GIS技術(shù)在水利系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)秀論文

GIS技術(shù)在水利系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)秀論文GIS即地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem）,是一個(gè)在計(jì)算系統(tǒng)支持下，把各種信息與地理位置和有關(guān)的視圖結(jié)合起來，并把地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及各種應(yīng)用對(duì)象、幾何學(xué)、CAD技術(shù)、GPS技術(shù)、遙感技術(shù)、Internet、多媒體技術(shù)等眾多技術(shù)融為一體，利用計(jì)算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫技術(shù)來采集、儲(chǔ)存、編輯、顯示、轉(zhuǎn)換、分析和輸出地理圖形及其屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。一、GIS在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用水資源管理是對(duì)水資源的開發(fā)利用、節(jié)約保護(hù)、綜合治理等方面的統(tǒng)稱，它既提供了國土資源規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)，又協(xié)調(diào)了防洪抗災(zāi)、城市用水、水土保持、農(nóng)業(yè)用水、水利發(fā)電等各個(gè)領(lǐng)域之間的關(guān)系。由于我們?cè)诮?jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中忽視對(duì)水資源的保護(hù)，因此水資源存在資源性缺水的同時(shí)又加上水質(zhì)性缺水，水資源嚴(yán)重短缺的同時(shí)又存有水資源極大浪費(fèi)等問題。面對(duì)如此嚴(yán)峻的形勢(shì)，水資源的管理工作已經(jīng)被賦予了維系社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的歷史性重任，成為關(guān)系到國計(jì)民生的大事。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)雜問題。水資源信息的涉及面非常廣，它既包含地理、地質(zhì)、水質(zhì)、水文氣象等地理信息，又涉及到水處理工程、水利工程、生活用水等與人類生活息息相關(guān)的領(lǐng)域。水資源的信息數(shù)據(jù)具有歷史性、變化性、空間性、分布性等多種特征。在進(jìn)行水資源規(guī)劃和管理的過程中，需要運(yùn)用各種環(huán)境過程模型:例如多維水質(zhì)模型、穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)水流模型等等。這些模型均具有顯著的空間特征，此外這些環(huán)境模型在對(duì)空間數(shù)據(jù)的操作及操作結(jié)果的顯示方面具有一定的困難，而對(duì)空間信息的管理和分析、模型結(jié)果的可視化正是GIS的優(yōu)勢(shì)。水資源信息管理系統(tǒng)可發(fā)揮的作用是從時(shí)間、空間上了解水資源的現(xiàn)狀與變化，通過模擬數(shù)據(jù)和可視化技術(shù)直觀地表現(xiàn)水資源狀況，有助于讓研究人員和決策人員了解水資源的變化規(guī)律，通過信息處理和分析，完善水資源信息的節(jié)理與更新，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。GIS在水資源領(lǐng)域中發(fā)揮的作用包括以下幾個(gè)方面：1．實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)管理和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)采集，建立水資源數(shù)據(jù)庫建立有效的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是水資源管理調(diào)度的保障，而GIS數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)量大、空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)緊密相聯(lián)等特點(diǎn)，建立GIS數(shù)據(jù)庫可以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)一管理。2．實(shí)現(xiàn)水資源的空間分析功能GIS可以建立一個(gè)應(yīng)用分析模式，產(chǎn)生許多新的信息，通過動(dòng)態(tài)分析進(jìn)行智能決策。經(jīng)過空間分析，我們可以得到每個(gè)灌區(qū)的降雨分布，可以得到不同灌區(qū)的階段需水過程。3．實(shí)現(xiàn)各種信息空間分布的可視化表達(dá)，實(shí)現(xiàn)模擬動(dòng)態(tài)變化過程模擬動(dòng)態(tài)變化過程可以幫助有效分析水資源管理的實(shí)際狀況，而GIS為實(shí)現(xiàn)各種信息空間分布的可視化表達(dá)提供了有效的手段和途徑。二、GIS在水利防汛方面的應(yīng)用目前GIS技術(shù)在防洪減災(zāi)方面的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：1．