GIS技术在水文水资源管理中的应用探微

葛启 黄河水利委员会山东水文水资源局

为了能紧跟信息化社会发展的趋势，提升水文水资源信息化建设水平，将GIS技术应用到水文水资源的各个领域，开展指定区域降水量计算、地下水勘察等多项工作。从传统形式的高消耗、低效率模式逐步向统筹规划和信息化方向转变，在实际开展水文研究与保护工作期间就能够紧紧结合水资源的特点，对水资源的各项信息数据进行细致分析，有利于全面提升水资源利用率。本文从GIS技术内容以及发展趋势入手展开阐述。

一、GIS技术与水文水资源的分析

（一）GIS技术

GIS技术是伴随着地球地理信息专业发展起来的新技术手段，其主要由空间数据处理和空间数据管理两个部分组成，借助遥感、GPS定位等获得各种信息数据。GIS技术在地球地理信息的监测中具有丰富的功能优势。GIS技术能够实现对所监测数据的动态化管理，这一特点正好符合水文水资源发展的特征。其次，GIS技术还有具有多要素综合分析的功能，其能够借助通信技术、计算机技术等对于数据展开更加精准科学的处理，从而为水文水资源的研究决策提供有效参考。

（二）水文水资源

水文水资源领域是以水资源为重点，展开水资源变化、运动、分布等方面的专业研究。通过把握水资源的变化规律，从而预测水资源可能产生的各种安全隐患，并且结合当地的地理地质信息进行有效的灾害预防，达到减少水资源灾害的同时，更好地发挥水资源的生产生活服务功能。

二、GIS技术内容以及发展趋势

GIS技术是在开展地理信息研究工作期间较为常见的一项技术，主要是将计算机技术作为操作载体，对不同类型的信息数据进行收集、整理、分析后，为信息数据赋予相应的空间意义，再将其转变为实际研究期间需求的各项地理信息。在对水文水资源进行研究期间，通过对GIS技术的应用，不仅能够有效解决传统水文监测和管理工作中存在的各种问题，也能为地表信息研究人员提供技术支持，对于全面提升水资源保护效率具有重要帮助。

随着社会整体发展水平的逐步提升，GIS技术在未来应逐步向标准化、多维化方向转变，并要积极构建特色鲜明的空间数据库以及具有融合性的专业模型等。GIS软件的各项功能应不断增多，不仅需要通用功能，还需具备水文水资源领域的针对性功能，进而增强GIS软件应用平台以及数据格式的规范性。此外，还需要着重开发三维立体空间水文水资源分析的软件，将地理信息方面的信息数据更加立体地展现出来。在实际构建具有特色性和鲜明性的空间数据库期间，需构建多个不同数据库模块，像构建流域经济情况数据库、区域降雨量数据库等。在未来发展趋势下，GIS应用模式在实际构建期间还需要充分考虑水文现象等各方面的因素，在形成具有较强融合性专业模型的同时，有助于提升水文水资源分析的全面性。

三、GIS技术在水文水资源管理中的具体应用

（一）GIS技术在地下水勘察中的应用

能否准确开展地下水勘察工作，对于能否提升水文水资源管理效率具有重要帮助。开展地下水勘查工作的主要目的是为了明确指定区域地下部分含水层的分布规律、地下水流、含水层的实际连通程度以及边界、地质状况等内容，其主要是为了提升地下水规划管理效率的重要工作内容。在实际利用GIS技术对地表水进行勘察的过程中，在GIS技术的辅助下，能够更加精准地了解地表水的来源、储存量等各项状况，进而获取非常精准的空间数据。通过对获取的各项空间数据进行利用，构建空间模型，能够更加直观、详细地表现出地表水实际分布规律。

（二）地下水水质评价及污染物分析

地下水自我再生的能力相对较差，自我调节功能不足，当地下水发生污染事件时，很难恢复到原有的水平。因此，为减少地下水污染，必须通过人为干预的方式来进行，而这就需要在地下水管理工作中加强对地下水资源污染物含量的分析和监测。GIS拥有强大的信息处理、分析和储存功能，逐渐在地下水管理中占据了重要地位，它可以极快地对提取的地下水水质的数据进行处理分析，从而转换为可为地下水监测和管理工作服务的检测结果。同时，GIS还可以通过建立相应的地下水水质评价模型，大大提高了地下水水质评价工作的精确性。此外，GIS在监测地下水矿物质及含量、评估地下水重金属污染状况等方面发挥了重要作用，结合GIS的数据分析和管理功能，可以对不同区域的地下水水质进行综合对比，获得可视化的区域地下水质量状况分布图。近年来，基于GIS开发的岩溶地下水环境测评系统，已根据地下水监测系统完成了岩溶地下水的测量工作，为我国地下水的管理和监测工作提供了更加有力的技术保障。

（三）在水资源控制规划中的应用

现阶段，水资源质量控制是水文水资源应用中最基础的一环，只有加强水资源的管控工作，才能有效防止水资源污染。GIS技术的可视化功能可以将监测区域的水资源情况完全展示到一张地图中，还能够实现水质的监测和预报。比如，GIS技术可以联通物联网系统，借助各种传感器设备对于水污染分布数据参数进行监测处理，建立起专门的数据库，形成水污染控制模型，为区域环境水污染的控制管理提供帮助。

