GIS 技术在新时代水利工程信息化建设中的应用

陈建玲

（山东省东营市利津县盐窝镇人民政府，山东 东营 257000）

1 GIS 技术概述

GIS 又称地理信息科学，是一门以地理信息技术系统为基础，通过收集、存储、处理、分析、管理和呈现五个方面的技术，来实现地理信息的有效传输和应用。它不仅是一门具体的学科，而且在地理信息学领域中占有重要的地位。GIS 技术是一种综合性的信息技术，它可以将地理科学数据信息要素整合、存储、编辑、分析、共享和展示，从而实现对空间数据的有效管理和分析。此外，GIS 还可以为用户提供一个交互式的搜索操作界面，以便他们可以更好地查看和利用地图文本中的数据信息[1]。

2 基于GIS 技术的水利工程信息化管理

随着时代的进步，中国的水利工程建设取得了长足的进步，但是，由于技术的局限性，许多原本可以解决的问题仍然存在。通过GIS 技术的广泛地运用，它可以帮助我们更好地控制和优化水利工程的运行，解决许多水利工程建设过程中的技术问题，从而更好地满足人们在以下3 方面对水利工程的使用要求。

1）通过科学的管理信息，可以大大提高水利工程的决策效率。传统工程由于缺乏有效的管理信息，在许多水利工程建设过程中，经常基于个人经验进行项目管理与决策，这样往往会陷入局部最优解的困境。借助GIS 技术，项目的管理者利用科学的管理信息，可以对水利工程进行科学的的决策、更好地实施。我们通过建立一个水利工程信息化管理系统，可以帮助管理人员快速、准确地了解水利工程信息，并做出科学、全面的决策。在水利工程的施工建设过程中，信息化管理系统可以提供实时的工程施工进度、工程建设质量和相关的工程管理安全信息，并将所有流程和数据都转化为电子化文件的形式进行储存与保管。工程项目的管理者通过实施信息化管理，可以大幅提升水利工程的运行效率，从而极大地改善其管理水平和工程建设质量。

2）为了更好地协调和沟通水利工程项目，GIS技术的应用显得尤为重要。它可以帮助各部门在项目的建设、管理、运行中更有效地协调和沟通，做到工程建设数据文件与管理资料的共享，从而提升水利工程的管理效率。此外，它还可以帮助实现无纸化办公，提高工程建设管理的效率，节约工程建设成本，从而更好地实现水利工程的信息化管理。通过应用GIS 技术，可以有效地管理水利工程的所有信息资源，并且可以有效地整合水利单位的业务流程和数据，建立起完善的、符合标准的信息化操作管理系统。此外，GIS 技术还可以有效地监督水利工程的管理质量，提高在工程建设中工程项目的管理水平和提升工程项目的建设质量。因此，将GIS 技术应用于水利工程的整体管理系统，是十分必要的。

3）通过建立一个完善的水利工程管理体系，可以更好地收集、整合和分析各种形态的工程建设管理信息，通过这些项目数据的分析与利用，可以更好地服务工程建设的管理需求，促进地区水利工程建设的可持续发展。需要通过深入理解和广泛传播工程信息化管理的先进理念，强调水利工程信息化管理的重要性，使得工程项目的管理者认识到现代化项目管理的重要性，提升相应的项目管理水平，并将水利工程信息管理理论应用到实践中去，创建出高质量的水利工程项目。通过精心配置的水利工程管理资源，使其具有丰富项目建设数据的相关内容，并让管理者轻松、高效地获取、分析和利用各种共享的数据资源，从而极大地提升了管理效率，并且有助于推动水利工程的信息化管理的广泛运用和管理水平的有效提高。

3 黄河利津段水利工程信息化管理系统实例

3.1 系统总体设计

为了提高效率，将该系统安装在B/S 架上，并将其部署到了LAN 上。对各种财务数据进行分别的存储，其中，二维矢量财务数据将被存放到地理数据库，而三维模型财务数据则将被安装到服务器设备上，而属性、监控视频站点、工程运行信息以及其他有关的水利业务则将被存放到关联数据库。

