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地理信息系统技术的应用,如何发挥在水利领域?

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2019-01-14

水利产业是关系到我国国民经济和民生的重要基础产业,政府高度重视水利行业的发展。随着地理信息系统技术在水利领域的应用范围不断扩大,其应用水平也逐渐加深。

 

上次我们讲到了GIS技术在水利行业中的优势,初步了解了什么地理信息系统(GIS)。今日我们将再次围绕地理信息系统GIS,说说GIS技术在水利行业的应用及发展。

 

地理信息系统GIS技术在水利行业中的普及,实现了水资源的信息化利用,并持续的发挥着不可替代的作用。

 

一、地理信息系统GIS技术在防洪减灾中的应用

在洪水灾害预防和救灾过程中,采取GIS技术措施和方法实现预警防御的作用,减少或避免洪水对人类伤害和损失。

 

1、GIS作为支持防洪决策或信息管理平台。在防汛指挥系统中,GIS作为防汛决策或信息管理平台,用于空间数据管理,同时运用支持空间分析的能力,在防洪决策、灾后评估等工作中发挥辅助作用,它主要是时空信息和防洪计划在系统中的视觉表达。

 

2、洪水模拟和灾后评估。应用区域的数字高程模型(DEM),利用GIS技术进行空间分析,选取无源(或有源)淹没的方式,在给定模拟洪水水位条件下,有效地得出不同水位下的洪水淹没范围和面积。同时根据不同水位下的洪水淹没范围和面积,利用GIS技术建立缓冲区,结合缓冲区中的人口、资产分布及遭遇淹没时不同类别资产的损失率,可预估不同水位的洪水可能造成的经济损失。

 

3、防洪避难设计。使用ArcGISServer发布的网络分析服务(NAServer),通过分析居民地、学校、医院、避灾点数据的空间相关性,可为滞洪区内的居民避难设计了相对最优的避难路径,对防洪的决策者和指挥者在具体道路的布设、防洪的具体组织措施和落存储、管理、分析、三维可视化显示和结果输出,而且在于它的空间分析、预测和决策辅助。

 

与外部综合测绘、扫描矢量化和全数字摄影测量为地理信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基本空实等方面均提出了建议和参考。

 

二、地理信息系统GIS技术在水资源管理中的应用

根据国情,中国水资源枯竭、分布不均。与此同时,随着各行业的快速发展,环境受到的破坏日益严重,水资源的管理就显得尤为重要。水资源管理是对水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护等方面在系统层次上的定量分析和综合集成。

GIS技术在这里的应用能够准确地反映水流的实时性特征,便于我们及时观察水流的现状和变化,更好地管理和保护水资源。

 

三、地理信息系统GIS技术在水土保持中的应用

由于大量的数据使得水土保持规划更加繁琐,如果想要快速、准确地了解土地分类数量、质量、空间分布和利用现状,同时实时更新和管理相关的信息,快捷查询、统计和分析结果,GIS技术可以科学、详细、直观的提供相关数据,最终达到水土保持的目的。

 

四、GIS技术在水利建设管理中的应用

水利工程建设管理需要综合分析各方面因素。首先,GIS技术可以显示三维可视化并进行飞行仿真,从而优化水利建设的覆盖范围。同时,可以对空间信息进行处理、叠加和分析起到辅助作用。此外,还可以对时空信息进行仿真分析,获得相关预测数据。最后,作为一个系统平台可以对工程项目的布局进行管理和修改。

 

因此,把GIS技术应用于水利工程管理领域,来辅助工程施工管理、模拟仿真施工过程,以及进行地形地质的数字化与可视化,将推动该领域数字化、可视化、智能化的发展。

 

五、GIS技术在水利行业应用的发展趋势

GIS技术在水利行业应用的发展不仅取决于技术的发展,也取决于水利行业数字化、信息化的进程。近年来,以信息化带动水利现代化发展的战略方向,预示着GIS在水利行业的应用将越来越广泛。应用发展方向主要为网络GIS和组件式GIS。

 

1、网络GIS(WebGIS)

WebGIS是采用多主机、多数据库进行分布式部署,通过Internet/Intranet实现互联,是一种浏览器/服务器(B/S)结构,服务器端向客户端提供信息和服务,浏览器(客户端)具有获得各种空间信息和应用的功能。

 

目前,我国WebGIS和国际发展同步的,但经常被应用的网络传输容量(带宽)限制。WebGIS在洪水和其他咨询系统中尤为重要,但地理空间数据的动态访问很慢,解决网络带宽限制的问题刻不容缓。

 

2、组件式GIS(ComGIS)

GIS软件的技术体系经历了GIS模块、集成化GIS和模块化GIS三个阶段,现已发展到模块化GIS阶段,即基于组件的平台,一套标准通信接口把各种功能模块进行分类,划分为不同类型的控件,每个控件完成各自的功能。控件的可扩展性和开放性使得系统可以更方便灵活地二次开发,有利于系统的集成和应用的拓展。

 

六、当前GIS在水利领域中的应用和展望

当前GIS应用于水利工程建设,信息数字化、可视化作为起始点,为全面、准确和快速施工全过程控制提供有力的分析工具,实现工程信息的高效应用和科学管理,同时设计的视觉表达为决策和设计人员提供直观的形象信息。有助于促进智能和现代发展水利设计工作,大大提高了工程设计和管理现代化水平,促进工程设计行业中的“设计革命”。

 

为了实现中国的水利信息化和现代化,应更好地发展与应用GIS技术。在加强标准化、规范化工作的基础上,大力开展基础数据库的建设,尤其是具有水利行业特色的专题数据库,如空间分布的社会经济数据库、蓄滞洪区数据库、水情数据库、水文数据库等。此外,还需提升地理信息系统在实际水利工作中的应用水平,充分利用地理信息系统的功能和潜力。


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