1、水利防汛中 GIS 地理信息系统的应用【摘要】随着我国科学技术的不断发展，GIS 地理信息逐渐发展为地理分布数据进行采集、管理、运算、分析、显示和描述的技术集成。本文首先对 GIS 在水资源领域、防汛方面、水利工程方面进行分析，并对防洪灾害中 GIS 地理信息系统设计进行探讨。 【关键词】GIS；地理信息系统；防洪减灾；风险；系统设计 中图分类号： S611 文献标识码： A 地理信息系统（Geographic Information System 或 GeoInformation system，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统” 。它是一种特定的十分重要的空间信息系统
2、。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统（GIS）是最近几年才兴起的一种信息采集和管理的系统。地理信息系统主要由操控人员、计算机硬件和软件系统以及空间的数据等构成。计算机技术与地理信息系统是息息相关的，当然也离不开社会的需求程度。随着计算机技术的飞速发展，为我国地理信息系统的广泛应用提供了有利条件和可能，也使地理信息系统的发展前景和经济社会效益不断提升。 一、GIS 在水资源领域的应用 水资源的管理工作是社会经济可持续发展的重要保障。由于我们在经济发展的过程中忽视对水资源的保
3、护，导致了资源性缺水以及水质性缺水，还有就是水资源极大浪费等问题。为了更好的解决这一问题，人们开始关注水资源管理工作。采用现代化的手段，以信息化技术为基础，可以解决好资源水利中的诸多复杂问题。现阶段，可以通过多维水质模型、稳态和动态水流模型等环境过程模型对水资源进行规划和管理。但是，这些环境模型在对空间数据的操作及操作结果的显示方面具有一定的困难，这就需要用到 GIS 来解决这一问题。通过模拟数据和可视化技术直观地表现水资源状况，实现历史数据处理和实时数据的动态采集，完善水资源信息的节理与更新，实现水资源的空间分析功能，实现模拟动态变化过程和数据共享。 二、GIS 在水利防汛方面的应用 我国是
4、一个自然灾害频繁发生的国家，自然灾害给国家财产造成了巨大的损失。随着我国经济和科学技术的飞速发展新技术在防洪减灾领域的涉及面越来越广。GIS 新技术在水利防汛方面的应用使水利防汛工作进入崭新的时代。 2.1 洪涝灾害风险分析 GIS 在水利防汛方面的应用首先就是对洪涝灾害风险分析。也就是对洪水发生的概率、强度及其可能造成的损失的分析。一般情况下，我们可以从洪水风险识别、风险估计、风险评价以及风险控制四个方面来理解洪涝灾害风险分析。采用 GIS 技术，将 DEM 数据与江河流域的雨情、水情和社会经济数据库相结合，通过科学的分析和对比，模拟洪水的演变规律，快速评估洪水的风险大小，预测洪水的发展趋势
5、、可能的造成的经济损失，并根据预测和分析的结果来采取高效的救灾措施。GIS 技术在灾情评估上的应用就是充分利用的空间查询功能、分析功能、可视化模拟的能力，结合灾害背景数据及社会经济数据，计算淹没面积，然后科学的评估灾情严重程度以及会对各业造成的损失，为防汛物资的运输选择最佳路径。 2.2 对灾情进行可行性的评估 地理信息系统（GIS）在灾情评估方面是其他系统无法望其项背的，主要体现在：对基础背景的数据完成处理，比如：地理、社会和经济等方面的数据；对空间和属性的数据进行查询、检索、统计以及显示等方面的操作；提供洪水演进的最基本的平台；对灾情的数据进行有效的获取和研究分析；完成对灾情的可视化的表达
