gis系統(tǒng)在現(xiàn)代水利工程中的應(yīng)用分析
全面建成覆蓋全國(guó)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)，那么，gis系統(tǒng)在現(xiàn)代水利工程中的應(yīng)用是?
一、gis技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用
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)在水利工程中的應(yīng)用也主要圍繞著上述主要問(wèn)題。
1.gis在防洪減災(zāi)方面的應(yīng)用
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)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(guó)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)防汛決策支持系統(tǒng)或信息管理系統(tǒng)的平臺(tái)
在國(guó)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：
1)空間數(shù)據(jù)處理、查詢、檢索、更新和維護(hù);
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)為各類應(yīng)用模型提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);
4)優(yōu)化模型參數(shù);
5)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)和防汛信息及決策方案的可視化表達(dá)。
(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);
目前洪澇災(zāi)害的監(jiān)測(cè)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。
(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。
(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，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。
二.gis在水資源管理方面的應(yīng)用
我國(guó)水資源短缺，而且分布極不均勻。同時(shí)由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的過(guò)程中對(duì)環(huán)境保護(hù)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(yán)重短缺又存在有水資源浪費(fèi)。面對(duì)如此嚴(yán)峻的形勢(shì)，水資源的管理工作已經(jīng)被賦上了維系社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的歷史性重任。由此也決定了必須用現(xiàn)代化的手段，實(shí)現(xiàn)以信息化為基礎(chǔ)的技術(shù)來(lái)對(duì)水資源進(jìn)行監(jiān)控管理，才能解決好資源水利中的諸多復(fù)雜問(wèn)題，這也為gis提供了大顯身手的機(jī)會(huì)。
在水資源信息管理系統(tǒng)中g(shù)is發(fā)揮的作用大致有以下幾個(gè)方面：
(1)歷史數(shù)據(jù)管理和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)采集和加載;
(2)信息的空間與屬性雙向查詢和分析;
(3)時(shí)空統(tǒng)計(jì);
(4)以多種方式直觀地可視化表達(dá)各類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(yīng)用
由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展中過(guò)多的人類活動(dòng)影響，我國(guó)水系的污染已經(jīng)十分嚴(yán)重了，土壤侵蝕面積達(dá)國(guó)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(jiān)測(cè)水環(huán)境和水土保持的情況，水利部門已有包括170多個(gè)主要測(cè)站的全國(guó)水環(huán)境信息管理系統(tǒng)，有如廣東那樣的省級(jí)系統(tǒng)，有如三峽庫(kù)區(qū)那樣的區(qū)域性系統(tǒng)，也有如九州江那樣的江河級(jí)系統(tǒng)。水環(huán)境信息管理系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)或者是組成部分，而gis是其基礎(chǔ)，同時(shí)也是提取數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的平臺(tái)。
在水土保持方面，gis也發(fā)揮著十分重要的作用。在水土保持中的gis的應(yīng)用是一種全過(guò)程的應(yīng)用。從土壤侵蝕發(fā)生與否的判斷開始、一直到土壤侵蝕過(guò)程的模擬與預(yù)測(cè)，gis始終在技術(shù)上起著支撐作用。所以與其他領(lǐng)域比較，水土保持中一些應(yīng)用模型大多采用與gis緊密結(jié)合的方式，也就是直接用gis為建模平臺(tái)和決策依據(jù)，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(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(shì)就顯現(xiàn)出來(lái)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：
(1)通過(guò)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;
(2)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;
(3)通過(guò)防真模擬淹沒(méi)分析,得到各種分析數(shù)據(jù);
(4)利用gis平臺(tái)實(shí)現(xiàn)交互式的工程布置方案修改。
三、gis技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)
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(kù)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(kù)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(lái)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(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(shì)有以下三個(gè)：
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(guò)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(wàn)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(duì)矢量數(shù)據(jù)的操作，可以在多個(gè)客戶端實(shí)現(xiàn)原來(lái)在本機(jī)上才能實(shí)現(xiàn)的功能，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程調(diào)用和發(fā)布各類數(shù)據(jù)、圖形、圖像。
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(jiǎn)單組合，而是將其通過(guò)數(shù)據(jù)接口嚴(yán)格地、緊密地、系統(tǒng)地集合起來(lái)，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g(shù)ps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(yǔ)義或語(yǔ)義信息，發(fā)現(xiàn)地球表面的各種變化;gis則對(duì)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.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(duì)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：
1)對(duì)現(xiàn)時(shí)的地理區(qū)域的非常真實(shí)的表達(dá);
2)可在所在地理范圍內(nèi)外自由移動(dòng);
3)在三維數(shù)據(jù)庫(kù)中有g(shù)is的各種功能;
4)以可視化功能作為用戶接口的自然的整體部分。
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