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GIS技術在水資源評價中的應用

2021-11-25 05:12:17李寅王亮汪雅楠
科技信息·學術版 2021年25期
關鍵詞:GIS技術應用

李寅 王亮 汪雅楠

摘要:為解決水資源評價中出現(xiàn)的各項問題,突破水資源管理中的現(xiàn)實限制條件,提升水資源評價的整體效率,本文對GIS技術在水資源評價中的應用優(yōu)勢,應用范圍進行研究,提出GIS技術在水資源評價與規(guī)劃、防洪減災、水環(huán)境監(jiān)測、水務污染治理、水文專業(yè)模型的建設等不同措施,以期為相關人員提供參考,希望可以提升GIS技術在水資源評價中的應用實效。

關鍵詞:GIS技術;水資源評價:應用

引言

GIS技術是一種新的技術,結合定位技術、圖像技術、信息技術等多項技術為一體,在各個領域中均有應用,隨著GIS技術的成熟,被逐漸應用在水資源評價中,為水資源的管理、評價提供了有效的技術手段,傳統(tǒng)水資源評價模式以實地勘察、檢驗、取樣、收集、數(shù)據(jù)為主,費時費力且水資源評價管理工作內容多,范圍廣,深受實際環(huán)境的限制和影響,GIS技術的應用為水資源評價工作提供了新的技術支持,可以幫助管理者更好地了解該地的水資源分布、水質、水資源環(huán)境等,從而推動水資源管理工作的高效發(fā)展。

1?GIS技術在水資源評價中的應用優(yōu)勢

GIS技術是以信息技術為技術支撐,由硬件和軟件組成的計算機系統(tǒng),能夠處理大量的數(shù)據(jù)信息,穩(wěn)定性極強,GIS系統(tǒng)可以在任何時間接受和分析大量數(shù)據(jù),突破了時間的限制,受到外界環(huán)境的影響較低。在水資源評價中應用GIS技術能夠呈現(xiàn)出水資源分布、水質等實況,通過3D模擬技術和定位技術,構建水資源分布模型,可以為工作者提供動態(tài)的水資源信息;在水資源評價中應用GIS技術可以為動態(tài)的水資源研究提供服務,實現(xiàn)數(shù)字化的水資源管理。應用GIS技術是水資源管理實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要技術元素,我國的水資源問題在當下已經十分明顯,水質變差、大量的淡水河湖消亡,傳統(tǒng)模式下的水資源管理力不從心,應該加大水資源評價,應用GIS技術可以對不同階段的水資源水質、分布等情況進行監(jiān)控,實現(xiàn)高質量的水資源管理,通過利用?GIS技術可以模擬水資源的分布變化模型,能夠針對性地分析水資源的具體情況[1]。同時應用GIS技術也是水資源管理工作發(fā)展至今的必然訴求,至今人們對水資源的需求加大,將GIS技術應用在水資源中,可以時刻警醒人們節(jié)約用水,提高人們保護水資源的意識。水資源評價是一項長期的工作,水資源管理者要了解不同時期水資源的變化,監(jiān)測工作量巨大,需要有先進的現(xiàn)代化技術作為支撐,GIS技術能夠滿足水資源在評價與規(guī)劃、防洪減災、水環(huán)境監(jiān)測、水污染治理、水文專業(yè)模型的建設等多個方面的需求,可以有效地減少水資源評價的工作量,從而提升水資源評價的質量。當前,在水資源評價中,需要克服很多惡劣的水文環(huán)境限制,在不了解地理的情況下冒然采樣、評價等,不僅會造成資源的浪費,也會加大水資源評價的成本,所以應用GIS技術可以提高水文環(huán)境勘測的效率。

2?GIS技術在水資源評價中的應用

2.1?GIS技術在水資源評價與規(guī)劃中的應用

在水資源的評價和規(guī)劃中工作量極大,且難度也高,應用GIS技術可以提升水資源規(guī)劃和評價的效率,在對水資源相關信息進行評價、規(guī)劃時,可以用GIS技術完成對空間信息資源的分析、整合、應用,應用GIS技術對水文大量信息加以處理,可以完成對水文控制站斷面位置、地貌、地形、水文情況的繪制。GIS技術可以處理大量的數(shù)據(jù),可應對無限制和頻繁的數(shù)據(jù)編輯,作為一個強大的技術系統(tǒng),可對大量數(shù)據(jù)進行分析,允許無限制的數(shù)據(jù)編輯和更改,也不會出現(xiàn)崩潰的風險,所以利用GIS技術可以完成對大量水資源信息的分析,處理,通過采集、存儲、分析、利用等完成不同水資源的規(guī)劃工作,通過數(shù)據(jù)模型保證水資源信息數(shù)據(jù)的時維性,應用建設數(shù)據(jù)庫,要以實際情況為準,建立數(shù)據(jù)空間信息對水資源進行分析,可以建立不同的分析維度,從水資源的不同特性進行分析,通過多個數(shù)據(jù)的疊加分析,可以處理不同水資源信息圖層,快速地實現(xiàn)水資源的規(guī)劃。例如,在對某一河湖空間岸線進行規(guī)劃時,就可以應用GIS技術,通過收集不同時段河湖空間岸線的數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù),建立數(shù)據(jù)模型,從而合理劃分河湖岸線空間資源,應用GIS技術收集河湖岸線空間資源數(shù)據(jù)為河湖規(guī)劃提供基本的數(shù)據(jù)支持[2]。

