研究GIS技术在水文地质领域的应用进展

任 伟

经济的快速发展，各种不同类型先进技术手段在各领域中的应用范围相对比较广，目前地下水在各领域中的应用受到人们广泛关注和重视。特别是在农业灌溉用水中具有实质性意义，但是由于近年来地下水资源的过渡开采，以及其自身呈现出这一系列特点，有时经常会出现沼泽化以及岩渍化等诸多问题。地下水资源的过度开采，会导致地面沉降等诸多灾害的发生，对于环境的保护也会造成不良影响，甚至会影响到国家经济的建设和发展。基于此，在水文地质工作实施过程中，以GIS技术为基础，实现有针对性的改革和创新，这样才能够实现对现有诸多问题的妥善处理，以此来推动水文地质的稳定可持续发展。

1 GIS技术

GIS技术，是融合了计算机技术、测绘技术和地理技术的一种空间信息系统，以地理空间为基础，采集、分析、处理地理信息，为相关研究工作提供空间和动态的地理信息，GIS技术能够将表格数据转化为地理图形。GIS技术应用范围较为广泛，可以应用到水文地质领域中，帮助水文地质工作进行信息数据的采集、分析和处理。地理信息系统处理的对象包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据等。GIS技术具有数据综合、模拟与分析评价能力，能够实现地理空间过程演化的模拟和预测。

2 水文地质领域中GIS技术需求和现状

水文地质工作流程众多、内容复杂，而将GIS技术应用到水文地质领域中，能够采集、处理海量的水文地质信息，提高水文地质研究的质量和效率，促进水文地质工作的深入发展，因此水文地质领域工作需要GIS技术的支持。

当前GIS技术在水文地质领域中应用广泛，而由于水文地质工作环节复杂，涉及较多的利益环节，应该对水文地质工作的各个环节进行系统化管理。而借助GIS技术可以帮助水文地质工作进行有效管理和深入开展，GIS技术与计算机技术相结合，能够科学处理水文地质模型，避免出现信息错误、数据偏差等问题。GIS技术能够建立评测模型，绘制地下水的等级图，观察水质变化情况。GIS技术贯穿水文地质工作的各个流程，能够推动水文地质工作的进一步实施。

3 GIS技术在水文地质中的应用局限性

GIS技术在水文地质领域中的应用，现有诸多技术并不是很完善，存在部分缺陷问题需要在实践中进行不断完善和优化。在收集以及处理技术的选择和应用中，该技术能够显示出来的信息并不是很完善，缺少标准化管理。目前虽然现有国家标准已经为GIS建模提供可靠依据作为支持，但是无法为建模提供可靠的数据参数作为保障。在信息共享方面，对于水文地质领域的GIS技术应用问题也会造成一系列的限制影响，现阶段相关政策以及法律法规等，必须要在实践中得到不断完善和优化，这样才能够将管理体制在其中的作用和价值充分发挥出来，满足目前技术对地理信息共享提出的个性化需求。在技术平台构建和应用中，现阶段的整个平台规模普遍比较小，现有诸多组件技术过于滞后，缺少创新性特点。GIS技术在应用时，对于遥感技术的整体应用空间相对比较大，建模技术以及集成技术相互之间的有效结合，要在实践中进行完善和优化，这样才能够保证精细化管理工作的全面有序开展，促使仿真效果得到提升。

4 GIS技术在水文地质中的应用

4.1 GIS 技术在水灾预防中的应用

GIS在现代化水灾预防体系的构建和应用中具有实质性意义，结合目前各地区防洪抗汛办公室所使用的信息化管理系统，可以实现与GIS技术之间的高效结合。结合过去水灾总结中提出的一系列资料以及数据等，可以直接将现有诸多材料信息全部都储存在对应数据库当中，将其作为抗洪救灾分析时的重要来源。这样不仅能够对工作人员分析过去的抗洪防汛经验提供便利条件，而且能够推动整个水文地质的稳定可持续发展，将其作为区域范围内在预测时的重要参考依据。相关部门对信息化管理系统进行构建和应用时，要结合管理以及决策管理中提出的一系列要求，促使其可以实现有效融合，在保证数据信息具有决定性的同时，能够促使工作人员的决策业务处理水平得到有效提升。根据GIS技术在提出和应用时的基本原则，对施工现场的地貌以及图纸数据等展开深入分析，保证定位的准确性和有效性，这样才能够对符合要求的应对方案进行编制和落实。GIS技术与信息化管理系统之间的高效结合，能够保证系统得到不断完善和优化，为工作人员在整个辖区范围内与水土情况的分析提供便利条件。对于可能会出现的水土流失等问题进行及时有效防范处理，GIS技术在水灾预防体系的构建和应用中，能够体现出其自身的层次化决策作用。结合GIS系统可以对水灾区域范围内出现的一系列现象进行分析，对管理体系进行构建和落实，同时对整个辖区范围内的灾情进行有效管控，这样才能够达到良好的防控效果。

