GIS技术在水利行业中的推广应用

曲佳音 张亮

【摘 要】从分析GIS的基本概念及内涵入手，简要回顾了GIS在我国的发展历程，论述了GIS在防灾减灾，水资源管理，水环境管理，大型水利工程建设管理等方面的应用。

【关键词】GIS；水利

1.GIS的基本概念与特征

（1）GIS被誉为地理科学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体，地理信息系统处理，管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据，图形数据，遥感图像数据，属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划，决策和管理问题。

通过上述的分析和定义可提出GIS的如下基本概念：GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统，数据管理子系统，数据处理和分析子系统，图像处理子系统，数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣，结构直接影响着GIS的硬件平台，功能，效率，数据处理的方式和产品输出的类型。

（2）GIS的操作对象是空间数据，即点，线，面，体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位，定性和定量的描述，这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。

（3）GIS的优势在于它的数据综合，模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。

（4）GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量，工程测量，矿山测量，地籍测量，航空摄影遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数。

（5）应用系统具有以下特征。1）AM/FM/GIS系统的主要功能是对PUI设施网络管理和控制，侧重于对线状设施拓扑描述。2）地理图形数据仅是系统中一种“恰当的，直观的”背景辅助数据，即使没有地理图形数据，只需主体图形数据的支持，系统就能照常运行。3）AM/FM/GIS系统往往需要在多个部门中墼是行维护和共享，因此数据要进行频繁的非线性动态更新。系统根据PUI的专业应用规则，保证数据更新在整个系统中的一致性。因此，AM/FM/GIS应用对“协同工作环境”有较高的要求。

（6）城市PUI部门使用AM/FM/GIS技术的基本目的是提高决策及运行操作的响应速度，数据更新的实时性，操作响应的实时性是AM/FM/GIS应用软件必须保证的基本技术要求。

（7）AM/FM/GIS系统应用对象千差万别，因此AM/FM/GIS平台必须具有良好的适用性和开放性。

2.GIS与测绘的关系

（1）GIS技术推动测绘的发展。测绘为GIS的数据采集和更新提供了丰富的数据源，但是常规的模拟方法是将测绘的结果表示在地形图上，这样就需要对地表图进行数字化即矢量上，以便能更好地被GIS系统识别，加工和存储。因此，随着GIS的发展就要求测绘能及时地，快速地直接提供数字化形式的数据。这样就促使常规的光学测量仪器向数字化测量仪器发展，导致了数字化测绘生产体系的建立，并推动GIS，全站式电子速测仪和数字摄影测量等技术的发展。

（2）测绘工程推动GIS的技术发展。自从20世纪50-60年代，解析测图仪，机助测图系统，全站式测量仪器将测量结果以数字的形式直接输入电子计算机以为，为GIS系统的空间数据的采集和更新，创造了必要的条件基础，世界上第一个GIS系统就是由加拿大政府测量机构完成的，从理论到实践整整研究了十年，而后，建立了专门工作组从事数字测图和GIS工作，并用GIS系统为测绘工作服务，可以说，测绘的发展，也推动了GIS的发展。

3.GIS在水利行业的推广与应用

（1）GIS在防灾减灾方面的应用。1）防汛决策支持系统或信息管理平台。在国家防汛指挥系统总体设计框架下，各流域或省，自治区，直辖市和防汛决策支持系统或防汛信息管理系统都GIS为平台。GIS在这些系统中的主要作用有：空间数据管理，包括查询，检索，更新和维护，利用空间分析能力为防汛指挥决策提供辅助支持，为各类应用模型提供数据，优化模型参数，预报预测，防汛信息及决策方案的可视化表达。2）灾情评估。在灾情评估中，GIS发挥的主要作用是：基础背景数据的管理；空间和属性数据查询，检索，统计和显示的基础；洪水演进的基础平台，灾情数据的提取和分析；灾情的可视化表达，辅助决策的工具。3）洪涝 灾害风险分析与区别。采用GIS技术，是进行洪浑灾害风险分析与区别的有效手段。GIS发挥的作用有：多源，多尺度数据的管理；空间数据的叠加与综合处理，图形处理的特殊功能。4）城市防洪。GIS在城市防洪中发挥的作用更多更大，目前比较突出的有：城市积水，退水的预报预测，现有排水设施信息的管理，排水设施的规划与设计，城市绿地的面积与位置的规划，暴雨时空特征分析，以街道为统计单元和以街区为空间单元的社会经济数据空间展布，暴雨分布及积水街道分布的可视化显示，分辩率，多层次，多源和更新频繁的数据的存储，维护和管理。

（2）GIS在水资源管理方面的应用。水利部门在地表水资源的空间分布和调配中采用GIS技术，此外还运用GIS研究地下水资源，在水资源信息管理系统中GIS发挥的作用大致有：历史数据管理和实时数据的动态加载。信息的空间与属性双向查询，时空统计，以多种方式直观地可视化表达各类信息的空间分布及动态变化过程。区域水资源的空间分析，区域水资源管理模式区别，如地下水禁采与限采区划，水环境区划等。

（3）GIS在水环境和水土保持方面的应用。水利部门以GIS为开发平台，全面收集，管理，存储水环境信息，用直观显示，查询，分析空间信息的方法来了解水环境状态和背景，评价水环境质量，模拟水污染过程，为水资源开发，社会经济持续发展提供信息技术支持。

（4）GIS在大型水利水电工程建设和管理的应用。在大型水利水电工程建设与管理中，除了利用GIS的功能，自动生成规划所需的水利工程位置图，土地利用图，行政区划图，土地特性分类图外，还大多发挥了GIS的分析和决策功能，如大型跨流域引水工程的选线和大型水利工程的选址以及环境效益评估。

4.面向未来测绘的GIS的发展前景

（1）GIS与GPS和RS的结合。GPS是一种利用卫星定位技术的快速，实时确定任一地面目标点空间坐的系统，它与GIS的结合和来更新GIS的空间数据处理。RS是GIS重要的数据处理和数据更新的手段，这三者的结合是GIS发展的必然趋势。（2）GIS与时间轴的结合。带有时间坐标的GIS系统可以对一个系统，特别坚一个始终变化的系统进行动态跟踪。而且对资源信息的动态变化进行预测和评价，为测量工作者提供更多的信息。（3）GIS向网络化发展。由于空间某一点是很多信息的集合，这对于研究人员和测绘工作来说，了解更多的信息是一件非常困难的事情，这就要求GIS系统向网络化发展，以便实现资源共享，满足不同测量工作者的需求。

5.结束语

GIS的发展，必将是面向不同层次的测量工作者更易于学习和应用的系统。而且必须将促进测绘事业的发展，适合未来数字测绘事业的发展需要。

【参考文献】

[1]闫正等.城市地理信息系统标准化指南[M].北京：科学出版社，2005.

[2]盛业华.地理信息系统概述[M].合肥，安徽：科学技术出版社，2006.

[3]刘向阳，徐伟.浅析GIS在我国的发展及其测绘的关系.民营科技，2011（2）.