1）通过系统化的方式收集、处理黄河利津段水利工程的相关信息，并将其统一存储和展示出来。

2）通过开发二、三维一体化GIS水利信息平台，较大的提升了水利信息的可视化表示能力，使得用户可以更加清晰、直观地获取黄河利津段水利工程建设的实时情况。

3）通过整合水文气象、工程运行状况和监控视频数据，可以为黄河利津段的防洪抗旱和水利工程运行管理提供全方位的支持。

4）通过引进黄河利津段的综合性服务体系，可以有效地改善河道的水质，加强河道的堤坝检测，提升闸口的安全性，并且使其符合标准的运行要求。

3.2 数据采集、处理方案

数据包括：基础地理信息数据、水文水资源数据、建筑物及道路等工程运行数据、建设项目过程中的其它数据、以及三维模型数据等。

3.2.1 基础地理信息数据

数据集由1 万至100 万个基础地理信息点组成，其中包括行政区划和交通信息。

3.2.2 水利信息数据

黄河利津段的水利信息数据由3 部分组成：管理机构、河道、河岸、河道附属设施。这些信息都是用来描述黄河的状况的。特别是河道的状况，它们可以帮助我们更好的了解黄河的发展情况。通过使用高清晰度的遥感照片作为基础，我们可以将水利信息的地理坐标进行矢量化，从而提取出相关的特征。

3.2.3 三维模型数据

采用倾斜摄影技术，可以将黄河利津段的水闸、翻水站、地下涵、穿堤涵洞等水利工程的细节精确捕捉，并将捕捉到的数据运用专用的数字化技术，以及精心设计的仿真技术，将这些细节精确的建立起来，以便与现实环境相匹配。在对模型进行改进之后，可以使用GIS 平台提供的标准化的数据格式。

3.2.4 水雨情数据

安徽省水文遥测网提供的水雨情数据可以通过调用其接口，将其与系统内的其他信息进行有效的整合和展示。

3.2.5 工程运行数据

从PLC 模块获取的工程运行信息，经由特定的网络连接，最终被转发到服务器，由相应的转换软件将其转换为可供查询的关联数据。为了满足系统中的监控模块的需求，我们还开发了一个可供访问的数据接口。

3.3 系统功能

3.3.1 地图服务

该系统的地图服务模块为黄河利津段水利工程信息化管理提供了强大的支持，它可以实现底图切换、图层管理、地图基本操作、空间量测以及二维和三维场景切换，从而使系统更加高效、准确。

3.3.2 实时监测

该实时监测系统包含多种监测功能，如水位变化、降雨量、工程运行状况和视频监控，旨在为黄河利津段的防洪抗旱和水利工程管理提供全方位的支持。

3.3.2.1 水雨情监测

通过使用水雨情监测技术，可以实时获取黄河利津段的干流水位/降水量信息[3]。还可以在特定的时间段里查看这些信息，并将其呈现为折线图、柱状图或者其他图表格式。也可以将图片下载并打印出来。如果出现了洪涝灾害，系统就会立刻响应。监控设备会用各种颜色和符号来提醒我们注意防洪措施。还会通过短信向负责监控的部门提供报告。

3.3.2.2 工程运行监测

通过使用该工程的运行监控模块，能够更好地了解黄河利津段的涵闸自动化改造的效果。该模块通过图像的方式显示了涵闸的启动和停止、设备的运转、闸门的打开和关闭、流速和水位的变化。如果出现了问题，该系统还能自动通过弹出的提醒来提醒使用者，并且能够通过短信的方式向有关的负责人提供帮助[4]。

3.3.2.3 视频监控

这项技术的目的是为了让黄河流域的水资源得到有效的保护和维护。它使得黄河流域的每个管道和水库都有自己的监测记录。使用者可以从这些记录的列表中选择需要观察的内容，并且还可以从这些记录的三维地形和背景信息中添加相应的信息。

3.3.3 工程管理

通过引入该工程管理功能，不仅整合了工程维修、河道堤防检测以及闸口安全检测等相关任务，而且还为管理者提供了一个完善的监督机制，以确保所有工程管理任务的顺利完成。此外，该功能还支持对所有相关数据的快速、准确的存档与分析，使得用户更加方便快捷地获取所有信息。最终用户将获得一份完整、详尽的河道堤防年度巡查记录，为堤防的日常管理与维护提供有利的数据支撑。

4 结 语

随着我国国民经济的迅速发展，不可再生的淡水资源日益枯竭，大规模的水利工程建设对于实现水资源的有效利用至关重要。文章旨在探讨GIS 技术在水利工程建设、验收、监督、运营等方面的广泛应用，以及在水利工程勘测设计阶段、高效率信息化管理方面的运用潜力。更好地发挥GIS 技术在水利工程建设中全面应用，充分发挥水资源在我国国民经济建设中的合理利用，从而实现国民经济的可持续发展，为当地百姓创造更多福祉。