2.2?GIS技術在防洪減災中的應用

在水資源數(shù)據(jù)監(jiān)測中,要對水位、流量、降水等信息進行動態(tài)化監(jiān)測,另外還要對旱情、汛情、地形地貌、河流、植被、土壤等信息進行監(jiān)測,要獲取大量的水資源信息,且要保證水資源數(shù)據(jù)信息的全面性、完整性,在水資源管理中應用GIS技術可以完成對不同類型數(shù)據(jù)信息的處理、采集,實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的多元化疊加處理,這些數(shù)據(jù)都可以應用在水資源管理中,從而保證水資源管理決策的科學合理。在對這些數(shù)據(jù)信息進行管理時,可以應用GIS技術對數(shù)據(jù)進行合理分析,通過圖形自動化處理技術,形成交叉水資源信息圖形,可以從更加完整的角度了解水資源信息,提高水資源管理的精確性,從而促進了水資源管理的數(shù)字化發(fā)展。另外,GIS技術在防洪減災中的應用也極為有效,應用GIS技術可以完成目標區(qū)域水資源的分布、汛情風險分析、災情評價等,在防洪減災中將GIS技術和防洪管理系統(tǒng)結合在一起,可以完成對洪水空間分布量、流速、預期流入?yún)^(qū)域等相關數(shù)據(jù)的分析,通過對這些信息數(shù)據(jù)進行整合,可以為防洪減災提供有效地預防決策。為了保證災情評估、結果預測的準確性,可以發(fā)揮GIS技術的空間處理功能,保證相關信息數(shù)據(jù)的精準性,同時通過數(shù)據(jù)的整合疊加,可以構建洪水災害的動態(tài)化模型,從洪水的動態(tài)化流動情況來進行觀察,可以為搶險救災留下充足的時間[3]。此外,利用GIS技術還可以對洪水風險程度、對預期發(fā)生的災害進行分析,通過對水流流速、降水量,可以對洪水的強度、發(fā)生率進行預測。結合洪水的數(shù)據(jù)模型可以對風險區(qū)域進行劃分,將GIS技術應用在防洪減災工作中,實現(xiàn)了對洪水災害的分析,提升防洪減災的效果,減少了人們的損失,為了提升防洪減災的效果,要充分發(fā)揮GIS技術的優(yōu)勢,利用GIS技術建立防洪減災體系,從而促進城市的發(fā)展。

2.3?GIS技術在水環(huán)境監(jiān)測中的應用

水環(huán)境是人類和動物賴以生存的資源,保持健康穩(wěn)定的水環(huán)境是人類發(fā)展中的重要工作,將GIS技術應用在水環(huán)境監(jiān)測中,可以隨時了解水環(huán)境的變化情況,利用GIS技術可以實現(xiàn)對水環(huán)境、水資源污染情況的監(jiān)測、分析,從而合理控制水資源污染源頭。GIS技術可以對水資源的斷面流向、洪水質量等信息進行分析和監(jiān)測,管理者可以更全面掌握水資源的惡化情況,可以緩解水災害惡化、加重的實際問題。在水資源管理中,將GIS技術和RS技術結合在一起使用,可以監(jiān)測水土流失、地面沉降、水資源浪費的問題,從而提出針對性地解決措施。在收集水資源數(shù)據(jù)時,用GIS技術對監(jiān)測區(qū)域的地理、空間情況進行分析,借助計算機技術可以實現(xiàn)精準的數(shù)據(jù)監(jiān)測、預判,從而根據(jù)數(shù)據(jù)制定合理治理方案。

造成水資源污染的因素涉及不同領域,所以追溯污染源頭十分艱難,在傳統(tǒng)的工作模式中,檢測人員往往要通過化驗的方式尋找污染源,通過采樣質檢,分析水中污染物質,結合污染物質進行治理,將GIS技術應用在水源污染治理中,可以監(jiān)測水資源發(fā)展動態(tài),完成對水資源的動態(tài)化管理,減少水資源的評價難度。

