郭明華

(山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊，山東 威海 264209)

GIS本質(zhì)是運行在計算機上的一種軟件，其是一門綜合性的學(xué)科，集成應(yīng)用了地理學(xué)、地圖學(xué)、計算機科學(xué)、遙感學(xué)等，構(gòu)建成一個集數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、顯示、管理、計算等為一體的地理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于計算機運行，對地理空間信息進行分析并處理成圖，將地表現(xiàn)象和事物可視化的顯示出來。從以上的分析可以看出，其強大的功能適用于水文水資源領(lǐng)域，像調(diào)查地下水資源、地表水資源狀況，以及監(jiān)測水質(zhì)與江河湖泊的水位變化等。GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的良好運用，對于水資源管理和保護工作有著重要意義。

1 GIS技術(shù)特點分析

1.1 可視化

GIS技術(shù)通過地理現(xiàn)象與事物的信息收集，并進行成圖處理后，完成對現(xiàn)實地表事物的三維模擬，運用GIS的顯示功能呈現(xiàn)出來，展示出事物的輪廓與空間結(jié)構(gòu)。人們通過三維模擬圖直觀看到地表事物的真實情況，為后續(xù)工作的開展提供依據(jù)。

1.2 展現(xiàn)事物的特征屬性

地表事物不是孤立存在的，其與地表其他事物都有著一定的聯(lián)系，也就是特征屬性。GIS在獲取地表事物數(shù)據(jù)信息后，還可對其周圍事物的數(shù)據(jù)進行收集，通過數(shù)據(jù)處理獲取事物周圍空間內(nèi)其他事物的特征屬性，GIS集中收集與管理這些數(shù)據(jù)信息，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立地表事物之間的關(guān)聯(lián)，形成一個完整的地表事物圖像，以簡化后續(xù)不必要的工作程序。

1.3 空間導(dǎo)向

GIS擁有一個強大的數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建一個功能完善的電子地圖，如圖1所示，在GIS中可以根據(jù)自身的實際需要縮放地圖，獲取其中的地域信息。而且在獲取新的地理數(shù)據(jù)信息后，還可進行地圖信息的調(diào)整，實時更新地圖，確保地圖信息的準確度，可滿足不同領(lǐng)域的工作需要，為GIS技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。

圖1 基于GIS技術(shù)的電子地圖

1.4 空間思維

GIS廣泛收集了地理信息，這些數(shù)據(jù)信息之間有著一定的邏輯關(guān)系。而GIS的空間思維功能，為空間分析提供了便利，GIS技術(shù)基于地理數(shù)據(jù)，借助合適的軟件將這些數(shù)據(jù)信息進行處理。GIS技術(shù)將多個空間分析工具進行了集成，組合成二次分析工具，當使用者根據(jù)自身的需要向分析工具中輸入數(shù)據(jù)后，就會生成一個完整的程序，使用者可直接將該程序輸入GIS，就可獲取使用者想要的結(jié)果。

2 GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的運用

2.1 評價與規(guī)劃管理中的應(yīng)用

2.1.1 評價

在傳統(tǒng)的水資源評價工作中，只針對區(qū)域內(nèi)的水資源進行評價，確定其實際的利用情況，而缺少分布變化的信息，影響到水資源評價結(jié)果的準確性。在評價工作中使用GIS技術(shù)后，獲取區(qū)域內(nèi)水資源的數(shù)據(jù)信息，直觀化展示水資源的分布情況，以及通過歷史數(shù)據(jù)的收集與分析，可以評價其變化趨勢，而且GIS具有數(shù)據(jù)收集、加工、處理、成圖的功能，可明顯提升評價工作的效率，為區(qū)域內(nèi)水資源管理與研究工作提供了技術(shù)支撐。

2.1.2 規(guī)劃管理

水資源規(guī)劃管理中，基于GIS技術(shù)搭建其信息化管理平臺，為水資源規(guī)劃管理提供其所需的地理信息數(shù)據(jù)，像規(guī)劃管理區(qū)域的地形地貌，地表各項事物信息，土壤植被、水資源分布、地下水分布、生態(tài)狀況等。GIS技術(shù)還為管理平臺提供了成圖功能，通過收集規(guī)劃管理區(qū)域的地表事物信息，生成規(guī)劃管理所需的水資源分布圖、污染情況圖等，以為水資源規(guī)劃管理工作的開展提供依據(jù)。

