GlS技术在水文地质领域的应用研究

张嵩月，张文超，张双双

（1.河北省地矿局第七地质大队，河北 廊坊 065201；2.河北中色测绘有限公司，河北 廊坊 065201）

1 GIS介绍

地理信息系统(GIS)是一种可以对地球地理地表空间进行数据分析、计算、储存、管理等一系列工作的技术系统。GIS技术的应用非常广泛，在科学考察、系统资源配置、规划设计等方面均有应用此系统将计算机系统、地理测绘技术综合应用，在采集地理信息之后加以分析处理传递到计算机上供人们使用更加科学有效的信息。另外将GIS技术应用于水文地质领域中时，强大的数据管理处理功能就发挥了更为明显的优势[1]。因此GIS的研究具有很强的实际意义，可以有更多的价值为人们所利用。

2 GIS技术在水文地质领域的应用

GIS系统的应用非常广泛，基于对系统流程和原理的分析、对拟实施的项目进行调查摸底、根据可行性研究进行系统分析与评价后，系统在水文地质领域的应用最为广泛，在后期不断地修正和改进模型系统后，积极地利用GIS技术可以双向促进发展，在应用在水文地质领域的科学研究中时，涉及到以下几个方面：

（1）基于GIS的地下水资源管理。更好地对地下水资源进行开发与利用需要科学的决策与管理，建立一个科学的地下水资源决策与支持系统、水资源管理模型等，这些操作的实现均需要在GIS系统的基础之上进行。另外在地下水的开采和规划、在进行地表水、地下水的联合研究与调度研究等方面GIS技术也是不可缺少的技术支持。所以说，GIS技术可以提高水资源有效管理率，对合理利用水资源起到了良好的促进作用。通过数据空间的作用来实现管理功能和通过建立应用模型进行管理是使用管理技术的两种主要方式。首先进行数据库的数据管理和储存所涉及的大量、高层次的数据包括了水资源地质资源的图形信息、空间信息等其他信息。其次应用GIS技术建立水资源应用系统分析模型，通过构建模型的方式进行快速的综合分析，将其应用于地下水资源评价管理的事迹过程中。这其中的四个模型元分别为空间的统计与分析模型、地下水量的计算与评价模型、地下水流数值的模拟模型、水质与地质生态环境的综合评价与分析的模型等。

（2）基于GIS的地面沉降研究。随着经济的发展、技术的进步，GIS技术在更多的领域转露头角。目前可以将GIS技术和地面沉降研究技术相结合，地面沉降研究即为了对地面的变化进行可视化的预测，大多数学者是通过Mapinfo的二次开发工具即Mapbasic进行建模及数据分析。将GIS技术应用其中之后，可以进行三维立体化模型的建立更加直观的处理信息，对地面的沉降进行进一步的可视化预测。

（3）地下水水质评价及污染物分析。水资源以及地下水对人们生活的重要性不言而喻，人的生产生活都离不开地下水资源。目前水资源匮乏水质不佳影响着人们的生活。人们迫切的需要掌握地下水的污染情况以及合理的对其开发利用。GIS技术可以在很大程度上实现这一过程，对地下水进行分析监测。GIS技术的应用主要过程为可以对地下水资源进行实时的监测，对反馈的资源信息、污染信息进行处理分析建立起数据库，再通过构建具有大信息处理分析锋利的评价模型之后，模型系统会反馈给人们相应的水质信息、污染信息，有效的对地下水资源进行管理。

3 GIS在水文地质领域存在的问题

虽然GIS在水文地质领域的应用已经非常广泛，并且对地下水研究具有很大促进作用，但GIS在水文地质领域的应用也存在以下问题：①GIS技术在与地下水数值模型的结合方面并不完全，主要的应用为GIS技术与地下水数值模型的结合应用但是结合的程度不够高，结合之后的应用技术方面略显生疏。

②在已经应用到水文地质领域的GIS技术中，大部分的应用程度都不高，理论上可行、实践却差强人意。水文实体是三维结构、地下水动态模型是四维的。③地下水与地表水的结合作用及调动管理方面，最常应用的模型是分布式水文模型，目前GIS技术应用其中比较少。④GIS技术自身具有一定的局限性，其在信息共享方面能力不强、数据分析也缺乏标准化。不同地区的GIS技术数据不能够转换使用，使GIS技术的推广产生了阻碍。

4 GIS技术在水文地质领域的应用趋势

①有助于将地下书数值模型与GIS、RS有效的结合在一起应用，这是由于它们的离散网格和山哥数据的相似度高可以结合应用以增大应用效果。而且两项技术可以带来比较多的格栅信息，RS技术可以提供实时信息反馈的巨大优势，使其应用在土壤湿度与植物需求研究等诸多方面优势明显。结合以后的应用系统兼具强大的数据处理功能和实时信息功能，从而实现了计算机模式向格栅为空间单元分布模型的转变，这一进步极大地促进了水文地质研究工作。②GIS技术促进了水下研究的真三维和四维直观可视化水文地质的研究。真三维和四维可视化技术的优势不言而喻，它主要依托于专业显示功能的GIS软件以及配套的数学模型。③将GIS技术应用于地下地表水联合调查方面可以增强分布式水文模型的作用，更加有利于调查分析和管理。目前为止二者的结合度比较差，所以因其巨大的作用，日后应该加强基础研究，加强二者的集成。并且也可以和地下水模型结合，进行重点的研究。④应用WEBGIS（地下水模型紧密结合）技术。地下水模型紧密结合技术应用在地下水研究的数据共享方面，网络技术的进步，让人们通过该技术建设共享标准化数据库，地下水数据的共享可以在全国、全地区范围内进行。这样可以方便工作人员或研究人员快速的获得一手的地下水信息，促进地下水的相关决策、评价科学化，地下水的利用合理化，从而保护水资源。⑤一体化“3S”（GIS、GPS与RS）技术。“3S”一体化技术的优势体现的则更加明显，信息化的可视、快速、精准使之成为数字化水文地质的新的发展方向。RS技术为遥感信息技术，可以在水文地质工作中提供的空间信息分辨率高、多波段、多时相，从而获得的信息综合、丰富、精准、实时。GPS技术为全球定位系统，可以在研究中提供精准的位置信息。此项技术的综合应用的使用之路还很长，真正一体化的技术应用的优势不是采用GPS+GIS、RS+GIS结合的模式所能发挥的。

5 结语

综上所述，本文对GIS技术的情况作了基本的介绍，GIS技术是一种应用范围广，不及对水文地质研究工作、地下水水质监测及污染物情况监测等具有重要的作用，其最大的优势在于使地下水的相关工作可视化、直观化，有助于进行地面沉降工作的相关检测。

但是因为GIS技术自身也存在许多不足，相关的技术开发人员还应该改进技术，为科学研究工作提供强大的技术支持。