浅谈水文水资源领域现代信息技术的意义

马强（新疆维吾尔自治区水文局　新疆　乌鲁木齐　830000）

浅谈水文水资源领域现代信息技术的意义

马强
（新疆维吾尔自治区水文局新疆乌鲁木齐830000）

本文首先分析了GIS技术在水文水资源领域中的应用，随后论述了RS技术在水文水资源领域中的应用。期望通过本文的研究能够对促进水文水资源现代管理工作水平的提升有所帮助。

水文水资源；信息技术；GIS；RS

1　引言

水文水资源领域涉及的范围较多，其中包含的内容较多，如水污染控制、水文情报、流域面雨量统计、地下水资源勘察、降水量、径流量等等。在对该领域进行研究的过程中，需要使用现代信息技术，如GIS技术、RS技术等等。其中GIS技术最为显著的一个特点是可以精确地描述出空间实体及各个实体间的关系，可借助该技术分析、处理一定地理区域内的分布现象。而RS技术则可对地表各种地物及现象进行远距离控制测量和识别。借此，本文就这两项现代信息技术在水文水资源领域中的应用进行浅谈。

2　GIS技术在水文水资源领域中的应用

GIS是地理信息系统的简称，它是一种计算机系统，能够对地球空间数据进行采集、存储、查询、分析、建模、显示及应用。该技术集多种科学于一身，如信息科学、空间科学、计算机科学、地球科学等等。GIS技术最为显著的一个特点是可以精确地描述出空间实体及各个实体间的关系，可借助该技术分析、处理一定地理区域内的分布现象。GIS系统将空间实体与能够反映这些实体特征的数据库进行了有机结合，从而使其能够真实反映出地图上任意地物的属性特征等信息，并能将多种要素叠加在一起，由此使得空间信息的分析更加直观和简便。由于GIS能够实现以下功能：数据统计、数据观测、空间定位、空间分析等，从而可以使数据的作用得以充分发挥，由此能进一步揭示各种指标的空间分布规律及其基本特征。通常情况下，在GIS系统当中，不但可以非常方便地对进行数据库操作，而且还能通过对相关数据库的连接，扩充数据库的内容，这样便可以动态显示出某个特定区域内的变化情况。

2.1GIS技术在水污染控制规划中的应用

在区域环境规划中，水污染控制规划是较为重要的组成部分之一，在具体的控制规划过程中，可用地图的形式对功能区水域单元水质分布情况、污水管网分布情况进行存储管理，而污染物的种类和数量可使用兼容的数据库进行存储管理。图1为基于GIS技术的水污染控制规划方案。

图1　基于GIS技术的水污染控制规划方案

2.2GIS技术在水文情报预报中的应用

在水文情报预报中，GIS技术的应用具体体现在如下几个方面：一是信息查询与分析。以电子地图为依托，通过GIS和数据库，可以实现水情信息的查询、检索及分析计算，由此能够获得详实、可靠的水文情报。二是确定模型参数。通常情况下，几乎所有流域水文模型的参数都与地理信息相关，如河道长度、坡度、土壤分布情况以及土地利用面积等，这些参数全都可以借助GIS进行确定。除这些基本参数以外的其它参数，如流域地貌单位线、下渗能力等，则可利用GIS间接获取。三是DEM的应用。DEM即数字高程模型，其不仅能够对流域的汇流进行计算，而且还能与水利学模型结合应用，由此可以客观、准确地对相关灾情进行评估，如分洪水量、淹没范围等。

2.3GIS技术在流域面雨量计算中的应用

流域面雨量是水资源管理的主要决策依据，其计算方法相对较多，常用的有三角形法、等雨量线法、算术平均法等。实践表明，应用以上方法进行雨量计算时，都需要具备一定的条件，才能确保计算结果的精度。如在流域面积相对较小且雨量资料较为齐全时，通过算术平均法能够快速、准确地计算出流域面雨量；如果流域的面积较大或是相关资料不充足，则无法使用该方法对面雨量进行精确计算。GIS技术在该方面的应用，使传统计算方法的不足得到了有效弥补。例如，业内的专家对模糊优选神经网络与GIS预报模型进行了研究，结果表明，GIS在合格率和准确度方面要远远优于传统方法，充分证明了GIS在流域面雨量计算中的优越性。更为重要的是，GIS技术不会受到人为等主观因素的影响，故此，其处理降雨量在空间分布数据的效果更佳，能够进一步提升边界分析质量。