進(jìn)行洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析是對(duì)洪水發(fā)生的概率、強(qiáng)度及其可能造成的損失的分析。它包括洪水風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以及風(fēng)險(xiǎn)控制。采用GIS技術(shù)，將DEM（數(shù)字高程模型）數(shù)據(jù)與江河流域的雨情、水情和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，即可以預(yù)測(cè)洪水的發(fā)展趨勢(shì)、可能的造成的經(jīng)濟(jì)損失以及制定高效的救災(zāi)措施，為防汛基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供決策依據(jù)。利用GIS與數(shù)值模型相結(jié)合的技術(shù)，針對(duì)不同量級(jí)、不同強(qiáng)度的洪水，快速評(píng)估洪水的風(fēng)險(xiǎn)大小，模擬洪水的演變規(guī)律，為防洪措施的制定做準(zhǔn)備。2．進(jìn)行災(zāi)情評(píng)估基于GIS的災(zāi)情評(píng)估是充分利用GIS技術(shù)的空間查詢和分析功能、利用GIS的可視化模擬的能力，對(duì)采集來的洪水災(zāi)害信息進(jìn)行綜合分析和判斷，計(jì)算淹沒面積，對(duì)人員、經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評(píng)估。通過GIS的計(jì)算方法，結(jié)合災(zāi)害背景數(shù)據(jù)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以快速計(jì)算成災(zāi)面積、評(píng)估災(zāi)情程度及以農(nóng)、牧、工、商、漁各業(yè)的損失，為災(zāi)區(qū)人民的避險(xiǎn)遷安制定方案，為防汛物資的運(yùn)輸選擇最佳路徑，為災(zāi)后重建提供科學(xué)依據(jù)。GIS在災(zāi)情評(píng)估方面的功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①實(shí)現(xiàn)信息的空間定位。②實(shí)現(xiàn)空間和屬性數(shù)據(jù)查詢、分析、統(tǒng)計(jì)功能。③實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的提取和分析功能。④實(shí)現(xiàn)評(píng)估結(jié)果可視化表達(dá)功能。3．進(jìn)行防汛指揮和制定防汛決策以GIS提供的江河湖泊分布、工業(yè)設(shè)施、城鎮(zhèn)、交通、水利設(shè)施分布、水文信息等各種有價(jià)值的信息為基礎(chǔ)，利用GIS強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)分析功能支持，為有效設(shè)置攔洪設(shè)施的點(diǎn)位和選擇分洪、泄洪措施提供決策支持；模擬行蓄洪區(qū)人員物資的撤退、轉(zhuǎn)移，選擇最佳撤退路線。GIS在這些決策支持系統(tǒng)中的作用主要有以下幾個(gè)方面:利用各類計(jì)算模型提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并優(yōu)化模型參數(shù)。進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的處理、查詢、檢索、維護(hù)和更新。利用GIS空間分析及預(yù)測(cè)能力為防汛指揮決策提供支持。對(duì)決策方案實(shí)現(xiàn)可視化表達(dá)。三、GIS技術(shù)在水利工程方面的應(yīng)用在水利工程方面，GIS技術(shù)應(yīng)用的潛力是巨大的，通過GIS可以將施工過程通過圖像的方式動(dòng)態(tài)的顯不出來，而GIS先進(jìn)的空間分析功能可以為水利施工過程提供便利的分析工具，通過數(shù)字地形模擬，可以用離散分布的平面點(diǎn)來模擬連續(xù)分布的地形，進(jìn)而進(jìn)行坡度坡向分析、斷面圖分析等，從此實(shí)現(xiàn)水利工程信息的科學(xué)、高效的管理。此外，GIS的可視化表達(dá)功能可以對(duì)每一施工過程進(jìn)行模擬和全程監(jiān)測(cè)，為設(shè)計(jì)人員提供直觀形象的信息支持，為決策者提供精確、科學(xué)的可視化分析手段，為優(yōu)化施工過程提供技術(shù)支持。GIS在水利工程中的應(yīng)用涉及到水利工程設(shè)計(jì)、施工決策等各個(gè)方面，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1．GIS在水利工程施工方面的應(yīng)用GIS在水利工程施工過程中的作用，主要分為三個(gè)部分：①數(shù)據(jù)管理。通過數(shù)據(jù)的過濾，轉(zhuǎn)化為與可視化表達(dá)相適應(yīng)的表現(xiàn)形式，為下一步的操作做準(zhǔn)備。②可視化映射。將過濾過的數(shù)據(jù)經(jīng)過信息處理，轉(zhuǎn)化為可視化對(duì)象。③繪圖及輸出。通過以上三個(gè)環(huán)節(jié)，GIS技術(shù)便把工程施工各個(gè)時(shí)刻的工程面貌的圖像存在數(shù)據(jù)庫中和與之相對(duì)的屬性數(shù)據(jù)建立聯(lián)系，可以按時(shí)間順序讀取這些圖像，當(dāng)圖像快速連續(xù)變換時(shí)，基于與動(dòng)漫電影相同的原理，整個(gè)施工過程的工程面貌便動(dòng)態(tài)的在眼前顯現(xiàn)出來。GIS的水利水電工程施工總布置可視化演示系統(tǒng)、基于GIS的施工截流的三維動(dòng)態(tài)可視化等均是