gis系统在现代水利工程中的应用分析doc.docx

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gis系统在现代水利工程中的应用分析

全面建成覆盖全国的水利信息网络，其中防洪减灾属于重点应用系统，那么，gis系统在现代水利工程中的应用是?

一、gis技术在水利工程中的应用

任何一项先进技术的应用和发展都必须依附于生产的需要。

gis技术在水利工程中的应用也主要围绕着上述主要问题。

1.gis在防洪减灾方面的应用

随着社会经济和科学技术的飞速发展，我国的防洪工作将逐步从以洪水为敌的控制洪水向体现水资源特性的洪水管理转变，全面建成覆盖全国的水利信息网络，其中防洪减灾属于重点应用系统。

目前gis技术在防洪减灾方面的应用主要有以下四种类型。

（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，目前流域或省、自治区、直辖市的防汛决策支持系统或防汛信息管理系统都以gis为平台。

gis在这些系统中的作用主要有以下几个方面：

1）空间数据处理、查询、检索、更新和维护;

2）利用空间分析能力和可视化模拟显示为防汛指挥决策提供辅助支持;

3）为各类应用模型提供实时数据;

4）优化模型参数;

5）预报预测和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作为基础平台，它充分利用了自己的查询和分析功能以及可视化模拟的能力，发挥了很多别的系统不具备的作用：

基础背景数据（包括地理、社会、经济）的管理;

空间和属性数据查询、检索、统计和显示的基础;

灾情数据的提取和分析;

灾情的模拟和可视化表达;

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

洪涝灾害风险分析是分析不同强度的洪水发生概率及其可能造成的损失。

它包括洪水的危险性分析，承灾体的易损性和损失评估。

采用gis技术，可以将上述三方面所涉及到的诸多自然，地理和社会因子附上相应的权重进行空间叠加，是进行洪涝灾害风险分析与区划的有效手段。

（4）城市防洪

由于城市社会经济地位和社会影响的特殊性，防洪工作尤其重要。

同时由于许多城市都是依水而建和城市不透水面积大，产流量大等特点，防洪工作的难度比农村地区大，所以gis在城市防洪中发挥的作用除了一般防洪减灾决策支持系统外，还利用其时空特征分析和高分辨率数据的处理功能在城市防洪减灾中发挥了更多更大的作用，由于城市防汛信息管理及决策支持系统的复杂性，不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。

二.gis在水资源管理方面的应用

我国水资源短缺，而且分布极不均匀。

同时由于社会经济飞速发展的过程中对环境保护不力，因此在资源性缺水的同时又加上水质性缺水，水资源严重短缺又存在有水资源浪费。

面对如此严峻的形势，水资源的管理工作已经被赋上了维系社会经济可持续发展的历史性重任。

由此也决定了必须用现代化的手段，实现以信息化为基础的技术来对水资源进行监控管理，才能解决好资源水利中的诸多复杂问题，这也为gis提供了大显身手的机会。

在水资源信息管理系统中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采集和加载;

（2）信息的空间与属性双向查询和分析;

（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模拟动态变化过程;

3.gis在水环境和水土保持方面的应用

由于社会经济高速发展中过多的人类活动影响，我国水系的污染已经十分严重了，土壤侵蚀面积达国土面积的20%以上，而土壤侵蚀本身也是造成水系污染的主要因素之一。

为了近一步了解和监测水环境和水土保持的情况，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。

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，同时也是提取数据和显示数据的平台。

在水土保持方面，gis也发挥着十分重要的作用。

在水土保持中的gis的应用是一种全过程的应用。

从土壤侵蚀发生与否的判断开始、一直到土壤侵蚀过程的模拟与预测，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紧密结合的方式，也就是直接用gis为建模平台和决策依据，这是一个比较鲜明的特点,而且用途将越来越大。

4.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是水利水电工程的重中之重,它的选址,规划,设计和施工管理都必须严格慎重,考虑到各个方面的因素,例如移民安置地环境容量调查,调水工程选线及环境影响评估,防洪规划,大型水利水电工程物科储运管理和蓄滞洪区规划和建设等。

此时gis在空间分析和模拟方面的强大优势就显现出来了。

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）通过进行三维可视化显示及贯穿飞行模拟,实现位置或路线的优化;

（2）空间信息的处理,叠加与分析,得出可作为决策辅导的信息;

（3）通过防真模拟淹没分析,得到各种分析数据;

（4）利用gis平台实现交互式的工程布置方案修改。

三、gis技术在水利行业应用的发展趋势

gis是一门与和计算机硬件和操作系统,元数据库的建设,数据挖掘,遥感技术,网络技术和数据库管理,数字摄影与自动化成象等技术有着紧密相关的学科,而上面的那些技术又是在不断发展的,每项技术的发展都给gis带来了深刻的变化.所以gis在水利行业的应用和发展,不仅仅取决于gis技术的发展,更取决于水利行业数字化的进程.在水利部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会越来越广，用途也将会越来越大.而且会迅速成为管理和决策主要支撑技术。

它的发展趋势有以下三个：

1.网络gis（webgis）

网络是实现资源共享和远程遥控的基础技术,webgis是internet技术应用于gis开发的产物。

gis通过www功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具。

从www的任意一个节点，internet用户可以浏览webgis站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使gis进入千家万户。

