水文地质空间信息系统研究

2015-04-27赵长春中国冶金地质总局山东正元地质勘查院山东临沂276006

山东工业技术 2015年4期

兰　天,赵　耘,赵长春（中国冶金地质总局山东正元地质勘查院,山东　临沂　276006）

水文地质空间信息系统研究

兰天,赵耘,赵长春
（中国冶金地质总局山东正元地质勘查院,山东临沂276006）

水文地质空间作为地球空间信息系统的重要组成部分，水文地质空间信息系统是对地球表面地下水的分布和运动规律的信息集成、分析和处理系统。水文地质空间信息系统为生活用水、工业用水、农业用水提供技术和信息支持，是水土保持、水资源保护和地质灾害防范的信息来源和依据[1]。本文结合水文地质空间信息的特征，研究水文地质空间信息系统的构建方法和应用领域。

水文地质；空间信息系统；构建与应用

随着社会信息化水平的不断提高，以地理信息系统(GIS)为代表的现代信息、地理和地图科学在社会经济生活的诸多领域有了广泛的应用。水文地质空间信息系统被基于地理信息系统(GIS)而进一步深化完善和深度开发，为社会经济发展贡献力量。

1　水文地质空间信息的特征

水文地质空间信息是反映地下水数量、水质随着时间和空间发生变化和运动规律的数据信息流[2]，由于地质环境和地下水运动具有一定的不规则性，因此水文地质空间信息具有不确定性、系统性和时滞性特征。

1.1水文地质空间信息的不确定性

所谓不确定性是指某种物资或系统处于状态不稳定、运动不规律、信息流反馈不连续等不规则、不易测算或预测的特征。对于水文地质空间信息而言，不确定性主要体现在时间上和空间上两个维度。

水文空间信息在时间上不稳定，信息的种类、性质和强弱并不是时间的函数，如地下水的水流大小、水质量值等时而瞬间发生较大变化、时而长期稳定不变，具有不易预测、不易掌控的特性。

在空间上的不确定性是指在不同地形地貌、不同区域、不同监测点或者同一地表点对应的不同深度，水文地质信息不相同、不规律、分布随机等特点。

1.2水文地质空间信息的系统性

地球水环境是一个复杂的系统，地表径流、地下径流、含水层、隔水层等诸多因素均对水文地质空间信息造成影响，这些因素相互影响又共同作用，在一定程度上具备“蝴蝶效应”，使得水文地质空间信息与地下地表环境构成一个系统。

1.3水文地质空间信息的时滞性

信息的传导需要一定的时间，水文地质空间信息从各个信息源通过信息收集和传导系统传送至接收端，在经过处理转换成可读懂的信息，这个过程往往会造成接收到信息时，信息反馈的事件已经发生一段时间，也就是水文地质空间信息的时滞性。

2　水文地质空间信息系统的构建与应用

由于水文地质信息对于人们工农业生产用水、生活用水、土地资源保护与综合开发利用、水土保持与地质灾害防范等领域的重要作用，就有必要建立对水文地质信息进行收集、分类、处理、集成、分析和共享的系统平台[3]。

2.1水文地质空间信息系统的构建原则

实用性、动态性、高效性是构建水文地质空间信息系统的主要原则。由于水文地质空间信息系统构建的目的是满足各种使用需求，构建系统的重首要原则就是实用性，如果不具备实用性，就违背了构建信息系统的初衷和目的。水文地质空间信息的不确定性、时滞性、系统性特征决定了其信息系统构建要遵循动态性原则，只要动态才能保证获取的信息的时效性和真实性，时效性不符合要求的信息往往会导致信息使用者做出与事实不符的决策，浪费了大量资源。构建水文地质信息系统要从系统软件和硬件上多思考其信息传导和处理速度，保证信息的获取和相应机制高效运行。

2.2水文地质空间信息系统构建模型

水文地质空间信息系统的模型设计要综合考虑信息的特征、系统构建原则和信息应用领域和方向，要分类、分级建立信息的收集和处理模块。总系统要综合、全面、高效，能起到快速总揽全局的作用，子系统要分类合理，与总系统之间的信息传导要流畅高效，并与其他子系统能有效实现数据共享。

2.3水文地质空间信息系统应用平台

不同的领域、专业和工作人员对水文地质空间信息系统应用需求不同，因此，系统构建开发者要针对不同的用户需求打造有针对性的使用平台。使用平台要具备专业性、服务性和易于操作的特征。

2.4系统应用端的设计

要用软硬件上的合理的流程设计实现应用端的界面简单、信息集成、便于操作。信息的导出端要有符合统计学原理，既要有数据的简单反应，也要有汇总、分析和异常追踪。如在地质防灾减灾应用平台，要使工作人员能在平台上直观地发现有地质灾害危险的风险区域和风险点，以做出预警响应；也要能导出地质灾害的分类、分级、分区域、分时段等汇总和分类信息，能够自动计算并导出历史地质灾害多发点、重大地质灾害发生点等分析类参数。以便帮助工作和研究人员分析地质灾害发生的特点和规律，科学防灾减灾。