哈爾濱師范大學

大專畢業(yè)論文GIS在現(xiàn)代水利工程與展望畢業(yè)生姓名：王文龍指導教師姓名：2011年9月17日目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要： 1\o"CurrentDocument"一、 GIS在防洪減災方面的應用 1\o"CurrentDocument"二、 GIS在水資源管理方面的應用。 2\o"CurrentDocument"三、 GIS在水環(huán)境和水土保持方面的應用。 2\o"CurrentDocument"（一） GIS在水利水電工程建設和管理方面的應用。 2\o"CurrentDocument"（二） GIS技術(shù)在水利行業(yè)應用的發(fā)展趨勢 3\o"CurrentDocument"（一）網(wǎng)絡GIS（WebGIS） 3\o"CurrentDocument"（二） “3S'技術(shù)集成 3\o"CurrentDocument"（三） VR-GIS技術(shù) 3\o"CurrentDocument"參考文獻 4GIS在現(xiàn)代水利工程與展望摘要：地理信息系統(tǒng)（GIS）作為一種以測繪測量為基礎，以數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)儲存和使用的數(shù)據(jù)源，以計算機編程為平臺的全球空間分析即時技術(shù)工具在許多領域中得到了越來越廣泛的應用。結(jié)合近年來GIS在水利水電工程建設中的應用情況，從技術(shù)角度綜述了GIS在水利工程建設中的應用現(xiàn)狀，并展望了在防洪減災、水資源管理、水土保持和水利水電工程建設和管理等方面。關(guān)鍵詞地理信息系統(tǒng)（GIS）;現(xiàn)代水利工程；應用水利工程多數(shù)較為龐大而復雜。如何采用科學有效的設計方法以提高設計效率，怎樣直觀清晰地描述復雜工程建設的施工動態(tài)過程，是提高工程設計和管理現(xiàn)代化水平的關(guān)鍵。因此，尋求新的技術(shù)和計算機輔助設計的方法成為必然趨勢°GIS是近年來迅速發(fā)展起來的一門地學空間數(shù)據(jù)與計算機相結(jié)合的新型空間信息技術(shù)，它把現(xiàn)實世界中對象的空間位置和相關(guān)屬性有機地結(jié)合起來，滿足用戶對空間信息的管理，并借助其特有的空間分析功能和可視化表達，進行各種輔助決策。一、GIS在防洪減災方面的應用GIS即地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem）,經(jīng)過了近些年的發(fā)展，到今天已經(jīng)逐漸成為一門相當成熟的技術(shù)，并且得到了極廣泛的應用。尤其是近些年，洪澇災害發(fā)生頻繁，使國家和個人都蒙受了很大的經(jīng)濟損失。隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的飛速發(fā)展,我國的防洪工作將逐步從“以洪水為敵”的控制洪水向體現(xiàn)水資源特性的洪水管理轉(zhuǎn)變,全面建成覆蓋全國的水利信息網(wǎng)絡,其中防洪減災屬于重點應用系統(tǒng)。目前GIS技術(shù)在防洪減災方面的應用主要有以下四種類型。（1） 防汛決策支持系統(tǒng)或信息管理系統(tǒng)的平臺。在國家防汛指揮系統(tǒng)總體設計框架下,目前流域或省、自治區(qū)、直轄市的防汛決策支持系統(tǒng)或防汛信息管理系統(tǒng)都以 GIS為平臺。GIS在這些系統(tǒng)中的作用主要有以下幾個方面：空間數(shù)據(jù)處理、查詢、檢索、更新和維護；利用空間分析能力和可視化模擬顯示為防汛指揮決策提供輔助支持；為各類應用模型提供實時數(shù)據(jù)；優(yōu)化模型參數(shù)；預報預測和防汛信息及決策方案的可視化表達。（2）災情評估。在災情評估中, GIS作為基礎平臺,它充分利用了自己的查詢和分析功能以及可視化模擬的能力,發(fā)揮了很多別的系統(tǒng)不具備的作用：基礎背景數(shù)據(jù)（包括地理、社會、經(jīng)濟）的管理；空間和屬性數(shù)據(jù)查詢、檢索、統(tǒng)計和顯示的基礎；災情數(shù)據(jù)的提取和分析；災情的模擬和可視化表達；目前洪澇災害的監(jiān)測評估業(yè)務運行系統(tǒng)已在水利部遙感技術(shù)應用中心投入運行。（3）洪澇災害風險分析與區(qū)劃。洪澇災害風險分析是分析不同強度的洪水發(fā)生概率及其可能造成的損失。它包括洪水的危險性分析、承災體的易損性和損失評估。采用 GIS技術(shù),可以將上述三方面所涉及到的諸多自然、地理和社會因子附上相應的權(quán)重進行空間疊加，是進行洪澇災害風險分析與區(qū)劃的有效手段。（4）城市防洪。由于城市社會經(jīng)濟地位和社會影響的特殊性，防洪工作尤其重要。同時由于許多城市都是依水而建和城市不透水面積大、產(chǎn)流量大等特點，防洪工作的難度比農(nóng)村地區(qū)大，所以GIS在城市防洪中發(fā)揮的作用除了一般防洪減災決策支持系統(tǒng)外，還利用其時空特征分析和高分辨率數(shù)據(jù)的處理功能在城市防洪減災中發(fā)揮了更多更大的作用，由于城市防汛信息管理及決策支持系統(tǒng)的復雜性，不少方面還在繼續(xù)深入，可以肯定的是GIS技術(shù)在這進程中能發(fā)揮的作用。二、 GIS在水資源管理方面的應用。我國水資源短缺，而且分布極不均勻。同時由于社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的過程中對環(huán)境保護不力，因此在資源性缺水的同時又加上水質(zhì)性缺水，水資源嚴重短缺又存在有水資源浪費。面對如此嚴峻的形勢，水資源的管理工作已經(jīng)被賦上了維系社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的歷史性重任。