溫榮平

（河北省滄州水文水資源勘測局，河北 滄州061000）

地理信息系統(tǒng)是一門于20世紀(jì)60年代中期問世的計算機(jī)應(yīng)用學(xué)科中的新技術(shù)，不僅能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效的管理和分析，還能夠為各級主管部門在制定方案、戰(zhàn)略決策等方面提供可靠的依據(jù)。地理信息系統(tǒng)是當(dāng)前水文水利工作的最重要基礎(chǔ)技術(shù)之一，對于實現(xiàn)水文水資源的科學(xué)化管理、水文水資源政策的合理制定等都有十分重要的價值。

1 地理信息系統(tǒng)簡介

地理信息系統(tǒng)又叫GIS系統(tǒng)，是英文名Geographic Information System 的縮寫，它是由信息科學(xué)、地球科學(xué)、空間科學(xué)三者彼此之間相互交叉而產(chǎn)生的交叉學(xué)科和新技術(shù)學(xué)科，在對空間信息的管理分析方面有著明顯的優(yōu)勢。GIS技術(shù)以計算機(jī)和地理信息處理技術(shù)為基礎(chǔ)，在地理信息的收集、存儲、加工、管理、分析等方面都有著廣泛的使用，其重要地位是不可代替的，是現(xiàn)代水文水資源管理工作中必不可少的基礎(chǔ)性技術(shù)之一［1］。

地理信息系統(tǒng)的主要功能包括以下幾個層面：首先是采集、管理、分析和輸出多種地理學(xué)空間信息，具備很強(qiáng)的空間性和動態(tài)性；其次是以地學(xué)研究和決策為目標(biāo)，以地學(xué)模型為手段，進(jìn)而產(chǎn)生高質(zhì)量、高水平的地學(xué)派生信息，空間性和綜合性很強(qiáng)；此外以計算機(jī)技術(shù)作為支撐，來進(jìn)行空間數(shù)據(jù)管理，同時模擬相關(guān)的地學(xué)分析方法和模型，進(jìn)而產(chǎn)生具備足夠科學(xué)依據(jù)的信息和數(shù)據(jù)。

地理信息系統(tǒng)有多種類型，主要包括以下三種，區(qū)域信息系統(tǒng)，這是按照區(qū)域范圍的大小來確定規(guī)模的，主要目標(biāo)是研究區(qū)域范圍內(nèi)的綜合信息；地理信息系統(tǒng)工具庫，是由具備圖形圖像數(shù)字化、存儲管理、檢索查詢、分析運算等功能的軟件包組成的系統(tǒng)；專題信息系統(tǒng)，是具備優(yōu)先專業(yè)特點和目標(biāo)的地理信息系統(tǒng)。

2 水文水資源對地理信息系統(tǒng)的要求

（1）系統(tǒng)要具備良好的可擴(kuò)展性。在滿足基本功能的前提下，需要不斷擴(kuò)展系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)無縫擴(kuò)展，相關(guān)數(shù)據(jù)能夠平滑移動。

（2）系統(tǒng)要以數(shù)學(xué)模型和決策分析為支撐。實際工作過程中要求系統(tǒng)能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的研究分析，為決策提供足夠的依據(jù)。

（3）系統(tǒng)要足夠成熟，且具備優(yōu)良的開放性。成熟的系統(tǒng)能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，優(yōu)良的開放性可以促進(jìn)交流和溝通。

（4）系統(tǒng)要具備管理大量數(shù)據(jù)的能力。水文數(shù)據(jù)通常十分復(fù)雜和龐大，因此要求系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力。

3 地理信息系統(tǒng)在水文水資源中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)在水文水資源中的應(yīng)用，主要包括以下幾個方面。

（1）水文水資源評價規(guī)劃的應(yīng)用

水文水資源評價涉及行政區(qū)劃、河流水系、水利工程分布、實測水文數(shù)據(jù)等空間信息，水資源規(guī)劃包括水資源調(diào)查評價、節(jié)水計劃、水資源保護(hù)規(guī)劃、水資源配置等內(nèi)容［2］。在實際工作中，可以通過利用地理信息系統(tǒng)建立起相關(guān)的模型和數(shù)據(jù)庫信息，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和模擬。

（2）區(qū)域水資源管理保護(hù)的應(yīng)用

水資源管理保護(hù)工作包括對水文基本信息、地形地貌、水文地質(zhì)條件、河流水系、土壤植被、水利工程、地表及地下水源保護(hù)等多種不同類型要素的管理，地理信息系統(tǒng)可以對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，進(jìn)而以此為參照制定恰當(dāng)?shù)墓ぷ饔媱?，為水資源管理提供基礎(chǔ)信息的服務(wù)。

（3）水資源保護(hù)和水環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用

工業(yè)的迅速發(fā)展給我國的水環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染破壞，在實際工作中需要對水環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測，建立起完善的監(jiān)測系統(tǒng)，為水資源提供充分的保護(hù)。地理信息系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理分析，將水質(zhì)變化的特點和趨勢呈現(xiàn)出來，有助于人們充分了解污染的信息，進(jìn)而采取有效措施進(jìn)行處理。

