GIS在水资源管理中的应用分析论文_李敏玉

GIS在水资源管理中的应用分析论文_李敏玉

张家口市宣化区水务局 张家口宣化区 075100

摘要:GIS在计算机领域最为热门,也是发展最快的领域,为了对城市水资源进行有效统一的管理,有必要将GIS技术应用到城市水资源的管理当中。

关键词:GIS;水资源管理;应用

1、GIS简述

地理信息系统(IS)是一种具有专业信息系统空间形式的数据管理系统。它是一套可以对地理参考信息进行收集、存储、处理和显示的系统。例如,系统可以根据数据在数据库中的位置对其进行识别和处理。

GIS可以分为以下五部分:

(1)人员。开发人员可以自主设定GIS中可以完成的功能和服务,进而编写对应的程序。

(2)数据。可用的数据的精度会影响到基于这些数据得出的评估和分析结果。

(3)硬件。在一定程度上,软件处理数据的速度硬件的性能好坏密切相关。如果硬件具有优良的性能,则软件可以高效的处理数据,用户的使用也更加便利。

(4)软件。主要包括:GIS软件、相应的数据库处理软件、绘图统计软件等。

(5)过程。必须通过统一的方法来形成合理准确的结论。

地理信息系统(GIS)技术具有多种多样的功能,例如地理资源管理、城市发展规划、交通路线规划等。例如,GIS能使在自然灾害突发时,计算出合理的应急反应时间,或辨别需要保护免遭污染的湿地。

出于不同的角度考虑,GIS有不同的解读方式。对GIS的定义一般有四种:分别是面向数据处理过程的定义、面向工具箱的定义、面向专题应用的定义和面向数据库的定义。Goodehild认为GIS是收集、存储、管理、评估和显示地理信息的综合技术系统。Burrough把GIS定义为收集、存储、管理、评估和显示地理信息的一种工具,俄罗斯学者认为GIS是一种能够解决各种复杂的与地理有关的各种问题的内联工具的集合。面向数据库的定义一般是建立在面向工具箱定义的基础上,比较偏向分析工具与数据库间的相互交互,送种理论将GIS看成是空间分析和数据管理的综合。面向专题应用的定义建立在面向过程定义的基础上,视角集中在GIS所处理的数据的不同类型,如GIS在上地的应用、GIS在交通中的应用等。

在"GIS"中,"S"包含四层含义:

一是系统(System),是从技术层面来解读GIS,即面向区域、面向资源、面向环境等的规划、管理和分析。在该层含义中,认为GIS的功能主要是处理数据,但更强调其对地理数据的管理和分析。

二是科学(Science),是一个更为广义的GIS,是一个具有理论和技术的科学体系,意味着研究和发现存在于GIS和其它信息技术之间的科学理论。

三是服务(Service),伴随着遥感等信息技术的飞速向前,地理信息系统开始从简单的技术型、研究型逐渐的向地理信息服务方面过渡。

四是研究(Studies),研究与地理信息技术相关的社会问题,例如法律问题、机密问题、经济学问题、规划问题等。

基于以上说明,GIS是一种专口用于收集、存储、管理、评估和显示空间数据的信息系统,它不仅是模拟现实世界和进行数据分析的工具,也是解决问题的强有力的工具,还是一门空间数据分析处理的科学技术。

2、GIS技术在水资源管理中的应用

在水资源管理工作中,GIS能够为水资源的保护和管理工作提供非常科学和方便的工具。随着计算机、遥感、地理信息系统等技术的迅速发展,传统水科学与信息技术密切相关,具有强大的空间分析和可视化表达能力的GIS技术,能够快速、直观、多角度地分析水环境各要素的空间分布与时间变异特征,使水环境管理和综合决策向科学化、信息化和空间化方向发展。国际上,GIS在水文水资源中的应用可以追溯到上个世纪七十年代,我国上个世纪八十年代,上海市环境管理部门开始应用GIS进行水资源管理工作,同时建立了黄浦江流域水环境GIS系统。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆之后其他的一些水域管理机构和部门也逐渐开始讲GIS系统应用到防洪工作和洪水灾情快速评估系统的开发中。

