地理信息系統(tǒng)在水文學和水資源管理中的應用
本文關鍵詞:地理信息系統(tǒng)在水文學和水資源管理中的應用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
摘 要:地理信息系統(tǒng)在最近這些年已經有了一定的發(fā)展,尤其在近2a,地理信息系統(tǒng)在水文學和水資源管理上得到了廣泛的應用。本文簡要的介紹地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程和主要歷程,重點分析了地理信息系統(tǒng)在水文學和水資源管理中的具體應用。
關鍵詞:GIS;水文學;水資源管理
中圖分類號:P407 文獻標識碼:A
地理信息系統(tǒng),簡稱GIS,是一種結合了地球科學、空間科學、信息科學3種混合交叉的綜合學科,主要應用信息科學和管理的計算機技術。地理信息系統(tǒng)能夠搜集、存檔、分析和提檔各種信息。GIS既能整合屬性數據,還可以整合空間數據,建立起地理的空間模型,再把模型存儲入計算機,日后能夠及時、方便的查詢到有用的地理信息,方便描述、模擬和預測。
1 地理信息系統(tǒng)的簡介和發(fā)展歷程
地理信息系統(tǒng),英文簡稱GIS,從20世紀60年代出現,歷經了數十載,已經發(fā)展成一門新興地理科學。GIS能夠綜合考慮地域因素、地理分析、前景動態(tài),做出主觀判斷,因此,常稱GIS為地理學科的第3種語言。地理信息系統(tǒng)擁有信息收集、存儲、分析、對比、解釋和輸出等功能。由于這種系統(tǒng)的特點鮮明,所以在世界范圍內應用的很廣泛,發(fā)展十分迅速。現在,就我國來說,地理信息系統(tǒng)主要應用在城市建設、國土規(guī)劃、森林監(jiān)察、農作物管理和水土資源管理等方面。
地理信息系統(tǒng)以計算機技術和傳感技術為基礎,以建立空間信息模型為表現形式,對整個地域的地理信息進行全方位的掌控。地理信息系統(tǒng)會分析數據、分析結果,及時更新數據庫里的信息,同時應用傳感技術對特殊的影像進行高精度的測量,又構建模擬的數學模型。地理信息系統(tǒng)會編碼每個點的坐標,形成先定位,后定性的搜索模式。地理信息系統(tǒng)還能進行多層次的數據分析,結合傳感器的反饋數據,自動制圖。能夠處理空間數據是地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)區(qū)別的標志,也是地理信息系統(tǒng)的技術要點。
2 GIS在水文學及水資源管理中的應用
2.1 GIS在水文模擬中的應用
許多水文學的案例都具有三維空間特點,所以水文模擬一般采用三維空間分配模型。GIS在水文模擬中的應用,主要指的是獲得、顯示和操作與分配模型有關的空間數據和實驗結果,進而細化水文模型,得到水文學的實質,深入了解水文學。GIS其實由2個單獨的實體構成,只有把2者結合才能得到科學的地理數據,所以通過加強2個實體間的結合來改造水文模擬。最新的方法是把統(tǒng)計分析技術和數學方法結合,在水文模擬中取得了不錯成就,例如洪水預測、水污染預估和水文分析等。
2.2 GIS在水文數據管理中的應用
水文數據的結構較復雜,GIS的使用,使水文數據的管理變得輕松。一般水文數據的管理包含地理數據的管理、矢量和標量數據的管理、傳感數據的管理和水文模擬數據的管理等。
在我國,GIS主要用于管理水質數據、供水數據和傳感數據等。因為水質部門對水質數據的準確度要求高,所以GIS在水質部門的應用力度在逐年攀升。由于目前GIS技術的發(fā)展,水文工作者可以進行深層次的研究,結合現代的制圖軟件和自動制圖工具,GIS的利用率已經很高。GIS不僅實現了數據管理和分析的能見性,還把傳統(tǒng)的數據管理層次提高了。
2.3 GIS在水資源和環(huán)境管理中的應用
全球變暖等氣候問題和環(huán)境保護問題一直是世界范圍內的熱點問題,其中水資源和環(huán)境管理是其一部分內容。GIS在水資源和環(huán)境管理中的主要作用引導決策者做出最科學的判斷、對水資源管理制定目標、進行規(guī)劃和透明化技術等。
由于GIS在水資源管理中是靈活性較大的技術,所以它可以打破傳統(tǒng)管理中的束縛。外國在這方面提前做出表率,已經在GIS的基礎上建立了各種不同尺度的計劃,有的國家已經應用GIS對水資源管理系統(tǒng)做出模擬預判,有很好的發(fā)展前景,為以后國家水資源的管理政策的制定提供了合理的方向。GIS同樣廣泛地應用于區(qū)域水資源和環(huán)境管理中。例如,英國利用沿岸植物品種數據的多變量生態(tài)分析來識別英國河流的環(huán)境優(yōu)化程度,將GIS綜合到數據管理系統(tǒng)中,把可視化、擴散模擬和地域分析結合起來產生實際的或模擬的環(huán)境優(yōu)化程度,求得由植物品種信息得出的與環(huán)境優(yōu)化程度密切相關的成果。
我國從20世紀90年代就建成了國家級的地理信息系統(tǒng),在全國水資源規(guī)劃管理中同樣有著舉足輕重的作用。例如,南水北調工程在計劃之初就做好了各種模擬和預判。在國內,上海市環(huán)境管理部門于20世紀80年代末開始GIS的應用研究,并建立了黃浦江流域水環(huán)境地理信息系統(tǒng),系統(tǒng)具有動態(tài)監(jiān)測顯示、水污染過程模擬及取水口水環(huán)境管理功能,并可對水質進行快速的預測分析。
3 結語
由于21世紀是信息化的時代,計算機的應用可以對信息做出快速和準確的預判。GIS擁有很強的數據管理和分析能力,可以為水文學和水資源管理做出很大貢獻。水資源管理會涉及到許多方面,在對水資源進行管理時,需要應用合理的系統(tǒng),再結合科學的方法和計算機技術來進行管理。GIS正在朝著人工智能的方向發(fā)展,,水資源管理者的任務正在減輕,所以,只有建立起完善的水資源管理系統(tǒng),才能對水資源進行現代化的管理。
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作者簡介:吳愛民(1976-),女,蒙古族,?,吉林白城人,通榆縣水政水資源管理中心助理工程師,研究方向:水資源管理。
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