4.2 GIS 技术在水资源管理中的应用

GIS技术与水资源管理之间的高效结合，可以将其应用优势特点体现在各方面，特别是在水资源开发中，对GIS技术进行合理利用、有效管理和控制。对水资源进行有效开发的同时，能够保证水资源整体利用得到提升，地下水管理体系结构进行应用时，要结合目前GIS技术提出的一系列要求，这样才能够保证其建模思想优势特点充分发挥出来。对地下水环境展开有针对性的建模处理，保证地下水资源开发方案在编制和实施过程中的有效性和针对性，满足该方案实施提出的一系列要求。根据GIS技术在应用时的特点，对地下水资源涉及到的诸多信息进行全方位有效收集和处理，帮助工作人员以更加直观的方式对整个辖区范围内地下水资源的具体分布情况进行直观掌握和了解。对传统地下水管理中存在的不足问题进行有效处理，在保证决策具有一定精准性的同时，可以促使地下水资源整体利用率得到提升，保证水资源管理工作的全面有序开展。

4.3 GIS 技术在水位线图绘制中的应用

水位线绘制可以被看作是某些地下水管理体系在构建和实施过程中非常重要的组成部分，根据GIS技术在应用时的特点和要求，技术人员可以对地下水位线进行准确绘制，保证水位线图的高质量，为各项工作的全面有序开展提供可靠依据作为支持。以GIS技术为基础，对水位线图进行绘制时，要对建模思想进行合理利用，主要是以TIN和CRD建模方式为主，对TIN模型进行构建和利用时，要对地下水位线的具体变化形式展开综合分析，将线图方式作为基础，这样能够以更加直观的方式呈现出来。通过对其具有仿真性特点建模手段的合理利用，能够帮助工作人员对地下水位的变动情况有更加深刻的认识和了解。在地下水位动态变化的影响下，可以对地下水位实施方案进行编制和落实，针对地下水位呈现出的一系列异常情况进行及时有效反馈，保证水资源得到及时有效调整，促使自身能够处于正常状态。CRD建模是GIS技术在应用时的重要组成部分，与TIN建模之间能够实现有效互补，保证建模效果得到强化，这样才能够将GIS技术的应用优势特点充分体现出来。

4.4 GIS 技术在地面沉降监测中的应用

由于目前地下水资源的过度开采等因素影响，导致地面沉降问题发生率相对比较高，为了实现对该问题的有效规避，以GIS 技术为基础，能够针对地面沉降的相关问题进行有效处理。由此可以看出，地面沉降监测在实施过程中，可以将GIS 技术在其中的作用和价值充分发挥出来。现阶段地面沉降监测体系的构建和应用时，可以对GIS 技术进行合理应用，该技术无论是在沉降预测或者预防方案编制等各方面，都能够将其自身的作用和价值充分体现出来。特别是在地质部门应用预防地面沉降信息化系统的基础上，可以帮助工作人员对地面沉降幅度以及趋势等进行及时有效预测，保证预测结果的准确性。该系统主要是在Arc 平台和Map-basic 语言开发基础上进行有效推进，对未来一段时间范围内地面沉降的整体发展趋势进行科学合理的预测和分析。对符合要求的地面沉降方案进行编制和落实，这样才能够从多个角度出发实现对地面沉降问题的有效规避。预防沉降系统在构建和实施过程中，要结合GIS 技术的应用现状，以此来体现出沉降预防体系的可视化作用。对专业性的软件平台进行合理利用，这样能够针对地面沉降预防情况进行科学合理的模拟处理。针对影响地面以及水面的诸多要素进行客观合理判断，对符合要求的地面沉降体系进行构建和落实，这样才能够实现对地面沉降问题的有效预防。

4.5 GIS 技术在水质评价中的应用

现阶段在整个地下水质量评价体系构建和实施过程中，可以实现与GIS技术之间的有效结合。地下水污染治理本身具有一定复杂性特点，所以要对水质当中是否存在严重污染物等进行客观合理判断，对污染物的类型以及含量进行确定，同时要对地下水质量评价展开综合分析，保证各种不同类型的标准能够落实到实处。相关部门需要投入大量精力，才能够保证地下水质量评价工作的全面有序开展。由此可以看出，在水质评价体系构建和实施过程中，会涉及到的数据信息相对比较多，同时对数据信息的处理要求越来越高。为了实现该目标，以GIS技术为基础，能够保证地下水数据采集工作的全面有序开展，提高采集效率以及质量。通过对智能化系统的合理利用，可以实现对数据集成分析处理，这样能够保证整个地下水平价体系在构建和应用时的规范化以及高效化。结合目前水质评价工作展开现状，通过对GIS技术的合理利用，能够对水质的具体情况进行更加直观的掌握和了解，同时以智能化系统为基础，保证各种不同类型的专业化数据分析工具可以得到合理利用，促使数据分析效率以及质量得到提升。对水质评价方案的编制和落实，这样才能够保证水质污染物分析精准度得到提升，以此来保证水质评价工作的全面有序开展。