它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。

2.3s技术集成

3s不是全球卫星定位系统（gps）、地理信息系统（gis）、遥感系统（rs）的简单组合，而是将其通过数据接口严格地、紧密地、系统地集合起来，使其成为一个更具有应用价值的大系统,在这个大系统中gps主要被用于实时、快速地提供目标的空间位置;rs用于实时或准实时提供目标及其环境的语义或语义信息，发现地球表面的各种变化;gis则对多源时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取，形成新的集成系统的基础平台。

所以3s集成技术在水利行业中有着广阔的应用前景。

3.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webgis和comgis结合的技术，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。

据处理软件。

GIS的软件可以识别各种类型的数字之间的联系，并实现空间实体的连接。

GIS数据处理较为复杂，而最重要的是要确保数据拓扑正确，在此基础上才可以进一步完成对其他向量数据与类向量数据的分析。

传统数据转化中，测绘出现的交叉点会存在较小的错位现象，准确性难以保证。

此外在测绘地图上如果出现污点，其测绘结果的误差性就更大了。

而对于这种情况，GIS可以较好处理，这是基于其的污点自动处理功能，会自动排除干扰因素的影响。

在最终由GIS将地理信息数据转化为空间模型，在有技术人员进行分析模拟。

3数据精细测量

在进行实际数据测量时，GIS使用电子设备进行数据自动测绘，技术人员只需要对测绘系统参数设置合理，读数与操作误差可以大致消除。

对于测绘精度，主要依赖于卫星定位技术精度，而目前已经达到较高水平，对目前的精度要求可以忽略。

并且，通过在测绘点之间设置回路，操作人员设置检测的标准，通过对比分析，在各个测试点回馈的差异数据中进行进一步检测，这使得GIS在现代测绘中得到广泛运用，测绘成果有很强的可信度。

4空间系统分析

GIS系统最为核心的功能是对于空间三维物体的分析。

由于环节的复杂性，以及涵盖多种知识、多种学科，它具有很强的技术性，需要专业的操作。

其中，需要考虑的学科知识有工程的经济性、物理力学性能考量以及最关键的地理学知识。

空间分析是在远程测绘数据的基础上进行科学整合，建立合理完善的空间模型。

建立地理信息系统的模型比较复杂，但由于其操作简单，智能化，得到了广泛的认可，GIS在工程中的经济效益和社会效益显著，为工程测绘打下了坚实的基础。

5立体式输出

GIS的一大优势还体现在立体式输出，这就解决了传统测绘工具在对于测绘工作后期的数据处理的巨大工程上。

首先GIS有性能良好的内置软件，可以绘制较为精准的前期图纸，而这一步在传统的绘制工程中往往耗时巨大，并且由于数据对比复核的问题，时间消耗还会成倍增加。

并且，利用GIS还可以外接一些功能强大的绘制软件，便捷高效的绘制高质量的精准图纸。

除了输出较为直观精确的三维地理信息图样之外，还可以利用一些其他外接软件，将输出的数据进行更进一步的处理，在测绘图外还可以生成详细的数据分析报告，对于测绘工作的后期复核分析带来较大的便利。

6虚拟现实应急应用

虚拟现实技术是在3D绘制方法的基础上进行更进一步提高的新型测绘技术，在原有直观视觉模拟的基础上，还加入了对于其他感官体验的模拟，如触觉、听觉等，将测绘点的事物状态直接传输到远程处理平台。

这样数据模拟的形式为许多领域的发展带来了新的方向，通过身临其境的感官体验可以实现远程方案的规划，例如对于一些自然灾害的救援计划设置，在以往只能依靠地形图、灾害数据进行方案制定时，难免出现一些未曾考虑的突发状况，但是通过虚拟现实技术，可以更加高效的为人群规划逃生路线，实时观察灾害的变化情况，这对于未来的抢险救灾有着极为重要的意义。

此外虚拟现实应急技术与其他技术相结合还可以应用于灾害模拟、科教等等领域，实现更多实用的功能，比如通过集成室内定位系统以及GPS，在虚拟现实场景中将救援人员的定位信息显示出来，以便制定救援方案指挥救援；同时通过物联网中的视频监控，查看实时视频信息，以深入了解现场的实际情况。

7测绘应急数据快速处理技术

测绘应急数据，在得到原始数据后，可以通过一系列加工处理软件，在紧急情况下得出较为准确的三维测绘图像。

在这一技术中，遥感影像一体化测图系统以摄影测量技术为基础，从序列影像中，确定物体的大小、形状、位置信息，从而加快对DEM/DOM、全景图、三维模型、点云等的处理；应急快速制图系统在现有的数据成果的基础上，并联合测绘应急过程所获的相关数据，从而加速对关键地物的数据提取，最后通过符号化、地图整饰以及注记得到应急图件。

8结语

传统的测量方式早已不能满足测绘工程的需要，地理信息技术作为一种新型自动化测量技术凭借其强大的信息收集以及处理的能力不但满足了测绘的需求，还提高了测量的精准度。

由于该系统强大的功能，在测绘工程中已被广泛的运用。

随着经济的发展，GIS在测绘工程上的运用势必会越来越广泛。

参考文献

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