gis系統在現代水利工程中的應用分析

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全面建成覆蓋全國的水利資訊網路,其中防洪減災屬於重點應用系統,那麼,gis系統在現代水利工程中的應用是?

gis系統在現代水利工程中的應用分析

一、gis技術在水利工程中的應用

任何一項先進技術的應用和發展都必須依附於生產的需要。gis技術在水利工程中的應用也主要圍繞著上述主要問題。

在防洪減災方面的應用

隨著社會經濟和科學技術的飛速發展,我國的防洪工作將逐步從“以洪水為敵”的控制洪水向體現水資源特性的洪水管理轉變,全面建成覆蓋全國的水利資訊網路,其中防洪減災屬於重點應用系統。

目前gis技術在防洪減災方面的應用主要有以下四種類型。

(1)防汛決策支援系統或資訊管理系統的平臺

在國家防汛指揮系統總體設計框架下,目前流域或省、自治區、直轄市的防汛決策支援系統或防汛資訊管理系統都以gis為平臺。gis在這些系統中的作用主要有以下幾個方面:

1)空間資料處理、查詢、檢索、更新和維護;

2)利用空間分析能力和視覺化模擬顯示為防汛指揮決策提供輔助支援;

3)為各類應用模型提供實時資料;

4)優化模型引數;

5)預報預測和防汛資訊及決策方案的視覺化表達。

(2)災情評估

在災情評估中,gis作為基礎平臺,它充分利用了自己的查詢和分析功能以及視覺化模擬的能力,發揮了很多別的系統不具備的作用:

基礎背景資料(包括地理、社會、經濟)的管理;

空間和屬性資料查詢、檢索、統計和顯示的基礎;

災情資料的提取和分析;

災情的模擬和視覺化表達;

目前洪澇災害的監測評估業務執行系統已在水利部遙感技術應用中心投入執行。

(3)洪澇災害風險分析與區劃

洪澇災害風險分析是分析不同強度的洪水發生概率及其可能造成的損失。它包括洪水的危險性分析,承災體的易損性和損失評估。採用gis技術,可以將上述三方面所涉及到的諸多自然,地理和社會因子附上相應的權重進行空間疊加,是進行洪澇災害風險分析與區劃的有效手段。

(4)城市防洪

由於城市社會經濟地位和社會影響的特殊性,防洪工作尤其重要。同時由於許多城市都是依水而建和城市不透水面積大,產流量大等特點,防洪工作的難度比農村地區大,所以gis在城市防洪中發揮的作用除了一般防洪減災決策支援系統外,還利用其時空特徵分析和高解析度資料的處理功能在城市防洪減災中發揮了更多更大的作用,由於城市防汛資訊管理及決策支援系統的複雜性,不少方面還在繼續深入,可以肯定的`是gis技術在這程序中能發揮的作用。

二在水資源管理方面的應用

我國水資源短缺,而且分佈極不均勻。同時由於社會經濟飛速發展的過程中對環境保護不力,因此在資源性缺水的同時又加上水質性缺水,水資源嚴重短缺又存在有水資源浪費。面對如此嚴峻的形勢,水資源的管理工作已經被賦上了維繫社會經濟可持續發展的歷史性重任。由此也決定了必須用現代化的手段,實現以資訊化為基礎的技術來對水資源進行監控管理,才能解決好資源水利中的諸多複雜問題,這也為gis提供了大顯身手的機會。

在水資源資訊管理系統中gis發揮的作用大致有以下幾個方面:

(1)歷史資料管理和實時資料的動態採集和載入;

(2)資訊的空間與屬性雙向查詢和分析;

(3)時空統計;

(4)以多種方式直觀地視覺化表達各類資訊的空間分佈及模擬動態變化過程;

在水環境和水土保持方面的應用

由於社會經濟高速發展中過多的人類活動影響,我國水系的汙染已經十分嚴重了,土壤侵蝕面積達國土面積的20%以上,而土壤侵蝕本身也是造成水系汙染的主要因素之一。為了近一步瞭解和監測水環境和水土保持的情況,水利部門已有包括170多個主要測站的全國水環境資訊管理系統,有如廣東那樣的省級系統,有如三峽庫區那樣的區域性系統,也有如九州江那樣的江河級系統。水環境資訊管理系統是空間決策支援系統的基礎或者是組成部分,而gis是其基礎,同時也是提取資料和顯示資料的平臺。