6、；可以作为决策的工具，完成行蓄洪区应用、抢险救灾物资的储蓄和运输、避开危险、迁安等工作。当下，水利部遥感技术应用中心已经广泛的应用了洪涝灾害的监测评估业务运行系统。 2.2 防汛指挥和制定防汛决策 GIS 在防汛指挥和制定防汛决策上的应用主要体现在以 GIS 提供的江河湖泊分布、工业设施、城镇、交通、水利设施分布、水文信息等为基础，利用各类计算模型提供实时数据，有关部门可以有效的设置拦洪设施的点位，选择分洪、泄洪措施。同时，利用 GIS 空间分析及预测能力还可以模拟行蓄洪区人员物资的撤退、转移，选择最佳撤退路线。 三、GIS 技术在水利工程方面的应用 在施工过程中，通过 GIS 可以将施工过程
7、通过图像的方式动态的显不出来，可以为水利施工过程提供便利的分析工具。GIS 技术把工程施工各个时刻的工程面貌的图像存在数据库中，和与之相对的属性数据建立联系，当图像快速连续变换时，整个施工过程的工程面貌便动态显现出来。目前，在我国水利施工中 GIS 的水利水电工程施工总布置可视化演示系统是采用这种方法。GIS 在水利施工设计中的应用可以将 GIS 中的地形信息与地质技术资料和水文资料相结合，通过强大的分析功能，来确定最为合适的工程施工地点。另外 GIS 系统还可以通过离散分布的平面点来模拟连续分布的地形，在此基础上进行坡度坡向分析、断面图分析等，这可以有效的提高水利工程信息管理的科学性。 四、
8、基于防洪减灾的 GIS 地理信息系统设计 防洪规划信息数据类型复杂，数据量庞大，但归纳起来主要可由系统的空间信息和属性信息组成。空间信息主要是有关防洪的各种地图，属性信息主要存储了系统所要查询的一切属性信息加实时水雨情，水文站、水库、堤防、重点防洪工程信息，气象信息等。空间信息和属性信息之间可以相互查询和检索这就需要功能强大的 GIS 软件来支持进而实现系统的模块间关联、查询、显示等功能。基于防洪减灾的 GIS 地理信息系统设计必须要坚持以下原则：规范性、实用性、稳定性、扩展性和安全性。系统的设计必须要根据城市基础地理信息系统技术规范等一系列国家及省级标准；根据不同用户的相应特点，为用户提供最
9、大限度的系统灵活性；要保证系统的长期正常运转，对于故障能够有效地处理、及时恢复；数据库和系统需随着数据内容和业务管理模式的变化而不断调整；系统安全性较高。 在系统的功能设计上，可以分为五大模块：基础数据库管理模块、基础工情信息管理模块、洪水预报模块、洪灾损失评估模块、三维仿真模块。系统的用户上，需要涉及 3 类不同用户：普通用户、系统管理员、高级用户。普通用户进行系统数据的建库工作以及基础工情信息的管理工作；系统管理员负责进行系统数据库维护工作、洪水预报、洪水模拟、洪灾评估、用户权限管理等工作。高级用户具有普通用户和系统管理员的所有功能，另外还要包括各部分功能模块所实现的全部功能。 五、结语
10、地理信息系统技术为防汛水情工作标准化、空间化提供了有效的工具。同时也将防汛水情信息与空间地图很好地结合起来，保障了防洪减灾工作的开展。我国的防汛减灾工作要借助于 GIS 系统，降低国家和人们的财产和经济损失。 参考文献： 1刘丹,刘萍,樊耔均. GIS 在水利现代化中的应用和发展趋势J. 硅谷,2012,24:43+42. 2刘俊萍. GIS 支持下的小流域设计洪水过程线推求J. 水文,2013,03:56-60+90. 3李昌志,姜晓明. 防洪减灾 GIS 常用功能需求浅议J. 测绘与空间地理信息,2013,S1:201-205+208+214. 4彭婧. 基于防洪减灾的 GIS 地理信息系统的应用J. 科技资讯,2013,17:32. 5李辉. 基于 GIS 的潍坊市暴雨洪涝灾害风险区划D.南京信息工程大学,2012.
