摘要:近年來，GIS(地理信息系統)技術在水利工程應用領域發揮了主導作用。分析了GIS技術在水利規劃、水資源管理等水利工程中的具體應用形式，並結合地理信息科學的發展方向展望了GIS在水利工程中的應用前景。
關鍵詞:GIS；水利工程；
1地理信息系統技術綜述
20世紀60年代，世界上第壹個GIS(加拿大地理信息系統(CGIS))誕生，其核心是利用計算機處理和分析具有空間屬性的地理信息。GIS技術可以有效管理地理信息資源，是可以有效利用的核心技術。20世紀以來，計算機和網絡技術的新月極大地推動了中國GIS的發展進程。由於應用後能明顯提高工作效率和經濟效益，GIS技術已成為資源環境應用中不可或缺的前沿技術。
20年來，中國經濟水平持續增長，人民生活質量穩步提升。與此同時，對水資源的需求與水資源利用的相對不足之間的矛盾逐漸加劇，促使水利工作者不斷探索如何利用現代信息技術來緩解這壹矛盾。為了有效利用水資源，充分發揮現有條件下水利工程的調節作用，減少建設和管理人員的投入，GIS技術作為信息化的表現形式之壹，在水利工程的各個方面不斷擴大應用範圍，深化應用水平。通過近幾年的發展，GIS的應用形式已經從簡單的可視化應用轉變為集分析、模擬、預測等復雜應用，功能也升級為多時期地理信息變化的動態監測、分析和對比，以及數據采集、空間分析和決策過程的統壹打包。實踐表明，使用GIS系統有利於設計人員對工程進行整體規劃，方便施工人員控制實施過程中的進度和質量，有效提高管理人員的工作效率，從而提高水利行業的整體信息化水平。
GIS技術在水利工程中的應用
水利工程的建設是為了消除水害，開發利用水資源，這是不言而喻的，但水利工程具有壹定的地理和空間屬性，對工程所處的地理環境有著高度的依賴性。GIS的發展正好為表達水利工程的空間屬性提供了壹種可行的途徑和壹種有效的模擬分析方法。利用GIS技術，將地理信息數據矢量化，構建水利工程地理信息平臺，可以直觀地展示工程環境，結合水利數據實現環境分析與模擬，有利於管理者決策[1]。
目前，GIS在水利工程中的應用主要表現在以下幾個方面:
(1)水利工程規劃
GIS技術廣泛應用於水庫選址、復雜工程布置、工程測量[2]、水庫庫容計算、開挖土方計算、工程施工監測[3]、工程變形監測等方面，促進了水利工程規劃管理的科學發展。
(2)水資源管理
應用GIS技術可以確定水資源的劃分，建立科學有效的管理模型，分析水資源量，直觀顯示水資源分布和數量的動態變化，有助於實現水資源的合理利用。
(3)防洪減災
GIS的應用主要表現在防洪決策支持系統[4]和洪災損失評估。以GIS為基礎，實現了決策方案、防洪信息和災情範圍的直觀、形象表達，為國家防洪決策提供了有力的技術支持。
(4)水土保持
利用GIS技術，可以對水土流失進行預測和動態監測[4]，對土地分區和土地利用情況進行查詢、統計和分析，有利於重點地區水土流失綜合治理措施的制定和治理效果的提高。
(5)水質監測
GIS水質監測應用平臺的建立可以掌握水質的實時動態變化，及時識別汙染源，有利於地表水和地下水儲量的分析，模擬水量調度，提高水資源的利用水平。
(6)水文預報
通過GIS技術，整合基礎水文數據，實現基礎後臺數據管理、空間和屬性數據查詢、統計數據和顯示檢索，為水文預報提供基礎數據支持[5]。
3 GIS技術的應用前景
隨著計算機技術的發展，GIS技術在水利工程中的應用已經從結合地理要素對水利信息的查詢和顯示發展到利用GIS空間操作對水利信息進行分析、計算、模擬和統計。近年來，結合遙感、GPS等前沿技術，構建三維和4D GIS平臺，實現多維度的水工建築物模擬應用(如三維可視化洪水淹沒分析與災情評估系統、4D水利建設管理系統等)，已成為水利信息化應用的新趨勢。[6]).水利要素的空間地理屬性推動了GIS在水利領域應用的快速發展。縱觀發展歷史，水利GIS應用的發展趨勢主要表現在應用內容的發散式擴展和應用技術的集成化。
3。1應用內容擴展
利用GIS技術，實現了工程環境分析模擬的可視化，在壹定程度上提高了獲取信息的及時性和準確性，有利於管理和決策。因此，在未來，GIS技術將逐步覆蓋水利行業的方方面面，推動水利信息化的進壹步發展。
(1)洪水模擬
基於洪水歷史數據和GIS平臺，建立合理的流域模型，通過可視化模擬分析流域洪水的成因、特征和規律。通過地理信息要素的分類，分析主要河流的自然條件；利用GIS技術，對上下遊洪水演進進行模擬分析，促進建立壹定洪水標準下合理的蓄滯洪泄關系和管理措施。