2.4GIS技术在地下水资源勘查中的应用

在水资源规划管理中，地下水勘查是较为重要的工作内容之一，其最终目的是为了查明某个区域内含水层的基本特征，如空间分布、水利联系、地质构造以及含水层边界等。可以应用GIS技术，了解并掌握地下水的埋深深度、地表水的补给情况以及蕴藏量等基础信息，并以空间数据及相关成果转化为模型，反映特定区域内地下水资源的变化规律及特征，为地下水规划管理提供决策依据。在地下水资源勘查中，主要借助GIS技术构建空间数据库系统，如水文地质资料库、地下水动态资料库等，然后通过对数据库的可视化查询，来预测地下水的动态发展趋势。

3　RS技术在水文水资源领域中的应用

RS是遥感技术的简称，具体是指从高空或是外层空间接收来自地球表层的各类地理电磁波信息，通过对这些信息的扫描、传输及处理，对地表各种地物及现象进行选距离控制测量和识别的技术。RS技术主要是由以下几种技术构成：信息传输技术、信息处理技术、信息提取技术、信息应用技术以及信息测量技术等等。根据遥感仪器所使用的波谱性质可将RS技术分为以下几类：电磁波遥感技术、磁力场遥感技术、声纳遥感计数等等；按照遥感应用领域的不同，又可将之分为环境遥感技术、海洋遥感技术、水文气象遥感技术、地球资源遥感技术等等。

3.1RS技术在降水量监测中的应用

RS技术在降水量监测方面的应用主要是借助云层顶部温度与像素降水点间联系，并通过卫星收集到的数据信息与地面测站间的差值进行监测。在有些地区，由于受环境的限制，雨量观测站的数量比较稀少，此时为了获取相关的降雨量数据，通常可以借助雷达、气象卫星或是航空飞机等设备进行监测。在以上几种设备中，雷达的使用频率较高，其能够对空间信号加以利用，对相关数据进行处理，并且还能采集相应的降水粒子，利用计算机对降水量进行计算。若是云层本身的厚度较大时，使用雷达无法很好地对降水量进行估算，此时便可以采取卫星与雷达联合使用的方法，计算降水量。这是因为卫星能够对面积较大的降水量进行预报和估算，常用的方法有综合法、微波辐射法等。此外，借助航空飞机深入到云层当中能够对云层及其周围进行监测，由此能从不同的角度测出云层的分布情况，再将测得的数据传给计算机，经过分析处理后，便可将有关的数据信息显示出来，而计算机则会自动收集云雨信息，为水文部门开展工作提供详实、可靠的依据。

3.2RS技术在径流量预测报中的应用

可将卫星遥感系统的监测数据与水文气象站的相关数据作为依据，然后把重要的信息输入到水文模型当中，通过计算可以得到所需的数据信息。虽然RS技术无法对河川径流进行直接估算，但却可以借助RS技术来估算土壤含水量、蒸发量等数据，并以这些数据为基础，构建模型进行计算，由此便可获得相应的径流量预测与预报结果。RS技术是早期径流量预算的主要方法，具体是通过卫星云图和水文模型进行分析，并利用雷达对降水量进行预测。随着研究的不断深入，开发出了新型的计算方法，即以多种覆盖类型增发，该方法的应用，给径流量的预测报提供了可靠的依据。

3.3RS技术在蒸发量监测中的应用

目前，RS技术在蒸发量方面的应用已经十分成熟，利用卫星数据进行蒸发量计算的方法较多，如统计经验法、能量余项法等等。同时还能运用全遥感息息模型进行计算。按照模型本身的特点，可将其分成多层模型，其中各层模型都有自身的优势，如一层模型能够区别地表土壤与植被土，二层模型则能对地表植被与地上热量间的余热进行计算。以遥感数据为基础构建起来的作物增发增腾计算模型，实现了对非均匀地面的蒸散计算，从而使蒸发量的计算更加方便、快捷。

4　结语

综上所述，水文水资源的研究是一项较为复杂其系统的工作，为了确保该项工作的顺利开展，可对现代信息技术中GIS技术和RS技术进行合理运用，通过这两类技术的应用，不但能够获取到详实、准确、可靠的水文、水资源数据信息，而且还能提高工作效率和质量，对于促进我国水文水资源研究工作的持续发展具有非常重要的现实意义。

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（责任编辑：李蕊）

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