探析GIS在水文水资源领域中的应用

2021-11-23魏文渊

商品与质量 2021年39期

魏文渊

定西市水利水电勘测设计研究院甘肃定西 743000

水文地质勘察是建筑工程中的基础性环节，其关系到工程整体质量。勘察工作不到位，就无法了解地块的全部情况。倘若在建设施工中，或是在使用过程中，地基就会下沉，引发墙体、地面开裂，严重时会导致坍塌事故的发生，不仅会造成财产损失，还会伤及性命。要想避免惨剧的发生，需要做好水文地质勘察。

1 概述GIS技术

1.1 GIS技术概念

GIS又被称之为地理信息系统，基于计算机硬件、软件支持下对整个或部分地球空间信息进行采集、存储、管理、计算与描述。GIS系统具有综合性强的特征，在实际应用期间涉及地理学、地图学以及计算机科学等领域专业知识，实际应用范围广阔。通过高效应用地理信息系统，对空间数据信息进行有效分析及处理，将地图的视觉化效果与地理分析能力、数据管理能力集合在一起，提供更加全面的地理信息服务。

1.2 GIS技术应用现状

GIS技术可以高效完成空间数据采集、管理及可视化输出工作，为水文水资源领域提供了更加优质的空间数据服务。从GIS系统构成角度分析，系统内部核心模块为空间数据管理，可为地理科学研究工作带来更多数据辅助。空间数据管理模块分为数据分析及处理两大功能，数据主要来源于专题地图、遥感地图与统计技术。

GIS技术的功能为数据信息采集、提取、分析；地域空间分析、多要素综合、计算机、通信及遥感技术等。通过将这些功能应用在空间地理数据的编辑及管理过程中，能够从根本上提升数据自身的可操作性，确保这些数据能够成为重大事项决策参考依据。现阶段，地理信息系统不断朝集成化、智能化方向发展，更多的理信息模块已经具备多功能、高精度、现实性强等优势，是当前水文水资源研究领域的重要基础。

2 GIS在水文与水资源工程领域的应用

2.1 GIS在水文水资源分析管理系统中的应用

地上地下全覆盖。GIS综合水文水资源信息分析管理系统将从地上地下全覆盖的思路出发，挖掘地上部分与地下部分的关系，提供更加全面的地上、地下水文水资源信息数据分析，包括地上地下影响面分析、规划分析、数据互查等，实现地上地下全覆盖。二维走向三维。水文水资源信息分析管理系统的特点是地上地下都有，各种水态具有不同的深度或高度，两种看似相交的水态，由于所处位置或生态环境的不同，会在交际的情况下被生态环境内的植被或土壤等进行横向和纵向利用吸收，不能简单地在二维地图上进行查询和分析。系统充分利用二维、三维一体化技术直接读取探测成果数据还原出水文水环境的三维现状，为水文水资源建设利用提供科学直观的技术支持与决策保障。

2.2 可视化水文水资源的分析管理系统

水文数据查询与展示。可视化的水文水资源分析管理是指一种利用GIS技术，通过将水文数值模拟结果与地质结构模型相结合，实现的基于三维可视化水文信息呈现形式的水文水资源分析管理，能够提高水文信息展现的直观性和高效性，为后续的分析管理工作提供便利。在此过程中，工作者采用MapGIS技术，将工程地质、环境地质、水文地质、地下水污染等专业数据，以可视化的形式展示在同一地理空间框架中，使水文数据在被查询的同时，得到了快速的统筹和归纳，提高了查询、展示效果。此外，MapGIS系统还支持多种查询方式和工具，实现了多样化的水文数据查询和展示，为后续的管理和分析工作奠定了良好的基础。地下水数值模拟对接与集成展示。地下水数字模拟对接集成展示主要是指三维地下水流场、污染物、水位等水文数值模拟成果，在地质模型中的模拟与可视化呈现，并且能够实现在具体的应用场景中，直接进行模拟参数的设计与计算，有助于分析管理结果准确度的提高。在此过程中，这种可视化的系统还能在对接与集成展示的基础上，使工作者更细致地了解水文动态在地质结构中的组织情况，同时，为其提供专业的计算和分析，提升了水文水资源分析管理的信息化、智能化水平。以MapGIS 三维科室信息化系统为例，该系统作为一个水文水资源管理分析平台，涉及交叉剖面分区拼接交换建模、GPU与模板的多视点动态剖切技术、数字模拟的地下水思维模拟计算等技术，突破了数值模拟软件与地质软件之间的技术壁垒，实现地下水数值模拟与对接集成展示，为水文水资源分析管理的发展提供了助力。

2.3 在水文预报中的应用

GIS技术有很好的数据归纳能力，方便水文情报系统的设计和使用，采用GIS技术完善大范围水文信息的提取、归纳和编辑，能够有效预报之后的水文资源。GIS技术的用处还体现在能够精准确定模型的参数，对参与数据和模型设计的精确度的提高，退工水文模型开发质量。另外使用数字高程模型，能够与水利学模型融合，从而客观对水文信息进行高效检测。GIS技术能够为水文情报提供有关技术支持，对促成各方面技术的发展有积极的作用。GIS技术在众多主要河道和大中型水库的洪水预报方案编制使用过程中取得了良好的效果，有一水文水资源的优势，国家防汛智慧系统编制了一整套绘制去哪国雨量值线图软件，从而完成我国中小河流整治水文站点的分布。