浅析GIS技术及其在水资源管理中的应用

徐铭

摘 要：目前，我们国家的水资源量日益减少，对国家的经济发展有着严重的影响，因此，加强对水资源的管理，减少水资源浪费和污染现象是国家发展过程中的首要问题。现代化科学技术的研发对水资源管理工作有着促进作用，将GIS技术应用在水资源管理子中，可以将地理信息技术的优势充分发挥出来，可以结合各地区的实际情况对水资源进行有效的管理，提高水资源的应用效率。

关键词：GIS技术；水资源管理；应用

一、GIS与及其在水资源管理中应用的意义

1、GIS内涵

地理信息系统概念是 60 年代加拿大测绘学家结合计算机发展趋势，提出的利用机算机和数据库技术结合管理地球空间信息的概念体系，并于 1971 年建成第一个地理信息系统（GIS）。地理信息系统（GlS）是指在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。该系统将地理空间数据作为基础和依据，应用地理模型分析等方法，提供多种空间和动态的地理信息的系统，该系统是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

2、GIS在水资源管理中应用的意义

我们国家的人口基数大，在国家经济的发展过程中，人口数量也在不断增加，对水资源的需求量也越来越大，水资源短缺的问题也日益凸显。水资源短缺不但影响着国家的经济建设和发展，也影响着生态环境的平衡。是我们国家在发展过程中面临的主要问题之一，想要实现国家经济的可持续发展，就需要将可持续发展理念融入到水资源的管理中，缓解目前的水资源问题。

近年来，我国乃至全世界都开始重视水资源的开发和利用问题，如何利用 GIS 做好水资源的合理开发和综合利用成为目前水资源管理中的一个重要的问题。

水资源的管理问题离不开信息技术，在现代化科学技术不断优化和完善的过程中，GIS技术可以对地理信息和空间信息进行搜集和掌握，并将相关数据应用的到有需求的地方，该技术的应用效率比较高，可以快速掌握多个方面的信息，了解水文环境中地理数据的变化和空间的布局，可以进行综合分析实现对水资源科学化、规范化的管理，提高水资源管理水平。

二、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。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。

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、GIS在水环境监测管理方面的应用

因为GIS技术的功能性比较强，就可以对水资源的变化情况进行掌握和分析，那么基于这一点，可以将其应用在水环境的检测中，对水资源的污染问题进行监督管理，掌握导致水资源污染的源头。与RS技术相结合，可以对河水的断面流向和洪水质量进行实时监测，掌握水资源的状态，如果水资源出现恶化现象时可以在与第一时间发现，避免水资源灾害的发生。另外，两种技术相结合还可以对水土流失现象进行有效监测，还有地面的沉降问题和水资源过度使用的现象。该项技术可以对水资源区域进行空间环境的管理，并对地理信息和空间数据进行分析，实现了对各项信息的精准掌握，同时，也可以对水资源未来的变化形式进行分析，根据实际情况制定合理的水资源检测方案。

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會经济数据库、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。

4、区域地下水资源管理

该项技术也可以应用在地下水资源的管理中，可以对某个区域的地质情况和水文信息进行全面收集和整理，录入到地理信息系统中，结合各项信息可以建立一个该区域的水文环境信息系统，根据各项信息可以对地下水资源情况进行模拟，了解地下水资源的变化情况。

三、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：

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。

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、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，如耕地、渠道、河流水系、水库地形等高线、典型年降水量等值线等。

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。

综上所述，将 GIS 应用到水资源管理中，不断能够提高水资源的管理水平，还能够实现水资源得到合理的开发和综合利用。随着 GIS 技术的不断发展，将会在水资源管理中发挥着越来越大的作用，将会为水资源管理中的信息分析、日常管理以及科学决策等提供更加科学和有效的服务，从而建立起完善的水资源决策支持系统，促进城市水资源管理水平的不断进步和提高。

参考文献：

[1]李芸， 王同旭. GIS技术及其在水资源管理中的应用[J]. 科学技术创新， 2016（12）：11-11.

[2]殷同生. 浅析GIS技术在水文水资源领域的应用[J]. 河南水利与南水北调， 2016（9）：31-32.