（4）防洪抗旱的應(yīng)用

洪災(zāi)和旱災(zāi)是我國發(fā)生比較頻繁的自然災(zāi)害，給國民經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的損失，以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)建立的防洪決策支持系統(tǒng)，被應(yīng)用于動態(tài)采集和洪水演進(jìn)分析等方面，有著很高的精確性，對于防洪工作的開展有著極大的利好［3］。而建立的干旱預(yù)警系統(tǒng)則可以對旱災(zāi)進(jìn)行有效的災(zāi)情分析、評估和預(yù)報，有利于減少災(zāi)害風(fēng)險，降低損失。

（5）水資源政策制定修改過程的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用極大地豐富了水資源政策制定過程中的理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對于形成科學(xué)的決策支持系統(tǒng)，縮小理論與實際的差距有著十分重要的意義。大量的數(shù)據(jù)庫信息和模型分析為水資源政策的制定修改提供了強(qiáng)有力的支撐，從而為水文水資源規(guī)劃工作提供更好的服務(wù)。

4 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用需要解決的問題

雖然地理信息系統(tǒng)在水文水資源管理工作中的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍，但是還存在著一些問題需要解決。

（1）地理信息系統(tǒng)技術(shù)平臺不統(tǒng)一，聯(lián)系存在障礙

雖然地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛，但是目前應(yīng)用的系統(tǒng)開發(fā)平臺多種多樣，導(dǎo)致數(shù)據(jù)格式樣式繁多，國家并沒有制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，導(dǎo)致了信息交流共享的不方便。

（2）地理信息系統(tǒng)的動態(tài)效果不夠明顯

當(dāng)前地理信息系統(tǒng)對水文水資源的表述大多數(shù)還處于靜態(tài)描述的層面，對于數(shù)據(jù)也只能進(jìn)行一些簡單的處理，導(dǎo)致結(jié)果與實際數(shù)據(jù)差距很大，使系統(tǒng)的真實性和有效性大打折扣。

（3）地理信息系統(tǒng)與其它工作的溝通還存在一定的障礙

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用還主要停留在數(shù)據(jù)采集處理的階段，與其它領(lǐng)域工作的交流還比較少，結(jié)合也不夠緊密，溝通不足導(dǎo)致系統(tǒng)的潛在優(yōu)勢不能充分發(fā)揮出來［4］。

（4）相關(guān)技術(shù)人員的整體水平還有待提高

在實際工作過程中，從事相關(guān)工作的技術(shù)人員的專業(yè)性還有待提高，由于技術(shù)人員不能進(jìn)行足夠?qū)I(yè)的操作和計算，導(dǎo)致得到的數(shù)據(jù)并不夠準(zhǔn)確。

5 地理信息系統(tǒng)發(fā)展前景方向

地理信息系統(tǒng)在水文水資源的相關(guān)工作中有著十分廣闊的發(fā)展前景，目前正朝著智能化、自動化、精細(xì)化的方向發(fā)展。一方面地理信息系統(tǒng)正在與水文地理空間數(shù)據(jù)庫的建立相融合，及時更新相關(guān)數(shù)據(jù)信息，保證水文工作的有效性開展；另一方面地理信息系統(tǒng)正不斷地與水文模型相融合，對于水文信息的相關(guān)變化能夠進(jìn)行動態(tài)模擬，更好地為相關(guān)工作服務(wù)，同時正朝著二次開發(fā)的方面發(fā)展，隨著科技的不斷發(fā)展，會有更多基于地理信息系統(tǒng)的軟件被不斷地開發(fā)出來，為水文水資源工作提供更好的服務(wù)。

6 結(jié) 語

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用促進(jìn)了水文水資源領(lǐng)域的快速發(fā)展，同時水文水資源領(lǐng)域又對地理信息系統(tǒng)提出了新的發(fā)展要求，也會進(jìn)一步促進(jìn)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，二者互相促進(jìn)，共同發(fā)展。地理信息系統(tǒng)在水文水資源的各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，需要在實際工作過程中將二者充分結(jié)合起來，更好地促進(jìn)水文工作的開展。

［1］黃金良，洪華生，張珞平，等．基于GIS的九龍江流域農(nóng)業(yè)非點源氮磷負(fù)荷估算研究［J］．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（5）：866－871．

［2］王疆霞，李云峰，徐中華．GIS技術(shù)及其在水文學(xué)和水資源管理方面的應(yīng)用［J］．西北地質(zhì)，2003（1）：109－113．

［3］楊德生，高德政，魏良帥．基于GIS的節(jié)水型社會水資源綜合管理信息系統(tǒng)設(shè)計初探［J］．南水北調(diào)與水利科技，2004（5）：42－44．

［4］趙軍凱，趙慶良，趙秉棟．地理信息系統(tǒng)及其在水文水資源方面的應(yīng)用［J］．天中學(xué)刊，2005（2）：30－32．