（四）GIS技术在水资源可持续发展中的应用

随着现代化城市的进一步发展，城市在水文水资源的应用中都需要导入技术手段，并做好统筹规划。如，在城市地下水管理中，做好地下水位的监测对于该城市的公共交通网络建设、城市建筑施工项目发挥具有重要的作用。而GIS技术正是可以介入到城市的地下水位、水管网信息管理中。如，GIS技术能够展开空间数据的处理，实现对信息数据的编辑、采集和提取等，由此为城市建设起合理的官网建设方案。

（五）GIS技术在水文情报预报及防洪减灾中的应用

相对于其他技术，GIS能够整合时间数据和空间数据，从而进行系统性分析。在水文情报预报工作中，GIS技术可以实施监测不同区域的水文情报并进行精准预测，还能对手机到的各种水文信息进行分析处理，从而提高了水文情报预报工作的实时性和动态性。比如，通过利用GIS技术对水文模型的各项参数进行精准性预测，在精准数据和优质模型设计的状况下，能够全面提升水文模型质量。特别是在数字高程模型中对GIS技术进行应用，能够将水力学相关的技术与之进行融合，有助于增强水文信息监测的真实性。

在防洪减灾工作中，GIS主要通过对水域信息统筹管理、风险预测、灾情评估、区域划分等方面提供相应指导。并且通过利用GIS技术构建防洪减灾信息化管理平台，GIS技术充分发挥功能作用，能够在较短的时间开展空间水文数据信息收集工作，并且能够做好实时查询、搜索、更新等工作，对于全面提升各项信息资源利用率具有较大帮助。GIS技术自身的空间分析功能能够为实际制定防洪决策提供信息支持，并能为多种不同类型的应用模型提供有效数据。在对各项数据参数进行优化的状况下，能够精准地进行评估，进而使防洪减灾决策具备数据化和可视化行为，为后续提升灾情调整和评估工作有效性创造条件。利用GIS技术开展灾害风险评估工作，比如对洪水发生的概率和强度方面的数据进行模拟性的计算，对具体的危害性、危害程度等方面进行系统评估，并且对各项损失进行计算，不仅能够充分考虑自然地理位置、社会环境等各项空间因素，也能逐步完善GIS防灾评估机制。

（六）GIS技术在指定区域降水量计算中的应用

水文水资源管理工作多种多样，区域内的降雨量能够为实际开展此项工作提供重要参考依据，很多的重大决策都将区域降雨量作为核心参考依据。在实际对指定区域降水量进行计算期间，应用GIS技术具有重要意义。

一方面是区域降雨量的计算方式。最为常见的是三角形计算法、逐步定格计算法、多边形计算法等方式。通过对这些计算方式的正确应用，最终获取的计算结果具有较强的精准度，能够符合实际要求。通常状况下，区域降水量计算的精准度与区域内的站网密度具有较大关联。如站网密度越高，实际计算的区域内降雨量就越精准。若指定区域的总体面积比较小，并且地势相对来说比较平坦，以应用算术平均法为主对指定区域的降水量进行计算。对于逐步定格法而言，其实际计算指定区域的降水量具有一定优势，且具有连续性，但也存在一定的弊端，如实际操作比较烦琐，计算效率也比较低。

二是应用GIS技术对指定区域降雨量进行计算的优势。应用GIS技术具体的应用优势体现在计算效率高、计算结果精准性强等方面。在计算期间不会受到人为因素的影响，能够降低产生计算误差的概率，并且不会受到地理信息数据量的限制，在节省人力、物力资源的同时，能够提升指定区域降雨量计算有效性。

四、GIS技术在水文水资源中的应用趋势

（一）信息标准化

GIS 技术应用的核心在于数据信息，通过对现场数据的精准化采集分析与共享发挥数据的最大效力。近年来我国在数据标准化与共享化层面做出不少探索，对推动数据信息标准化贡献良多。但是 GIS 技术本身对数据信息的标准化要求极高，现有数据标准体系尚不能满足 GIS 技术对数据标准的要求。例如 GIS 技术常应用在具体事件的分析场景中，从中体现对现场采集数据的分析和处理。该过程重要非常细致的数据标准作为支撑，并为后续的数据公开共享奠定基础。因此在今后的 GIS 系统开发中要充分融合更高标准的数据规范，进而满足 GIS 在数据标准层面的需求。

（二）实现GIS技术的创新化应用

当前GIS技术在水文水资源勘查方面的应用还存在一定的不足，如地下水勘探同地表水数据分析尚未形成整体。而随着人类活动的频繁，展开对水文水资源的应用管理需要考虑到整体性，做好统筹规划。基于GIS技术现有的水文模型功能、水文地理空间分布可视图等功能，开展技术优化创新成为未来GIS技术发展的重中之重。

五、结束语

综上所述，GIS技术在水文水资源领域管理中的应用，极大地提高了我国水资源的利用率，为我国社会发展提供了水资源安全保障。如，GIS技术在水文情报和防洪减灾方面的应用，可有效规避了各种水文灾害的发生。因此在未来的技术发展中，需要不断地挖掘和发展GIS技术，实现两者的持续发展。