gis系統在現代水利工程中的應用分析
全面建成覆蓋全國的水利信息網(wǎng)絡(luò )，其中防洪減災屬于重點(diǎn)應用系統，那么，gis系統在現代水利工程中的應用是?
一、gis技術(shù)在水利工程中的應用
任何一項先進(jìn)技術(shù)的應用和發(fā)展都必須依附于生產(chǎn)的需要。gis技術(shù)在水利工程中的應用也主要圍繞著(zhù)上述主要問(wèn)題。
1.gis在防洪減災方面的應用
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)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信息網(wǎng)絡(luò )，其中防洪減災屬于重點(diǎn)應用系統。
目前gis技術(shù)在防洪減災方面的應用主要有以下四種類(lèi)型。
(1)防汛決策支持系統或信息管理系統的平臺
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持系統或防汛信息管理系統都以gis為平臺。gis在這些系統中的作用主要有以下幾個(gè)方面：
1)空間數據處理、查詢(xún)、檢索、更新和維護;
2)利用空間分析能力和可視化模擬顯示為防汛指揮決策提供輔助支持;
3)為各類(lèi)應用模型提供實(shí)時(shí)數據;
4)優(yōu)化模型參數;
5)預報預測和防汛信息及決策方案的可視化表達。
(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(xún)和分析功能以及可視化模擬的能力，發(fā)揮了很多別的系統不具備的作用：
基礎背景數據(包括地理、社會(huì )、經(jīng)濟)的管理;
空間和屬性數據查詢(xún)、檢索、統計和顯示的基礎;
災情數據的提取和分析;
災情的模擬和可視化表達;
目前洪澇災害的監測評估業(yè)務(wù)運行系統已在水利部遙感技術(shù)應用中心投入運行。
(3)洪澇災害風(fēng)險分析與區劃
洪澇災害風(fēng)險分析是分析不同強度的洪水發(fā)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。采用gis技術(shù)，可以將上述三方面所涉及到的諸多自然，地理和社會(huì )因子附上相應的權重進(jìn)行空間疊加，是進(jìn)行洪澇災害風(fēng)險分析與區劃的有效手段。
(4)城市防洪
由于城市社會(huì )經(jīng)濟地位和社會(huì )影響的特殊性，防洪工作尤其重要。同時(shí)由于許多城市都是依水而建和城市不透水面積大，產(chǎn)流量大等特點(diǎn)，防洪工作的難度比農村地區大，所以gis在城市防洪中發(fā)揮的作用除了一般防洪減災決策支持系統外，還利用其時(shí)空特征分析和高分辨率數據的處理功能在城市防洪減災中發(fā)揮了更多更大的作用，由于城市防汛信息管理及決策支持系統的復雜性，不少方面還在繼續深入，可以肯定的是gis技術(shù)在這進(jìn)程中能發(fā)揮的作用。
二.gis在水資源管理方面的應用
我國水資源短缺，而且分布極不均勻。同時(shí)由于社會(huì )經(jīng)濟飛速發(fā)展的過(guò)程中對環(huán)境保護不力，因此在資源性缺水的同時(shí)又加上水質(zhì)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(jīng)被賦上了維系社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展的歷史性重任。由此也決定了必須用現代化的手段，實(shí)現以信息化為基礎的技術(shù)來(lái)對水資源進(jìn)行監控管理，才能解決好資源水利中的諸多復雜問(wèn)題，這也為gis提供了大顯身手的機會(huì )。
在水資源信息管理系統中g(shù)is發(fā)揮的作用大致有以下幾個(gè)方面：
(1)歷史數據管理和實(shí)時(shí)數據的動(dòng)態(tài)采集和加載;
(2)信息的空間與屬性雙向查詢(xún)和分析;
(3)時(shí)空統計;
(4)以多種方式直觀(guān)地可視化表達各類(lèi)信息的空間分布及模擬動(dòng)態(tài)變化過(guò)程;
3.gis在水環(huán)境和水土保持方面的應用
由于社會(huì )經(jīng)濟高速發(fā)展中過(guò)多的人類(lèi)活動(dòng)影響，我國水系的污染已經(jīng)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污染的主要因素之一。為了近一步了解和監測水環(huán)境和水土保持的情況，水利部門(mén)已有包括170多個(gè)主要測站的全國水環(huán)境信息管理系統，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(huán)境信息管理系統是空間決策支持系統的基礎或者是組成部分，而gis是其基礎，同時(shí)也是提取數據和顯示數據的平臺。