2.2 水文預(yù)報中的應(yīng)用

GIS技術(shù)擴大了水文預(yù)報的信息源，提高了水文預(yù)報的時效與精度，基于該技術(shù)構(gòu)建的水文自動測報系統(tǒng)，實現(xiàn)水文信息的一體化管理，可以預(yù)報的內(nèi)容包括了以下3點，①水位高低，確定水文系統(tǒng)的含量，以評估其自我調(diào)節(jié)的水平；②水量大小，該項預(yù)報與社會的生產(chǎn)生活相關(guān)，通過對水文系統(tǒng)水量大小的預(yù)報，確定水資源的實際狀況，是否可滿足社會生產(chǎn)生活的需求，一旦利用超載，則會影響到水文系統(tǒng)的正常發(fā)展；③含沙量，其關(guān)系到水文系統(tǒng)的生態(tài)狀況，含沙量過高會引起較為嚴重的生態(tài)后果。在水文自動測報系統(tǒng)中，使用GIS技術(shù)收集水文系統(tǒng)的地理信息，包括了水文的面積、長度、周圍事物信息等，構(gòu)建出水文模型，用于水文預(yù)報工作。同時設(shè)置了地理信息查詢模塊，用于水位、含沙量、水量的查詢，以及具有空間信息分析功能，通過地理信息的收集，展開空間分析生成水文預(yù)報所需的三維立體圖像。

2.3 地下水調(diào)查中的運用

地下水是水資源中的一部分，同時也是水資源保護與管理中的重點，地下水調(diào)查需要獲取其空間分布信息，以及地下水所處的地質(zhì)條件、水層邊界等關(guān)鍵信息，以為地下水資源的開發(fā)利用提供依據(jù)。GIS技術(shù)主要用于地表事物的信息收集，而地下水處于地表之下，其在地下水調(diào)查中，收集的信息有地下水儲量、埋深等，然后通過空間分析，構(gòu)建地下水調(diào)查模型，真實完整的反映出地下水的各項信息，以作為水資源開發(fā)、利用、保護決策的重要參考。此外，GIS技術(shù)擁有海量的地下水空間地理信息，使用數(shù)據(jù)庫可以查詢到地下水的各項信息，并通過這些空間信息的分析，預(yù)測地下水未來的發(fā)展趨勢，使水資源各項工作更加的科學(xué)合理。

2.4 降雨量計算中的運用

水文水資源領(lǐng)域涉及到的內(nèi)容繁多，其中，降雨量的計算工作為其管理決策提供了重要的數(shù)據(jù)信息。GIS技術(shù)在降雨量計算中的運用主要有以下兩個方面，一方面是計算方法的支持，GIS技術(shù)具有強大的數(shù)據(jù)計算功能，保證了降雨量計算的精準度，而且降雨量計算需要處理大量的數(shù)據(jù)信息，其與計算區(qū)域內(nèi)監(jiān)測站點的密度有關(guān)，密度越大收集的降雨量數(shù)據(jù)信息越多，計算結(jié)果也就越精準；另一方面是原有的降雨量計算方法效率較差，計算的精準度也不是十分的理想，而GIS技術(shù)具有計算高精準與高速度的優(yōu)勢，完全滿足降雨量計算的要求，并且計算過程中不受人為因素的干擾，極大降低了計算的誤差，提升了降雨量計算的時效與精度。

2.5 水環(huán)境管理中的運用

水環(huán)境管理工作需要大量的水文水資源空間屬性信息，并對這些地理信息進行處理分析，以作為管理工作的參考。①使用GIS技術(shù)獲取水環(huán)境管理所需的信息，信息需保證全面、完整收集，以確保處理分析結(jié)果的精確度，在信息收集中需要注意，數(shù)據(jù)信息不局限于現(xiàn)階段，還要進行歷史性數(shù)據(jù)信息與文件資料的收集，確定水環(huán)境一段時間內(nèi)的變化趨勢，預(yù)測其未來的發(fā)展狀況；②根據(jù)水資源管理的內(nèi)容，建立水環(huán)境信息化管理系統(tǒng)，對水環(huán)境的變化進行實時監(jiān)測，形成對水環(huán)境的保護作用。

