

水資源是水文化源頭，水資源包括地下水和地表水，這里主要針對(duì)的是地表水的管理。目前GIS在水資源方面的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟了，水資源信息的不斷更新帶來(lái)的數(shù)據(jù)越來(lái)越多，利用GIS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有河流、湖泊的數(shù)字化管理。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，水資源管理地理信息系統(tǒng)包含著與之關(guān)聯(lián)的所有數(shù)據(jù)，這些水資源數(shù)據(jù)來(lái)自于不同的渠道，有政府部門(mén)的水資源管理數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)，還有一些其他水文數(shù)據(jù)，只有把各種數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，才能挖掘出更深層次的價(jià)值。在GIS中，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源信息的存儲(chǔ)、管理，還能通過(guò)地理空間位置查詢到該區(qū)域的各種水資源信息，并對(duì)水資源信息進(jìn)行綜合分析，比如流域劃分、徑流量統(tǒng)計(jì)、湖泊蓄水量變化監(jiān)測(cè)等。

2.2 GIS在水文化遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用

水文化遺產(chǎn)是在人們利用水進(jìn)行生產(chǎn)與生活時(shí)所創(chuàng)造的物質(zhì)文化，經(jīng)過(guò)時(shí)間的累積，這些物質(zhì)文化保存下來(lái)，是人類的文化財(cái)富。但是很多水文化遺產(chǎn)在時(shí)間的長(zhǎng)河中遭到不同程度的損壞，甚至已經(jīng)消失。利用GIS對(duì)水文化遺產(chǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和空間分析，為水文化遺產(chǎn)的保護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐。利用GIS存儲(chǔ)管理區(qū)域內(nèi)的水文化遺產(chǎn)，建立水文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可將水文化遺產(chǎn)分為點(diǎn)、線、面三種類型，點(diǎn)類型是指水利工程和祭祀等類型的建筑，比如閘、壩和廟等；線類型主要是指水運(yùn)和灌溉類地物，比如溝渠、運(yùn)河；面類型是指大范圍的水文化景觀，比如池、泉等。整合區(qū)域水文化遺產(chǎn)資源，對(duì)水文化遺產(chǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為水文化遺產(chǎn)的保護(hù)和開(kāi)發(fā)提供決策支持。

2.3 GIS在水文化建設(shè)適宜性中的應(yīng)用

水文化建設(shè)包括精神文化建設(shè)和物質(zhì)文化建設(shè)兩個(gè)方面。水文化大多是在進(jìn)行水事活動(dòng)中自然產(chǎn)生的，但為了傳播和發(fā)揚(yáng)當(dāng)?shù)厮幕?，有時(shí)也需要尋找特定的地點(diǎn)修建水文化景觀或建筑，這就是水文化建設(shè)中的物質(zhì)文化建設(shè)。水文化建設(shè)的影響因素是非常多的，利用GIS綜合地質(zhì)、水文、區(qū)域經(jīng)濟(jì)、交通、人文等因素進(jìn)行區(qū)域水文化建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)，將區(qū)域劃分為已建區(qū)、適建區(qū)、限建區(qū)和禁建區(qū)，針對(duì)不同的區(qū)域進(jìn)行不同程度的開(kāi)發(fā)。

2.4 GIS在水文化歷史中的應(yīng)用

水文化隨著時(shí)間不斷演變，中間經(jīng)歷了空間位置、表現(xiàn)形式等各方面的變化。水文化歷史是水文化的重要組成部分，如果不了解水文化歷史，就無(wú)法理解水文化的內(nèi)涵，我們要傳承的不僅僅是水文化的表現(xiàn)形式，更應(yīng)該是水文化的內(nèi)涵。水文化是在特定的地理位置產(chǎn)生并發(fā)展的，因此，建立水文化歷史地理信息系統(tǒng)，對(duì)不同時(shí)期的水文化歷史信息進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、管理和分析，對(duì)研究水文化的歷史變遷具有重要意義。同時(shí)可以制作各式各樣的水文化歷史專題地圖，水文化歷史專題地圖看似簡(jiǎn)單，但卻需要大量的歷史數(shù)據(jù)，這對(duì)水文化歷史的研究和傳播也是非常有利的。