(2)供水計劃
建立供水、需水、蓄水地理信息管理平臺，通過電子地圖直觀展示水源分布情況，有助於研究可能的供水方案和重大工程措施，以及水資源管理和水質保障措施。
(3)水質分析
實現水質采集自動化，利用GIS技術分析地質和水質信息的地理屬性，研究水土流失區劃；分析各種可能的汙染源；以歷史數據為基礎，模擬預測不同規劃水平年的汙染負荷和水質變化，研究保護水資源的措施。
(4)工程測量
無人機搭載遙感和GPS設備采集處理工程測量數據，利用GIS技術實現測量數據的可視化，降低了外業測量的人力成本，提高了工程測量的精度和效率，便於數據成果的合理應用。
3。2技術的深入應用
(1) GIS技術挖掘
隨著GIS技術的發展，各種空間數據結構(如“真三維”、“四維時空”)[7]應運而生。面向對象的數據模型和實用接口語言處於高速發展階段，數據自動輸入技術不斷完善，各行各業的GIS應用模型開發不斷增加，GIS的網絡* * *享受能力(webGIS)不斷增強。在這樣的大環境下，水利與GIS的結合必然更加深入，具體體現在水利數據信息的表達將趨於多維化、豐富化、立體化和* * *愉悅化，水利應用模型將趨於結構化和可擴展，形成面向整個水利行業的GIS集成管理平臺，逐步打開GIS集成系統和水利專業系統* * * *的局面。
(2)相關技術的集成
鑒於水利空間數據的時效性和復雜性，單壹的GIS技術很難滿足水利要素的處理要求。因此，在水利工程應用中，“3S”技術(GPS、RS、GIS)與無人機技術的融合已經成為必然的發展趨勢。全球定位系統提供了壹種快速定位和更新地理信息系統的手段。遙感技術的多光譜、多時相、多傳感器、多分辨率的特點不斷為GIS註入“燃料”。進而可以利用GIS支持遙感影像數據語義和非語義信息的自動提取，無人機可以作為遙感設備的載體[7]。利用無人機航拍，GPS和RS賦予GIS實時性和動態性。由3S技術構成的水利地理信息系統是壹個高度自動化的實時GIS系統。該系統不僅具有自動、實時采集、處理和更新數據的功能，而且能夠對數據進行分析和利用，為水利學科應用提供科學決策咨詢。
多媒體地理信息系統(MGIS)集成了文字、圖形(圖像)、聲音、顏色、動畫等技術，為GIS應用開辟了新的領域和廣闊的前景[8]。它能以最直觀的方式表達和感知空間地理信息，並以可視、可觸摸(觸摸屏)甚至聲控的對話人機界面操控空間地理信息處理技術。MGIS在水利地理信息系統中的應用將對結構、功能和應用模式的設計產生重大影響，使各種信息更加豐富、靈活和友好。
4結論
毫無疑問，水利GIS的應用是以地理空間數據和水利專題要素數據為基礎的，相關專業(如測量學)的發展會對其產生明顯的制約或促進作用。因此，應根據各專業的發展情況，穩步提高GIS在水利工程中的應用水平，防止閉門造車、海市蜃樓。
復雜技術集成的GIS在水利工程中的應用將成為未來水利信息化的主要趨勢。建設集工程規劃、建設、管理為壹體的水利工程綜合地理信息平臺，可以有效地實時展示工程運行情況，模擬防洪條件，提高管理決策能力，有助於水利信息化的發展。
參考
劉。地理信息系統在水利工程中的應用探討[J].農村經濟與科技，2016，27 (18): 65。
[2]鞠尊洲。3S技術在水利工程測量中的應用[J].科學信息(學術研究)，2008 (14): 239-240。
[3]李磊.淺談信息技術在水利工程建設管理中的應用[J].建築科學與技術，2016 (17): 93。
[4]王芳，布·千千。淺析計算機地理信息系統在水利中的應用[J].資源節約與環境保護，2015 (03): 154。
[5]趙曉敏，李本懷。GIS技術在水文預報中的應用——以長春市新立城水庫為例[J].水利技術監督，2013，21 (02): 64-66。
[6]劉丹、和範.GIS在水利現代化中的應用及發展趨勢[J].矽谷，2012，5 (24): 43+42。
[7]張慧玲。GIS技術的應用及未來發展趨勢[J].信息系統工程，2012 (04): 98-99。
[8]董鳳富，劉洋。GIS技術的發展趨勢[J].網絡與信息，2007 (08): 65。
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