在水土保持方面,gis也發揮著十分重要的作用。在水土保持中的gis的應用是一種全過程的應用。從土壤侵蝕發生與否的判斷開始、一直到土壤侵蝕過程的模擬與預測,gis始終在技術上起著支撐作用。所以與其他領域比較,水土保持中一些應用模型大多采用與gis緊密結合的方式,也就是直接用gis為建模平臺和決策依據,這是一個比較鮮明的特點,而且用途將越來越大。

在水利水電工程建設和管理方面的應用

水利水電工程建設與管理是水利水電工程的重中之重,它的選址,規劃,設計和施工管理都必須嚴格慎重,考慮到各個方面的因素,例如移民安置地環境容量調查,調水工程選線及環境影響評估,防洪規劃,大型水利水電工程物科儲運管理和蓄滯洪區規劃和建設等。此時gis在空間分析和模擬方面的強大優勢就顯現出來了。

水利水電工程建設與管理中利用gis功能最多的有以下幾個方面:

(1)通過進行三維視覺化顯示及貫穿飛行模擬,實現位置或路線的優化;

(2)空間資訊的處理,疊加與分析,得出可作為決策輔導的資訊;

(3)通過防真模擬淹沒分析,得到各種分析資料;

(4)利用gis平臺實現互動式的工程佈置方案修改。

三、gis技術在水利行業應用的發展趨勢

gis是一門與和計算機硬體和作業系統,元資料庫的建設,資料探勘,遙感技術,網路技術和資料庫管理,數字攝影與自動化成象等技術有著緊密相關的學科,而上面的那些技術又是在不斷髮展的,每項技術的發展都給gis帶來了深刻的變化.所以gis在水利行業的應用和發展,不僅僅取決於gis技術的發展,更取決於水利行業數字化的程序.在水利部以資訊化帶動水利現代化的戰略方針指導下,gis在水利行業的應用將會越來越廣,用途也將會越來越大.而且會迅速成為管理和決策主要支撐技術。它的發展趨勢有以下三個:

1.網路gis(webgis)

網路是實現資源共享和遠端遙控的基礎技術,webgis是internet技術應用於gis開發的產物。gis通過www功能得以擴充套件,真正成為一種大眾使用的工具。從www的任意一個節點,internet使用者可以瀏覽webgis站點中的空間資料、製作專題圖,以及進行各種空間檢索和空間分析,從而使gis進入千家萬戶。它可用於除了一般資料外的特殊資料型別,尤其是向量資料的處理,以網路瀏覽器為應用工作平臺,在客戶端可以實現對向量資料的操作,可以在多個客戶端實現原來在本機上才能實現的功能,並可通過網路遠端呼叫和釋出各類資料、圖形、影象。

2."3s"技術整合

“3s”不是全球衛星定位系統(gps)、地理資訊系統(gis)、遙感系統(rs)的簡單組合,而是將其通過資料介面嚴格地、緊密地、系統地集合起來,使其成為一個更具有應用價值的大系統,在這個大系統中gps主要被用於實時、快速地提供目標的空間位置;rs用於實時或準實時提供目標及其環境的語義或語義資訊,發現地球表面的各種變化;gis則對多源時空資料進行綜合處理、整合管理、動態存取,形成新的整合系統的基礎平臺。所以"3s"整合技術在水利行業中有著廣闊的應用前景。

-gis技術

vr-gis技術是虛擬現實技術與gis技術的結合,包括與webgis和comgis結合的技術,專門用於研究地學或以地球系統為物件的虛擬現實技術,目前只能達到模擬的水平,可以做到:

1)對現時的地理區域的非常真實的表達;

2)可在所在地理範圍內外自由移動;

3)在三維資料庫中有gis的各種功能;

4)以視覺化功能作為使用者介面的自然的整體部分。