2.6 水污染中的應(yīng)用

GIS技術(shù)在水污染管理中的具體應(yīng)用如下，①借助該技術(shù)的信息收集、處理、成圖功能，生成水環(huán)境空間三維圖，通過計算機顯示出來，可確定污染的位置，以及受到污染的類型與程度，為水污染治理提供依據(jù)；②在獲取水污染關(guān)鍵信息后，構(gòu)建水污染治理數(shù)據(jù)庫，實時收集水污染治理動態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)污染治理工作中的不足，并進行治理方案的優(yōu)化與調(diào)整；③基于GIS技術(shù)專門打造水污染防治管理系統(tǒng)，對水環(huán)境水質(zhì)狀況進行動態(tài)監(jiān)管，掌握水文水資源的基本情況，動態(tài)呈現(xiàn)水污染的分布變化，以及展現(xiàn)水污染治理的各項信息等，提升水環(huán)境管理工作的效率。GIS技術(shù)在水污染管理中的運用流程如圖2所示。

圖2 GIS技術(shù)運用流程圖

3 GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中運用的發(fā)展方向

3.1 技術(shù)標準化與規(guī)范化

GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中具有應(yīng)用的巨大優(yōu)勢，但是技術(shù)應(yīng)用不具備針對性，該技術(shù)為多種學(xué)科交叉，主要功能是實時展示地理信息。在水文水資源領(lǐng)域中的運用，主要的功能是動態(tài)監(jiān)測與分析比較，為解決水文水資源問題提供數(shù)據(jù)信息支撐，實際應(yīng)用具有一定的局限性。因此，其未來發(fā)展的重要方向是針對水文水資源領(lǐng)域，進行GIS系統(tǒng)的技術(shù)標準化與規(guī)范化開發(fā)研究，以為水文水資源管理、保護、規(guī)劃、開發(fā)利用等提供強有力的技術(shù)支持。以及進行水文水資源領(lǐng)域全面的地理信息數(shù)據(jù)收集，打造信息資源豐富的數(shù)據(jù)庫，充分發(fā)揮出GIS技術(shù)優(yōu)勢，促進水文水資源領(lǐng)域的良好發(fā)展。

3.2 智能化發(fā)展

現(xiàn)階段，基于GIS技術(shù)構(gòu)建的水文水資源信息化系統(tǒng)，可滿足水文水資源領(lǐng)域查詢、處理、存儲、管理數(shù)據(jù)信息等的需求。但是在實際的應(yīng)用中，構(gòu)建的空間模型可進行數(shù)據(jù)信息的輸入與輸出，對模型進行動態(tài)調(diào)整，但是這些模型無法自動決策，影響到信息化系統(tǒng)的功能性。需要GIS技術(shù)在未來發(fā)展過程中，注重于智能化的解決方案，提升基于GIS技術(shù)水文水資源信息化系統(tǒng)的智能化、自動化水平，實現(xiàn)GIS技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)、移動通信技術(shù)等的高度集成，進而實現(xiàn)水文水資源預(yù)報、監(jiān)測、數(shù)據(jù)信息收集、管理等的智能化發(fā)展，并實時動態(tài)化展示成果圖像。

4 結(jié) 語

GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的運用，對于水文水資源管理、保護、開發(fā)利用等工作來說意義重大?；谠摷夹g(shù)打造出各種形式的水文水資源信息化系統(tǒng)，實時收集與管理水文水資源的地理信息，然后進行數(shù)據(jù)信息的空間分析，以為水文水資源領(lǐng)域各項工作的開展提供技術(shù)與信息支撐。像在水文預(yù)報中的應(yīng)用，輔助構(gòu)建了水文自動測報系統(tǒng)，對水文系統(tǒng)進行水位、含沙量、水流量的監(jiān)測，以為防洪減災(zāi)、流域治理等工作提供依據(jù)。在水污染防治中的應(yīng)用，專門打造了水污染防治管理系統(tǒng)，實時動態(tài)監(jiān)測水質(zhì)變化，全面提高了水污染防治工作的成效。因此，針對該技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域應(yīng)用的研究十分必要，充分挖掘GIS技術(shù)的各項優(yōu)勢，促進水文水資源領(lǐng)域的科學(xué)化發(fā)展。