GIS在水文水资源领域中的应用分析

韩忠

摘要 GIS作为水文空间数据管理工作的重要工具，为促进水文水资源领域智能化、自动化发展奠定了坚实的技术基础。基于此，分析GIS技术在水文水资源领域中的具体应用范围，提出GIS技术未来发展趋势，以期为相关工作人员提供理论性帮助。

关键词 GIS;水文水资源领域;实际应用

中图分类号：P208.2 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2020）08–0–02

Abstract As an important tool of hydrological spatial data management， GIS has laid a solid technical foundation for promoting the development of intelligence and automation in the field of hydrology and water resources. Based on this， this paper analyzes the specific application scope of GIS technology in the field of hydrology and water resources， and puts forward the future development trend of GIS technology， in order to provide theoretical help for relevant staff.

Key words GIS; Hydrology and water resources field; Practical application

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.08.064

水文水资源领域研究范围逐步扩大，对研究工具的信息化、系统化、网络化要求更高。为有效缓解当前我国水文水资源紧缺矛盾，需获取更加精准的地理信息、水文信息、空间信息，借助GIS技术全面了解水文水资源空间分布特征，构建地区水文水资源三维模型，制定出更加专项可行的水文水资源管理对策，推动水文水资源领域研究工作可持续发展。

1 概述GIS技术

1.1 GIS技术概念

GIS又被称之为地理信息系统，基于计算机硬件、软件支持下对整个或部分地球空间信息进行采集、存储、管理、计算与描述[1]。GIS系统具有综合性强的特征，在实际应用期间涉及地理学、地图学以及计算机科学等领域专业知识，实际应用范围广阔。通过高效应用地理信息系统，对空间数据信息进行有效分析及处理，将地图的视觉化效果与地理分析能力、数据管理能力集合在一起，提供更加全面的地理信息服务。

1.2 GIS技术应用现状

GIS技术可以高效完成空间数据采集、管理及可视化输出工作，为水文水资源领域提供了更加优质的空间数据服务。从GIS系统构成角度分析，系统内部核心模块为空间数据管理，可为地理科学研究工作带来更多数据辅助。空间数据管理模块分为数据分析及处理两大功能，数据主要来源于专题地图、遥感地图与统计技术。

GIS技术的功能为数据信息采集、提取、分析;地域空间分析、多要素综合、计算机、通信及遥感技术等。通过将这些功能应用在空间地理数据的编辑及管理过程中，能够从根本上提升数据自身的可操作性，确保这些数据能够成为重大事项决策参考依据。现阶段，地理信息系统不断朝集成化、智能化方向发展，更多的理信息模块已经具备多功能、高精度、现实性强等优势，是当前水文水资源研究领域的重要基础。

2 GIS技术在水文水资源领域中的实际应用

2.1 在水文情报获取及防洪减灾中的应用

GIS技术可以有效整合海量数据，为水文水资源情报预报系统的设计及运转提供了重要的理论依据[2]。通过充分发挥GIS技术内部功能，可以扩大水文数据提取范围，对这些数据进行全面整合及编辑，使后期水文情报预报工作更加全面精准。

GIS技术的应用还可确定水文水资源空间数据模型参数，增强水文水資源空间模型的设计精准度。通过配合使用数据高程模型，全面检测水文水资源实际信息，促进水文水资源领域研究工作高效开展。

当前GIS技术被较为广泛应用在地区骨干河道、大中型水库预报方案的编制过程中。通过找寻地区水文水资源地理信息发展规律，建立更加科学完善的水情中心及水文站点，获取地区雨量等级线图。不仅如此，GIS技术还可为防洪减灾工作提供重要理论依据。通过充分利用GIS系统内部管理平台、旱灾评估、风险分析以及城市防洪功能，最大限度地降低旱涝灾害对地区发展造成的严重不利影响。GIS系统收集并描述的水文水资源空间信息可以为防洪信息管理系统决策支持平台的构建提供重要理论依据。同时，GIS技术的空间分析能力还能够体现出地区水文水资源防洪减灾需求，优化各类参数，使防洪减灾决策方案实现可视化目标。

在洪水灾害评估完成后，地理信息系统还可对灾害风险进行全面分析。结合地区洪水灾害发生规律以及影响程度，计算并评估洪水损失量[3]。借助GIS技术以及自然、地理及社会因子，对此因子进行权重空间叠加，构建起多灾害模型。为充分发挥出GIS系统技术作用，相关研究人员还致力于利用系统空间分析功能，深入剖析流域上下游之间关系，对地理信息数据进行叠加以及多边形合并，设计出最为合理的缓冲区，为城市防洪减灾工作提供重要技术支持。

