淺談GIS在水利現(xiàn)代化中的應(yīng)用和發(fā)展

2013-12-30 11:08:37 電力信息化　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

我國是一個(gè)水資源相對緊缺的國家,洪澇災(zāi)害、干旱缺水和水污染等問題十分突出,即水資源短缺與洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生并存,洪澇災(zāi)害與干旱災(zāi)害并存。資源性缺水與水質(zhì)性缺水并存。這一系列的現(xiàn)象嚴(yán)重制約了國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。任何一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展都必須依附于生產(chǎn)的需要。GIS技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用也主要圍繞著上述主要問題。
　　
　　1GIS在防洪減災(zāi)方面的應(yīng)用
　　
　　我國幅員遼闊,自然地理地貌條件十分復(fù)雜,洪澇災(zāi)害發(fā)生頻繁,使國家和個(gè)人都蒙受了很大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(xiàn)水資源特性的洪水管理轉(zhuǎn)變,全面建成覆蓋全國的水利信息網(wǎng)絡(luò),其中防洪減災(zāi)屬于重點(diǎn)應(yīng)用系統(tǒng)。目前GIS技術(shù)在防洪減災(zāi)方面的應(yīng)用主要有以下四種類型。

　　1.1防汛決策支持系統(tǒng)或信息管理系統(tǒng)的平臺(tái)
　　在國家防汛指揮系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架下,目前流域或省、自治區(qū)、直轄市的防汛決策支持系統(tǒng)或防汛信息管理系統(tǒng)都以GIS為平臺(tái)。GIS在這些系統(tǒng)中的作用主要有以下幾個(gè)方面:

　　空間數(shù)據(jù)處理、查詢、檢索、更新和維護(hù);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;為各類應(yīng)用模型提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);優(yōu)化模型參數(shù);預(yù)報(bào)預(yù)測和防汛信息及決策方案的可視化表達(dá)。

　　1.2災(zāi)情評(píng)估
　　在災(zāi)情評(píng)估中,GIS作為基礎(chǔ)平臺(tái),它充分利用了自己的查詢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(tǒng)不具備的作用:
　　基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)(包括地理、社會(huì)、經(jīng)濟(jì))的管理;空間和屬性數(shù)據(jù)查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)和顯示的基礎(chǔ);災(zāi)情數(shù)據(jù)的提取和分析;災(zāi)情的模擬和可視化表達(dá);對決策起輔助作用的工具。

　　目前洪澇災(zāi)害的監(jiān)測評(píng)估業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)已在水利部遙感技術(shù)應(yīng)用中心投入運(yùn)行。

　　1.3洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與區(qū)劃
　　洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析是分析不同強(qiáng)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(xiǎn)性分析,承災(zāi)體的易損性和損失評(píng)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(yīng)的權(quán)重進(jìn)行空間疊加,是進(jìn)行洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與區(qū)劃的有效手段。GIS發(fā)揮的作用有:
　　多源、多尺度和海量數(shù)據(jù)的管理;空間數(shù)據(jù)的疊加與綜合處理;圖形處理的特殊功能。

　　1.4城市防洪
　　由于城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(nóng)村地區(qū)大,所以GIS在城市防洪中發(fā)揮的作用除了一般防洪減災(zāi)決策支持系統(tǒng)外,還利用其的時(shí)空特征分析和高分辨率數(shù)據(jù)的處理功能在城市防洪減災(zāi)中發(fā)揮了更多更大的作用,目前比較突出的有以下幾個(gè)方面:
　　城市積水、退水的預(yù)報(bào)預(yù)測;現(xiàn)有排水設(shè)施(排水管網(wǎng)、泵站等)信息的管理;排水設(shè)施的規(guī)劃,設(shè)計(jì)和施工管理;暴雨時(shí)空特征分析(4DGIS);以街道為統(tǒng)計(jì)單元和以街區(qū)為空間單元的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)空間展布;暴雨分布及積水街道分布的可視化顯示;高分辨率、多層次、多源和更新頻繁的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、維護(hù)和管理。

