GIS在水文水资源领域的应用进展

刘宏伟，姚鹏举

吉林省水文水资源局吉林分局，吉林吉林 132013

0 引言

GIS 全称地理信息系统，它产生于20 世纪60 年代。其最开始是用来存储、提取、分析的一个关于地理信息的软件系统。它能综合的处理与分析空间数据，并且为管理和科研人员提供区域综合的规划、战略的决策与方案的选取等可靠的空间和地理信息。

随着科学技术的进步，GIS 的技术也逐步的从外围发展到了内核，随着GIS 技术的不断增强，其应用的范围也越来越大。而且本身的能力也可以解决水资源问题，对于水资源领域的条件也越来越成熟，使得它在区域水资源规划的管理、水情的预报以及水文的研究成为现实。

1 主要应用

1.1 在水资源的开发中的应用

在调查地表的水资源的空间分布时，水文部门采用GIS 技术。而且GIS 还用于研究和挖掘地下水资源。在地下水的蕴藏量等大量地下水资源的信息的基础下，GIS 为怎样多大量级的开采地下水进行了科学的分析，这对保护好地下水资源，并合理的开发好地下水资源具有重大的决策和支持的作用。例如：黄河下游水资源管理空间决策支持系统、全国水文水资源综合项目规划等等一系列系统[1]。

1.2 在流域水文模型中的应用

把GIS 应用于水文模型的发展成为近年来的主要发展趋势，它利用流域内的降水具有时空分布不均匀的特点，通过DEM 把流域给划分成为许多个子流域单位，并且用TOPMODEL 模型作为理论基础，设计了一个个分单位的处理产流与汇流过程的分布式降雨的径流模型，然后再结合特定的水库的汛期资料来进行一些模拟的计算，从而实现监控。

1.3 在水文情报预报中的应用

在GIS 系统中，水文情报的系统分为以下几点：

1）关于模型参数的确定：在流域水文模型中，大多数的参数都与地理信息有关，例如河长、宽度，流域的坡度以及土地的利用面积等，都可以直接用GIS 根据地理信息来确定。而另一些的模型参数，例如流域的下渗的能力等等也可以间接用GIS 根据地理信息来分析和计算；

2）信息的查询和空间信息的分析：在预报系统中，基本上都是以电子的地图作为背景，利用GIS 的技术以及数据管理的技术，从而实现了水情信息查询、检索以及分析和计算；

3）DEM 的应用：DEM 不仅应用在流域的汇流计算，还应用在水力学模型，从而快速的、客观的并且准确的进行灾情的评估与分析。

4）分布式的水文模型的开发：因为GIS 可以提供详细明确的资料吗，所以可以根据流域的条件，把流域划分成满足分辨率的很多不规则的、多边形的单元格，用来考虑降雨等要素在空间分布的不均匀。

1.4 在水土保持中的应用

水土流失的类型多种多样，其中有风蚀、水蚀、冻融侵蚀等等各种类型，并且水土流失时伴随着大量的滑坡、泥石流、山崩等严重的地质灾害。如何保持水土流失这是一个艰巨的任务。在上世纪80 年代以来，如此严重的水土流失问题得到了国家的高度重视，并且先后在主要的江河进行了治理工程，而且在重点区域建立了监测网站，利用遥感技术的特点、GIS 的强大的信息管理以及全球定位系统的高精确的特点来进行统一的管理。用GIS 来监测数据并且进行分析，这样及时的可靠的传递数据，为流域的水土流失治理提供了大力的便捷。

2 发展趋势

GIS 的优势是，具有强大的数据管理与分析功能。它在空间信息的处理上具有独到的优势，它是研究水文水资源及其利用的极为有利的工具。因为GIS 能有效的克服传统的大尺度的战略规划的缺点，所以它一直被认为是一种灵活的规划工具。GIS 的管理系统可以自动的生成当地流域自然地理以及社会要素的底图，并且以底图为基础生成流域水资源供需图。灌溉的规划图以及等等一系列关于流域的地图。还可以进行分析，例如：流域内的蓄水量、分布以及与社会的关系等等一系列的分析。还可以对单一对象的相关的信息进行查询以及剖面的显示、开采的模拟等等[2]。

往后，伴随着专业化的逐步发展。GIS 肯定会在软件的方面率先突破，并且用来专门研究水资源的GIS 会大量出现。其效率肯定也会大大提高。但是除了软件的开发外，要把软件学、软件系统的思想一起纳入水资源的研究之中，这也是以后GIS在水资源领域中发展取得进步的关键。

3 其中的缺点

尽管目前的大多数GIS 都具备强大的数据存储、管理以及输入输出的功能，但是毕竟是以数据作为中心，它在水文地理空间的表达上以及水文现象空间的分析上，其决策的能力是远远不够的，这种现况的主要原因是因为GIS 的数据模型不能够准确明确的表达地理空间的水文特征。

此外，虽然现在的通用GIS 软件功能很不错，但是因为这些都不是用来专门来研究水资源的软件，所以其功能还不算是太完备，这必须要开发者来进行二次的开发。因为这种非专业的GIS 软件，给使用GIS 的科研人员带来了许多的不便以及极大的限制。并且从某种程度上来看，它会影响研究成果的可靠性以及实用性，并且无法彻底最终的解决水资源的管理问题。

4 结论

GIS 技术的运用大大的促进了水文水资源的发展的同时也加快了GIS 技术提升的脚步。地理信息系统（GIS）它是一门新兴的计算机应用科学，并且在水文水资源领域的作用日益的加大。GIS 在管理、处理以及储存与分析时的分布资料，再为以后的开发规划以及运行管理的决策时，可以为水资源与环境的保护提供相当直观、科学的依据，并且协助了水文学科的有关理论方面的知识研究，GIS 在其中起到了非常重要的作用。

[1]张群利.基于多源信息融合的岩溶矿区矿井突水危险性评价[D].中国地质大学，2011.

[2]刘剑锋，陈琳，王琴.基于GIS的土地定级估价信息系统的设计[J].黄河水利职业技术学院学报，2010(3).