2.2 在空间管理及决策机制系统中的应用

水文资源的空间管理与决策支持系统均需要使用GIS技术。利用GIS技术建立空间数据库，提供重要的水文决策依据，确保管理部门能够利用这些数据做出更加科学及全面的决策。借助GIS技术，还可以构建当地水文水资源特色数据库，综合展现当地使用水资源管理情况，根据水资源分布特征及空间变化作出灾害预测，建立功能完善的决策支持系统，切实提升水文水资源实际管控水平。

近几年来，GIS技术在构建水文水资源决策支持系统中的作用被充分发挥出来。但由于我国开展此项研究的时间较短，需要大量的人力及物力资源，这就要求水文管理部门做好打长期攻坚战的准备。

2.3 在水环境管理中的应用

水文水资源领域对水环境的管理要求日渐提升，需要进一步增强传统水文管理工作空间属性及管理层次[4]。将GIS技术应用在水环境管理工作中，不仅能充分了解到水环境现状，还能依据水文水资源空间与时间范围变化趋势，全面监测水环境。利用GIS系统数据管理功能，可进一步提升水质与水量预测水平，建立地区骨干流域水环境管理系统，从根本上提高水资源优化管控力度，更好地实现水环境综合管理目标。

2.4 在水污染控制规划中的应用

现阶段水文水资源领域研究重点还放置在水污染控制规划管理方面。各领域生产水平的快速增长在提升大众生活质量的同时，也使水资源面临严重污染。如何做好地区环境规划中的水污染控制工作，将会成为实现水文水资源管理目标的重要所在。

在制定水污染控制规划方案时，要对各功能区域的水资源进行专项设计。利用先进的GIS技术划分水资源污染源的种类及特征。利用图纸可视化方式为相关部门展现出当前水环境保护现状，确保设计出的城市排污网络系统能够最大限度发挥水文水资源保护功能，控制水污染影响范围。

应用GIS系统过程中要明确地区水污染控制对象，建立水污染控制规划数据库以及规划模型[5]。建立数据库及管理信息系统，被用户提供所需的数据及图纸模型，完成对区域内的水污染控制工作。美国在将GIS技术应用在水污染控制规划工作中的成就最为显著，相关科学家已经建立起完善的区域水资源污染控制系统，准确计算出多条河流的污染值，使水资源质量的监管与污染控制工作得到了充分的数据支持，促使水资源非点源污染控制工作朝智能化、自动化方向发展。

3 GIS技术在水文水资源领域中的应用趋势

水文水资源GIS系统的开发是一项长期动态的过程。通过高质高效应用GIS技术，能够切实提升水资源空间信息利用率，对水文水资源的研究工作给予了更多的数据支持。经过实际调查研究发现，GIS技术的应用还存在水流运动、水质时间序列、空间环境数据耦合研究力度不足，不同水文水资源研究部门的信息共享率较低等问题。因此，在将GIS技术应用在水文水资源领域过程中，还应当严格遵循以下几项应用趋势：

第一，做好GIS系统应用规范及应用标准的设定工作，建立更加统一科学的GIS技术管控标准。积极引进先进国家的GIS系统开发经验，确保GIS技术的应用能够上升到有法可依、执法必严的高度。

第二，建立水文水资源地理空间数据库，确保建立的数据库能够具备标准化、规范化特征，为后期使用水资源管理工作提供更加完善的理论依据。例如，依照地区气候环境特征建立特色水情、雨情数据库，为该地区旱涝灾害的评估工作提供专项理论依据。

第三，建立水文水资源空间决策支持系统，为该系统的完善及优化工作投入充足人力及物力，最后，分步实施系统，在最终功能成熟后实现全面推广，使我国水文水资源研究工作水平以及水環境管理质量能够在根本上得到提升。

4 总结

将GIS技术高效应用在水文水资源领域能够进一步提升水资源管理水平，缓解当前使环境污染情况，促进地区可持续发展，对促进地区可持续发展意义重大。与其他发达国家相比，我国GIS技术在水文水资源领域中的应用时间较短，需要加大水文水资源GIS系统研发支持力度，确保GIS技术能够在水文水资源管理中发挥出重要作用。

参考文献

[1] 尼玛次仁. GIS技术在水文水资源领域中的应用现状与发展趋势[J].珠江水运，2014（23）：70–71.

[2] 姬鸿鑫，李坤，宋凤蕊.关于GIS在水文水资源领域中的应用探析[J].科技创新与应用，2015，6（13）：135.

[3] 高永芹，李家法.分析GIS技术在水文水资源领域的应用现状与展望[J].信息与电脑（理论版），2015，10（13）：34–36.

[4] 全占东.水文水资源领域中GIS技术的应用现状分析与发展趋势探讨[J].黑龙江水利科技，2017，45（2）：128–130.

[5] 李斌杰.我国水文水资源领域技术需求分析及推广应用[J].内蒙古水利，2017，22（10）：57–58.

责任编辑：黄艳飞