2.1水资源调查评价

GIS在水资源调查评价中的应用主要是指将GIS技术应用在流域水文模拟和水资源的评价上,能够对水资源利用状况、生态耗水状况进行分析和评价。

2.2 GIS在水环境监测管理方面的应用

GIS在水环境监测管理中的应用主要包括对被污染的河流的各种污染源的监测,结合RS技术,实现对河流断流以及洪水清凉进行实时检测,对水环境恶化可能引起的多种灾害进行监测。同时结合RS技术还能够实现对水土流失等情况的监测。另外,结合GPS技术能够实现对过量开采地下水导致的地面沉降情况的实时监测。借助于GIS系统对空间数据的管理、分析能力,不但能够实现相关资料的快速和准确的查询,实现对水质变化特点和未来趋势的分析,同时还能够对水环境监测方案的实施效果进行了解和掌握。

2.3防洪

洪涝灾害是我国主要的环境灾害,造成的损失巨大。因而我国逐渐开始将GIS技术应用到防洪工作中,建立起基于GIS的防洪决策支持系统,海系统的主要功能是建立防洪区域社会经济数据库、动态采集和分析洪水演进等等,与GPS、RS的结合,对于人们做出正确的决策有很大的作用。基于GIS的防洪决策支持系统是在水资源综合开发利用中应用最早、成效最大的系统。主要的应用集中在建立防洪区域社会经济数据库,以及动态采集和分析洪水演进等方面。基于GIS的洪水演进模拟已在许多单位研制成功,技术也相当成熟,计算速度也从原来的数小时提高到现在的几分钟,实用性大大提高。

2.4区域地下水资源管理

GIS应用于区域地下水资源管理的基本思路是以GIS为载体,连接其他数据库系统,把某一区域内的各种地质、水文地质数据和背景资料输入GIS的数据库,构成一个区域水文地质信息系统,然后开发该系统与水文、地下水模拟系统的接口,及时地模拟水质、水量变化状态。

3、基于GIS的水资源管理系统

建立基于GIS的水资源管理系统能够为水资源的管理提供基础数据,为水资源的调配提供依据,对水资源的开发潜力进行分析计算,为合理的开发和利用水资源提供决策依据。基于GIS的水资源管理系统可实现如下主要功能:

3.1预测分析

例如通过输入动态的监测数据,可适时做出地下水位等值线图,并经系统的空间分析模型计算出地下水库的库容量,进而利用辅助决策分析模块中的水资源预测模型对未来地下水资源的变化趋势进行预测。

3.2水资源调度分析

根据农业、工业等部门在当时国民经济中的比例及生产现状进行指标分析,确定合理的供水量,使有限的水资源得到最优的分配,进而发挥出最大的经济效益。

3.3信息检索和查询

可对研究区历年观测的水文资料进行检索,如历年降水量、径流量、地下水位年变化和月变化、水库入库量、废水排放量等。还可对系统内存储或经系统分析而派生出各种图形文件进行查询。

3.4模拟与决策

如利用水量计算模型和水质评价模型对候选的可行水资源管理方案的实施效果进行模拟,直观的对候选方案进行评价。进一步可将预测结果输入决策支持系统模型,求得规划方案的最优解。地理信息系统(GIS)是在计算机软硬件支持下,运用信息科学,管理科学,对空间地理信息进行综合处理、分析和应用的系统。

4、结语

本文从介绍GIS的概念入手,分析了GIS在水资源管理当中的应用以及基于GIS的水资源管理系统,以供参考。

参考文献

[1]吴渊.GIS在水资源管理中的应用及分析——以呼和浩特市为例[J].内蒙古林业调查设计,2017,(03):62+45.

[2]李芸,王同旭.GIS技术及其在水资源管理中的应用[J].黑龙江科技信息,2016,(12):11.

论文作者:李敏玉

论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/2

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