3 GIS在水文化中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 GIS數(shù)據(jù)獲取

數(shù)據(jù)是GIS的生命，GIS的數(shù)據(jù)源非常廣，包括地圖、DEM、遙感影像數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)和各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。近年來(lái)傾斜攝影測(cè)量等各種新技術(shù)的發(fā)展使得GIS的數(shù)據(jù)獲取速度和質(zhì)量也得到了發(fā)展。這兩年傾斜攝影測(cè)量發(fā)展非常迅速，傳統(tǒng)的航空攝影無(wú)法獲得地物的三維信息，而傾斜攝影測(cè)量可以快速獲取大范圍區(qū)域地物的三維立體信息。利用傾斜攝影測(cè)量獲取水文化遺產(chǎn)的三維立體信息，生成接近真實(shí)的水文化遺產(chǎn)三維場(chǎng)景。

3.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)是近幾年非常熱門(mén)的話題，GIS的空間分析能力和可視化能力的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上數(shù)據(jù)產(chǎn)生的速度，只有將GIS與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，讓GIS能夠處理時(shí)空大數(shù)據(jù)。我國(guó)的河流、湖泊數(shù)量非常多，流域面積大于1500km2的河流就有1500條，流域面積大于100km2的河流超過(guò)5萬(wàn)條，我國(guó)所有河流總流程超過(guò)了43萬(wàn)km。我國(guó)是多湖泊國(guó)家，面積在1km2以上的天然湖泊多達(dá)2800個(gè)。加上與水資源相關(guān)的各種數(shù)據(jù)，比如水文、水域地質(zhì)、水環(huán)境等，此外我國(guó)的水文化遺產(chǎn)也非常多，伴隨著時(shí)間的推移，數(shù)據(jù)越來(lái)越多，如此大量的數(shù)據(jù)光靠傳統(tǒng)的GIS很難高效地存儲(chǔ)管理和分析處理。大數(shù)據(jù)時(shí)代下的GIS可以提升水資源、水文化信息的數(shù)據(jù)分析能力，挖掘更多有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

3.3 三維GIS與水文化建設(shè)

傳統(tǒng)的二維已經(jīng)不能滿足人們的要求，三維技術(shù)的產(chǎn)生讓我們能夠看到更為真實(shí)的場(chǎng)景?，F(xiàn)在三維數(shù)據(jù)的獲取已經(jīng)得到極大的發(fā)展，三維建設(shè)成本大幅降低。同時(shí)三維建設(shè)技術(shù)也迅速發(fā)展，三維實(shí)體數(shù)據(jù)模型、BIM等技術(shù)讓三維GIS的普及成為現(xiàn)實(shí)。三維GIS可用于水資源管理，可以查看到水資源的具體情況，包括數(shù)量、類別分布等。同時(shí)利用三維GIS還原水文化遺產(chǎn)的真實(shí)場(chǎng)景，這樣人們足不出戶就可以全景游覽水文化遺產(chǎn)，高校可利用水文化遺產(chǎn)三維場(chǎng)景進(jìn)行水文化教育，這對(duì)水文化的傳播具有重要意義，同時(shí)使全民水文化教育的實(shí)現(xiàn)成為可能。

3.4 Web地圖與水文化建設(shè)

傳統(tǒng)的地圖是制圖者為主導(dǎo)，未來(lái)的地圖是以用戶為核心。將Web地圖應(yīng)用于水文化建設(shè)是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。在Web地圖中，人們不再受到硬件、軟件的影響，人們可以按照自己的想法來(lái)設(shè)計(jì)水文化專題地圖，比如水文化遺產(chǎn)的分布、水文化遺產(chǎn)的演變等等，真正實(shí)現(xiàn)用戶決定看什么、查什么、形成什么樣的水文化專題圖。

4 結(jié)論

綜上所述，GIS在水資源管理中的應(yīng)用已經(jīng)非常深入，但在水文化方面涉及甚少。將GIS技術(shù)應(yīng)用于水文化建設(shè)，建立水文化建設(shè)地理信息系統(tǒng)，對(duì)大量的水資源、水文化遺產(chǎn)、水文化歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理、處理分析，評(píng)價(jià)水文化建設(shè)適宜性，制作水文化專題地圖，同時(shí)未來(lái)利用GIS新技術(shù)提升數(shù)據(jù)獲取與處理能力，三維GIS與Web地圖等技術(shù)可以助力水文化傳播與水文化教育。