2.4?GIS技術在水文專業(yè)模型中的融合應用

2.4.1水文地理空間數(shù)據(jù)庫

空間數(shù)據(jù)庫要存儲大量的、不同類型的數(shù)據(jù)信息,數(shù)據(jù)庫是GIS技術得以應用的關鍵,在水資源信息監(jiān)測中,數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)水資源監(jiān)測、水文信息獲取的核心。在數(shù)據(jù)庫的建設中,可以應用GIS技術收集大量水資源的相關數(shù)據(jù),例如雨情、汛情、水情等信息,從而建立個性化水文數(shù)據(jù)庫,通過和其它數(shù)據(jù)庫的結合利用,并用服務器將其連接在一起,可以對不同類型數(shù)據(jù)進行實時獲取,可以通過動態(tài)化的災情預警、存水信息,了解最新災情訊息。

2.4.2?GIS和水文模型的融合應用

在應用GIS技術時,可將其和其它水文技術結合在一起使用,從而可以更好地處理數(shù)據(jù)信息、分析數(shù)據(jù)信息,在具體的應用中可以發(fā)揮不同技術的優(yōu)勢。雖然GIS技術可以對單個空間指標的數(shù)據(jù)進行分析,也可以對多個圖層進行處理,但是卻不能構建地下水轉化模擬,難以模擬水文管理情況,所以可以將GIS技術和專業(yè)的水文模型技術結合在一起,發(fā)揮不同數(shù)據(jù)技術的優(yōu)勢,彌補不同技術的劣勢,將GIS技術和專業(yè)的水文模型技術結合在一起可以實現(xiàn)以下功能:第一,可以對空間化的數(shù)據(jù)進行處理,GIS技術可以借助模型集中處理管理不同數(shù)據(jù),并可以對信息進行更新、檢索維護等功能;第二,兩種技術的融合使用可以對水文特征、地形坡度坡向、河網(wǎng)、流域等信息進行處理;第三,兩種技術的融合使用可以實現(xiàn)對土壤類型圖、地下水埋深圖等信息的收集,從而可以完成對水文空間信息的判斷。

2.5?GIS技術在水文水資源中的應用趨勢

GIS技術的應用隨著科技的發(fā)展其應用將會更加的廣泛,水資源管理工作事關民生發(fā)展和經濟發(fā)展,要重視GIS技術應用,將GIS技術靈活地應用在水資源的管理中,GIS融合了多項信息技術,是對不同信息進行協(xié)調、融合處理的先進技術。當下GIS技術的功能多樣,可以實現(xiàn)不同管理目標,為了滿足社會發(fā)展,GIS技術在水資源評價中應用要隨之升級。第一,功能將會更加完善,GIS技術的核心技術系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng),而SDSS系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)的支撐,其在水資源評價中的應用有很大價值,但是在實際中GIS技術的應用在解決復雜空間問題上仍存在一定的局限性,例如不能滿足社會經濟的應用功能,所以后期空間決策支持系統(tǒng)的功能升級將有很大潛力。第二,GIS技術是數(shù)值模擬技術發(fā)展的基礎,數(shù)據(jù)庫作為GIS技術的核心,所以注重GIS技術的模型發(fā)展,可以為后期GIS技術的應用提供發(fā)展方向,提升GIS技術信息決策的精確性。第三,GIS技術在后期發(fā)展中將向著多維化的方向而發(fā)展,當下三維技術發(fā)展逐漸成熟,應用范圍也逐漸擴大,在實際的地下水文監(jiān)測時,GIS技術的應用受限制,導致其在水資源監(jiān)測中的分析功能、建模功能不強,所以發(fā)展GIS技術的三維應用非常有必要。

3?結束語

綜上所述,GIS技術的應用隨著科技的發(fā)展其應用將會更加的廣泛,水資源管理事關民生,要重視其應用,不斷探索新的應用功能,才能將GIS技術靈活的應用在水資源評價中。

參考文獻:

[1]吳昊,梁思聰.水文水資源領域中GIS技術的運用探究[J].科技創(chuàng)新與應用,2016(29):224.

[2]殷同生.淺析GIS技術在水文水資源中的應用[J].河南水利與南水北調,2016(09):31-32.

[3]馬丁.淺談GIS在水文水資源分析管理領域中的應用[J].河北水利,2020(04):36-37.

作者簡介:李寅(1986-),男,漢族,湖北武漢人,工程師,本科,從事水工環(huán)地質工作。

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