在水土保持方面，gis也發(fā)揮著(zhù)十分重要的作用。在水土保持中的gis的應用是一種全過(guò)程的應用。從土壤侵蝕發(fā)生與否的判斷開(kāi)始、一直到土壤侵蝕過(guò)程的模擬與預測，gis始終在技術(shù)上起著(zhù)支撐作用。所以與其他領(lǐng)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(gè)比較鮮明的特點(diǎn),而且用途將越來(lái)越大。
4.gis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(gè)方面的因素,例如移民安置地環(huán)境容量調查,調水工程選線(xiàn)及環(huán)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(shí)gis在空間分析和模擬方面的強大優(yōu)勢就顯現出來(lái)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(gè)方面：
(1)通過(guò)進(jìn)行三維可視化顯示及貫穿飛行模擬,實(shí)現位置或路線(xiàn)的優(yōu)化;
(2)空間信息的處理,疊加與分析,得出可作為決策輔導的信息;
(3)通過(guò)防真模擬淹沒(méi)分析,得到各種分析數據;
(4)利用gis平臺實(shí)現交互式的工程布置方案修改。
三、gis技術(shù)在水利行業(yè)應用的發(fā)展趨勢
gis是一門(mén)與和計算機硬件和操作系統,元數據庫的建設,數據挖掘,遙感技術(shù),網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和數據庫管理,數字攝影與自動(dòng)化成象等技術(shù)有著(zhù)緊密相關(guān)的學(xué)科,而上面的那些技術(shù)又是在不斷發(fā)展的,每項技術(shù)的發(fā)展都給gis帶來(lái)了深刻的變化.所以gis在水利行業(yè)的應用和發(fā)展,不僅僅取決于gis技術(shù)的發(fā)展,更取決于水利行業(yè)數字化的進(jìn)程.在水利部以信息化帶動(dòng)水利現代化的戰略方針指導下，gis在水利行業(yè)的應用將會(huì )越來(lái)越廣，用途也將會(huì )越來(lái)越大.而且會(huì )迅速成為管理和決策主要支撐技術(shù)。它的發(fā)展趨勢有以下三個(gè)：
1.網(wǎng)絡(luò )gis(webgis)
網(wǎng)絡(luò )是實(shí)現資源共享和遠程遙控的基礎技術(shù),webgis是internet技術(shù)應用于gis開(kāi)發(fā)的產(chǎn)物。gis通過(guò)www功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具。從www的任意一個(gè)節點(diǎn)，internet用戶(hù)可以瀏覽webgis站點(diǎn)中的空間數據、制作專(zhuān)題圖，以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析，從而使gis進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)。它可用于除了一般數據外的特殊數據類(lèi)型，尤其是矢量數據的處理，以網(wǎng)絡(luò )瀏覽器為應用工作平臺，在客戶(hù)端可以實(shí)現對矢量數據的操作，可以在多個(gè)客戶(hù)端實(shí)現原來(lái)在本機上才能實(shí)現的功能，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )遠程調用和發(fā)布各類(lèi)數據、圖形、圖像。
2."3s"技術(shù)集成
“3s”不是全球衛星定位系統(gps)、地理信息系統(gis)、遙感系統(rs)的簡(jiǎn)單組合，而是將其通過(guò)數據接口嚴格地、緊密地、系統地集合起來(lái)，使其成為一個(gè)更具有應用價(jià)值的大系統,在這個(gè)大系統中g(shù)ps主要被用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標的空間位置;rs用于實(shí)時(shí)或準實(shí)時(shí)提供目標及其環(huán)境的語(yǔ)義或語(yǔ)義信息，發(fā)現地球表面的各種變化;gis則對多源時(shí)空數據進(jìn)行綜合處理、集成管理、動(dòng)態(tài)存取，形成新的集成系統的基礎平臺。所以"3s"集成技術(shù)在水利行業(yè)中有著(zhù)廣闊的應用前景。
3.vr-gis技術(shù)
vr-gis技術(shù)是虛擬現實(shí)技術(shù)與gis技術(shù)的結合，包括與webgis和comgis結合的技術(shù)，專(zhuān)門(mén)用于研究地學(xué)或以地球系統為對象的虛擬現實(shí)技術(shù)，目前只能達到仿真的水平，可以做到：
1)對現時(shí)的地理區域的非常真實(shí)的表達;
2)可在所在地理范圍內外自由移動(dòng);
3)在三維數據庫中有g(shù)is的各種功能;
4)以可視化功能作為用戶(hù)接口的自然的整體部分。
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