4.6 GIS 技术在地下水保护中的应用

GIS系统在构建和具体应用中，尤其是在地下水水质探测中可以实现合理利用，整个应用过程相对比较完善，地下水保护工作也是目前我国水资源开发和利用时的重中之重。在地下水资源保护中，要将GIS技术的应用作用充分发挥出来，这样不仅有利于对地下水流量进行准确有效的监测和分析，而且还可以对其受污染程度进行判断。以该技术为基础，对符合要求的监测网络体系进行构建和利用，为地下水资源污染调查提供可靠依据作为支持。

5 GIS技术在水文地质领域的未来发展趋势

5.1 信息标准化

GIS技术在应用过程中，其重点是在数据信息的处理方面，要针对施工现场设计到的诸多数据信息展开精准的采集以及共享，保证数据自身的应用作用和价值充分发挥出来。目前我国在数据标准化以及共享化等各方面的探索相对比较深，对于数据信息的标准化实施可以起到良好的推动效果。但是目前应用时，对于数据信息的标准化要求普遍比较高，现有众多标准体系的建设和应用无法满足实际要求。比如GIS 技术在具体实践分析中的应用，要保证其能够针对现场采集到的各种数据进行及时有效的分析和处理，整个过程对数据的重视程度普遍比较高，要保证数据标准能够落实到实处，这样才能够为数据的公开以及共享等打下良好基础。所以在后续GIS系统的开发以及利用中，要对符合要求的高标准数据规范体系等进行构建和落实，这样才能够满足GIS在数据方面提出的基本需求。

5.2 集成建模

GIS技术在水文地质中的应用，尤其在建模方面的应用优势特点相对比较明显。在实施过程中，可以深入到施工现场内部，对现场环境进行分析，以高质量建模的方式，为工作人员分析实际情况提供参考依据。高质量建模的根本目的是为了实现与集成技术之间的有效连接，促使集成技术与建模之间可以形成一定的结合关系，以此来保证GIS建模的专注度以及精准度得到有效提升。对模型进行购价和具体应用中，可以将模型在应用时的价值等体现出来，同时对水文工作中相对比较复杂的问题进行妥善处理。在水文工作中，有利于将其自身的应用作用和价值充分发挥出来，对参数进行选择和利用，可以被看作是水文建模中的重中之重，结合集成技术的应用优势特点，有利于保证数据收集以及分析的精确性得到提升，为GIS建模工作的有序开展提供保证。

5.3 结合遥感技术

GIS技术与遥感技术之间的有效结合，可以将GIS技术在水文地质中的应用作用和价值体现出来。两者之间的高效结合，具有一致性特征，对GIS技术中的格栅体系可以起到良好的改善和优化效果，促使GIS 技术在应用时的精细化水平得到有效提升，强化其应用性能。比如在水文地质工作开展中，对地下水离散网格进行科学合理的构建和利用，实现与GIS格栅技术之间的有效结合。对现场环境的格栅化处理情况进行客观分析，保证其应用性能得到完善和优化。对遥感技术进行选择和利用时，要结合遥感技术在地下水资源动态监测方面的优势特点，这样不仅有利于为工作人员提供便利条件，而且还可以保证水资源的分布具有科学性、合理性。

5.4 可视化建设

水文地质工作可视化技术有待进一步提高。水文地质工作大多采用二维建模机制，应用GIS 技术实现真三维的案例较少,水文地质工作立体化效应不足，因此要将水文地质领域的研究与可视化相结合。地下水的运动状态以及模型的运行都是四维的,因此在未来的水文地质研究中，可以向四维可视化方向发展,使得水文地质工作与GIS 技术的结合方向呈现三维或更多维度，借助专业软件与GIS 技术相结合，实现更高层次、更高质量的建模，为相关人员提供更科学合理的决策方案，从而提升水文地质工作的立体化效应，实现真三维或四维可视化研究，提高水文地质工作的可行性。

5.5 “3S”一体化深入应用

“3S”一体化指的是将GIS、GPS以及RS进行综合运用，单独运用3S中的任何一种技术往往无法满足一些水文地质工作的需要，要综合利用这三项技术的优势，弥补彼此的不足，才能提高水文地质观测、信息处理、分析模拟的能力。“3S”一体化应该融入专家系统(ES)、虚拟技术(VR)以及决策支持(DSS)等先进技术，建立综合的管理评价系统，为水文地质资源的开发提供科学可靠的依据，进一步推动水文地质工作的发展。目前3S系统还存在许多不足之处，因此要进行深入地研究和建设，促进3S一体化技术在水文地质领域中的应用。

6 结语

GIS技术在目前水文地质领域中的应用具有非常重要的影响和作用，不仅有利于对现有诸多工作提供便利条件以及可参考数据信息，而且还可以保证地下水勘察工作的有序开展，为勘察结果的准确性、可靠性提供保证，以此来实现水资源的有效保护。