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    地理信息系统在水利中的应用

    2013-07-09 21:45:09来源: 测绘论坛作者
    聊聊

    GIS在防洪减灾方面的应用
    1.防汛决策支持系统或信息管理系统的平台 

    在国家防汛指挥系统总体设计框架下各流域或省?#28798;?#21306;直辖市的防汛决策支持系统或防汛信息管理系统?#23478;?/span>GIS为平台GIS在这些系统中的作用主要有以下几个方面 

         1空间数据管理包括查询检索更新和维护
    2利用空间分析能力为防汛指挥决策提供辅助支持
    3为各类应用模型提供数据
    4优化模型参数
    5预报预测
    6防汛信息及决策方案的可视化表达 

    2.灾情评估 
    在灾情评估中GIS是主角它发挥的主要作用是 
    1基础背景数据包括地理社会经济的管理
    2空间和属性数据查询检索统计和显示的基础
    3洪水演进的基础平台
    4灾情数据的提取和分析
    5灾情的可视化表达
    6辅助决策的工具行蓄洪区应用抢险救灾物资储运避险迁安等 
    目前洪涝灾害的监测评估业务运行系统已在水利部遥感技术应用中心投入运行 


    3.洪涝灾害风险分析与区划 
    采用GIS技术是进行洪涝灾害风险分析与区划的?#34892;?#25163;段GIS发挥的作用有 
    1多源多尺度数据的管理
    2空间数据的叠加与综合处理
    3图形处理的特殊功能 


    4.城市防洪 
    GIS在城市防洪中发挥的作用更多更大目前比较突出的有以下几个方面 
    1城市积水退水的预报预测
    2现?#20449;?#27700;设施排水管网泵站等信息的管理
    3排水设施的规划与设计
    4城?#26032;?#22320;透水面积的面积与位置的规划
    5暴雨时空特征分析4DGIS
    6以街道为统计单元和以街区为空间单元的社会经济数据空间展布
    7暴雨分布及积水街道分布的可视化显示
    8高分辨?#30465;?#22810;层次多源和更新频繁的数据的存储维护和管理 
    由于城市防汛信息管理及决策支持系统的复?#26377;ԣ?#19981;少方面还在继续深入可以肯定的是GIS技术在这进程中能发挥的作用将越来越大 

    GIS在水?#35797;?#31649;理方面的应用 
    上海广东山西等省直辖市已建设了一批以GIS技术为支撑的水?#35797;?#20449;息管理系统有的已在此基础上向水?#35797;?#31649;理决策支持系统迈开了新的步伐形式上大多是空间决策支持系统SDSS 
    在水?#35797;?#20449;息管理系统中GIS发挥的作用大致有以下几个方面 
    1历史数据管理和实时数据的动态加载
    2信息的空间与属性双向查询
    3时空统计
    4以多种方式直观地可视化表达各类信息的空间分布及动态变化过程
    5区域水?#35797;?#30340;空间分析
    6区域水?#35797;?#31649;理模式区划如地下水禁采与限采区划水环?#22478;?#21010;?#21462;?/span> 

    GIS在水环境和水土保持方面的应用 
    水利部门已有包括170多个主要测站的全国水环境信息管理系统有如广东那样的省级系统有如三峡库区那样的区域性系统也有如九州江那样的江河级系统这些以GIS技术为支撑的信息管理系统和SDSS的功能主要有以下几个方面 
    1数据管理包括自然地理社会经济等基础背景数据水利工程与设施监测站点水?#35270;?#27700;量的历史与实时数据水环境评价等级水质标准及法规和条例决策项目和边界条件数据水污染预测数据等?#21462;?/span> 
    2水质参数的双向查询即点出站点位置查询该站的基本信息水质参数水质等级超标物名称以月或年为单位的水质等级过程线也可由水质等级或某物质超标来查显示测站位置或河段 
    3统计某流域或区域各等级水质的测站占的比例或各等级水质的河段长等?#21462;?/span> 
    4区域或上下游水质的空间分析?#39029;?#26576;水质参数?#29616;?#36229;标的污染源 
    5各类可视化表达 
    6水质水量模拟与预测 
    7污染排放管理与控制 
    8取水口位置优化 
    9突发污染事件的处理方案及优化 
    10改善水质现状的对策及优化 
    水环境信息管理系统是空间决策支持系统的基础或者是组成部分而GIS是其基础GIS与空间决策支持的各类模型有三种结合方式 
    1GIS为平台建模
    2松散结合从GIS提取数据又回到GIS上显示结果
    3GIS软件本身的建模功能建立一些数值分析模型实现有限的决策支持功能 
    GIS在水土保持中的的应用是比较全面的是全过程的应用从土壤?#36136;?#21457;生与否的判断?#36136;?#24378;度划分?#36136;?#37327;的计算流域泥沙输移水保措施的效益评价一直到土壤?#36136;?#36807;程的模拟与预测GIS始终在技术上起着支撑作用所以与其他领域比较水土保持中一些应用模型大多采用与GIS紧密结?#31995;?#26041;式也就是直接用GIS为建模平台这是一个比较鲜明的特点 