　　由于城市防汛信息管理及決策支持系統(tǒng)的復(fù)雜性,不少方面還在繼續(xù)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。
　　
　　2GIS在水利水電工程建設(shè)和管理方面的應(yīng)用
　　
　　水利水電工程建設(shè)與管理是水利水電工程的重中之重,它的選址,規(guī)劃,設(shè)計(jì)和施工管理都必須嚴(yán)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(diào)查,調(diào)水工程選線及環(huán)境影響評(píng)估,防洪規(guī)劃,大型水利水電工程物科儲(chǔ)運(yùn)管理和蓄滯洪區(qū)規(guī)劃和建設(shè)等。此時(shí)GIS在空間分析和模擬方面的強(qiáng)大優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。水利水電工程建設(shè)與管理中利用GIS功能最多的有以下幾個(gè)方面:通過進(jìn)行三維可視化顯示及貫穿飛行模擬,實(shí)現(xiàn)位置或路線的優(yōu)化;空間信息的處理,疊加與分析,得出可作為決策輔導(dǎo)的信息;通過防真模擬淹沒分析,得到各種分析數(shù)據(jù);利用GIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)交互式的工程布置方案修改。
　　
　　3 GIS技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展趨勢
　　
　　GIS是一門與和計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng),元數(shù)據(jù)庫的建設(shè),數(shù)據(jù)挖掘,遙感技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫管理,數(shù)字?jǐn)z影與自動(dòng)化成象等技術(shù)有著緊密相關(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(xiàng)技術(shù)的發(fā)展都給GIS帶來了深刻的變化。所以GIS在水利行業(yè)的應(yīng)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(shù)字化的進(jìn)程.在水利部以信息化帶動(dòng)水利現(xiàn)代化的戰(zhàn)略方針指導(dǎo)下,GIS在水利行業(yè)的應(yīng)用將會(huì)越來越廣,用途也將會(huì)越來越大.而且會(huì)迅速成為管理和決策主要支撐技術(shù)。它的發(fā)展趨勢有以下四個(gè)。

3.1網(wǎng)絡(luò)GIS(WebGIS)
　　網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)資源共享和遠(yuǎn)程遙控的基礎(chǔ)技術(shù),WebGIS是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物。GIS通過WWW功能得以擴(kuò)展,真正成為一種大眾使用的工具。從WWW的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn),Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖,以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析,從而使GIS進(jìn)入千家萬戶。它可用于除了一般數(shù)據(jù)外的特殊數(shù)據(jù)類型,尤其是矢量數(shù)據(jù)的處理,以網(wǎng)絡(luò)瀏覽器為應(yīng)用工作平臺(tái),在客戶端可以實(shí)現(xiàn)對矢量數(shù)據(jù)的操作,可以在多個(gè)客戶端實(shí)現(xiàn)原來在本機(jī)上才能實(shí)現(xiàn)的功能,并可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程調(diào)用和發(fā)布各類數(shù)據(jù)、圖形、圖像。

　　3.2“3S”技術(shù)集成
　　“3S”不是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感系統(tǒng)(RS)的簡單組合,而是將其通過數(shù)據(jù)接口嚴(yán)格地、緊密地、系統(tǒng)地集合起來,使其成為一個(gè)更具有應(yīng)用價(jià)值的大系統(tǒng),在這個(gè)大系統(tǒng)中GPS主要被用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)的空間位置;RS用于實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)提供目標(biāo)及其環(huán)境的語義或語義信息,發(fā)現(xiàn)地球表面的各種變化;GIS則對多源時(shí)空數(shù)據(jù)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(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)。所以“3S”集成技術(shù)在水利行業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

　　3.3 VR-GIS技術(shù)
　　VR-GIS技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與GIS技術(shù)的結(jié)合,包括與WebGIS和ComGIS結(jié)合的技術(shù),專門用于研究地學(xué)或以地球系統(tǒng)為對象的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),目前只能達(dá)到仿真的水平,可以做到:對現(xiàn)時(shí)的地理區(qū)域的非常真實(shí)的表達(dá);可在所在地理范圍內(nèi)外自由移動(dòng);在三維數(shù)據(jù)庫中有GIS的各種功能;以可視化功能作為用戶接口的自然的整體部分。

　　3.4 地理信息建模系統(tǒng)(GIMS)
　　GIS成功應(yīng)用于專門領(lǐng)域的關(guān)鍵,在于支持建立該領(lǐng)域特有的空間分析模型。GIS應(yīng)當(dāng)支持面向用戶的空間分析模型的定義、生成和檢驗(yàn)的環(huán)境,支持與用戶交互式的基于GIS的分析、建模和決策,這種GIS系統(tǒng)又稱為地理信息建模系統(tǒng)(GIMS)。GIMS是目前GIS研究的熱點(diǎn)問題之一?；赗S和GIS的分布式流域水文模型成為當(dāng)前研究的前沿,“3S”技術(shù)支持下的分布式或半分布式水文預(yù)報(bào)模型在中小流域尺度進(jìn)行了試驗(yàn)性的應(yīng)用研究,取得了一些成果。

責(zé)任編輯：和碩涵

免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與本站無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí)，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。

我要收藏

個(gè)贊