    GIS在水利水电工程建设和管理方面的应用 
    水利水电工程建设与管理中利用GIS功能最多的有以下几个方面 
    1三维可视化显示及贯穿飞行模拟
    2位置或路线的优化
    3空间信息的叠加与分析
    4影响区范围的?#33539;?/span>
    5开挖?#32771;?#21078;面分析
    6淹没分析
    7交互式的工程布置方案修改 

    GIS技术在水利行业应用的发展趋势 
    在以信息化带动水利现代化的战略方针指导下GIS在水利行业的应用将无处不在而?#24050;?#36895;地占领管理和决策层面它的发展趋势有以下四个 


    1.网络GISWebGIS 
    WebGIS可用于除了一般数据外的特殊数据类型尤其是矢量数据的处理以网络浏览器为应用工作平台在客户端可以实现对矢量数据的操作可以在多个客户端实现原来在本机上才能实现的功能并可通过网络远程调用和发布各类数据图形图像 


    2.组件式GISComGIS 
    GIS软件的技术体系经历了GIS模块集成式GIS和模块式GIS这三个阶段后已发展到了组建式GIS阶段即基于组件平台以一组具有?#25345;?#26631;准通信接口实现交互甚至是跨计算机交互ComGIS使软件的可配置性可扩展性和开放性更强使用更灵活更便于二次开发特别有利于应用系统集成和拓展 


    3.三维GIS和四维GIS 
    三维尤其是实时的三维GIS系统为各种水利信息提供了更为直观的表现方式在调水线路沿线贯穿飞行城市及蓄滞洪区洪水演进水利工程布置大坝及堤防等工情信息的表达地面与地下结?#31995;?#22320;质构造描述水流流动的三维表现厂房或结构内部的描述库区的描述宏观地形地貌表现通?#26377;?#20998;析等等方面使用得特别多或者是特别有前景而且它也是虚拟或仿真的基础目前三维功能较强的GIS软件也趋于采用组件架构 
    水利上很多问题是时间序?#24418;?#39064;动态监测及过程问题因此加上时间维的4DGIS应用需求也很广 


    4.VR-GIS技术 
    VR-GIS技术是虚拟现实技术与GIS技术的结合包括与WebGISComGIS结?#31995;?#25216;术专门用于研究地学或以地球系统为对象的虚拟现实技术目前只能达到仿真的水平可以做到 
    1 对现时的地理区域的非常真实的表达
    2 可在所在地理范围内外自由移动
    3 在三维数据库中有GIS的各种功能
    4 以可视化功能作为用户接口的自然的整体部分 
    在水利行业可模拟的例子也不少例如工程结构河流地貌过程三角洲演化过程天气过程湖泊与沼泽演化过程调水工程水?#35797;?#35843;控河道整治大型水利工程的环境评价水质污染过程区域可?#20013;?#21457;展生态系统的恶化与?#25351;础?#27946;涝灾害的发生与救灾防洪规划河口与港口整治垮坝溃堤土壤?#36136;础?#27700;土保?#20013;?#26524;荒漠化过程大型水利水电工程规划以及替代传统的水工模拟等?#21462;?/span> 
    要在水利行业更好地应用和发展GIS技术必须在进一步加强标准化规范化的基础上大力开展基础数据库的建设尤其是?#25381;?#27700;利行业特色的数据库如蓄滞洪区空间展布式社会经济数据库雨情和水情数据库水旱灾情数据库等?#21462;?#27492;外还要加快提高GIS的应用水平充?#22336;?#25381;GIS现有的和潜在的功能并且与遥感全球定位系统网络计算机等高新技术以及水利行业本身的技术紧密地结合在一起 

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