由此也決定了必須用現(xiàn)代化的手段，實現(xiàn)以信息化為基礎的技術(shù)來對水資源進行監(jiān)控管理，才能解決好資源水利中的諸多復雜問題，這也為GIS提供了大顯身手的機會。在水資源信息管理系統(tǒng)中GIS發(fā)揮的作用大致有以下幾個方面：（1）歷史數(shù)據(jù)管理和實時數(shù)據(jù)的動態(tài)采集和加載；（3）時空統(tǒng)計；（4）以多種方式直觀地可視化表達各類信息的空間分布及模擬動態(tài)變化過程。三、 GIS在水環(huán)境和水土保持方面的應用。由于社會經(jīng)濟高速發(fā)展中過多的人類活動影響，我國水系的污染已經(jīng)十分嚴重了，土壤侵蝕面積達國土面積的20%以上，而土壤侵蝕本身也是造成水系污染的主要因素之一。為了近一步了解和監(jiān)測水環(huán)境和水土保持的情況，水利部門已有包括170多個主要測站的全國水環(huán)境信息管理系統(tǒng)，有如廣東那樣的省級系統(tǒng)，有如三峽庫區(qū)那樣的區(qū)域性系統(tǒng)，也有如九州江那樣的江河級系統(tǒng)。水環(huán)境信息管理系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)的基礎或者是組成部分，而GIS是其基礎，同時也是提取數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的平臺。在水土保持方面，GIS也發(fā)揮著十分重要的作用。在水土保持中的GIS的應用是一種全過程的應用。從土壤侵蝕發(fā)生與否的判斷開始，一直到土壤侵蝕過程的模擬與預測，GIS始終在技術(shù)上起著支撐作用。所以與其他領域比較，水土保持中一些應用模型大多采用與 GIS緊密結(jié)合的方式，也就是直接用GIS為建模平臺和決策依據(jù)，這是一個比較鮮明的特點，而且用途將越來越大。（一）GIS在水利水電工程建設和管理方面的應用。水利水電工程建設與管理是水利水電工程的重中之重，它的選址、規(guī)劃、設計和施工管理都必須嚴格慎重，考慮到各個方面的因素，例如移民安置的環(huán)境容量調(diào)查，調(diào)水工程選線及環(huán)境影響評估，防洪規(guī)劃，大型水利水電工程物科儲運管理和蓄滯洪區(qū)規(guī)劃和建設等。此時 GIS在空間分析和模擬方面的強大優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。水利水電工程建設與管理中利用GIS功能最多的有以下幾個方面：（1）通過進行三維可視化顯示及貫穿飛行模擬，實現(xiàn)位置或路線的優(yōu)化；（2）空間信息的處理、疊加與分析，得出可作為決策輔導的信息；（3）通過仿真模擬淹沒分析，得到各種分析數(shù)據(jù)；（4）利用GIS平臺實現(xiàn)交互式的工程布置方案修改。（二）GIS技術(shù)在水利行業(yè)應用的發(fā)展趨勢GIS是一門與計算機硬件和操作系統(tǒng)、元數(shù)據(jù)庫的建設、數(shù)據(jù)挖掘、遙感技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)字攝影與自動化成象等技術(shù)有著緊密相關(guān)的學科，而上面的那些技術(shù)又是在不斷發(fā)展的，每項技術(shù)的發(fā)展都給GIS帶來了深刻的變化.所以GIS在水利行業(yè)的應用和發(fā)展，不僅僅取決于 GIS技術(shù)的發(fā)展，更取決于水利行業(yè)數(shù)字化的進程。在水利部以信息化帶動水利現(xiàn)代化的戰(zhàn)略方針指導下，GIS在水利行業(yè)的應用將會越來越廣，用途也將會越來越大。 而且會迅速成為管理和決策主要支撐技術(shù)。它的發(fā)展趨勢有以下三個：（一）網(wǎng)絡GIS（WebGIS）網(wǎng)絡是實現(xiàn)資源共享和遠程遙控的基礎技術(shù)， WebGIS是Internet技術(shù)應用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物。GIS通過WW功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具。從 WW的任意一個節(jié)點，Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖，以及進行各種空間檢索和空間分析， 從而使GIS進入千家萬戶。它可用于除了一般數(shù)據(jù)外的特殊數(shù)據(jù)類型，尤其是矢量數(shù)據(jù)的處理，以網(wǎng)絡瀏覽器為應用工作平臺，在客戶端可以實現(xiàn)對矢量數(shù)據(jù)的操作，可以在多個客戶端實現(xiàn)原來在本機上才能實現(xiàn)的功能，并可通過網(wǎng)絡遠程調(diào)用和發(fā)布各類數(shù)據(jù)、圖形、圖像。（二） “3S'技術(shù)集成“3S'不是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ GPS、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感系統(tǒng)（RS的簡單組合，而是將其通過數(shù)據(jù)接口嚴格地、緊密地、系統(tǒng)地集合起來，使其成為一個更具有應用價值的大系統(tǒng)，在這個大系統(tǒng)中GPS主要被用于實時、快速地提供目標的空間位置； RS用于實時或準實時提供目標及其環(huán)境的語義或語義信息，發(fā)現(xiàn)地球表面的各種變化； GIS則對多源時空數(shù)據(jù)進行綜合處理、 集成管理、動態(tài)存取，形成新的集成系統(tǒng)的基礎平臺。所以“3S'集成技術(shù)在水利行業(yè)中有著廣闊的應用前景。（三） VR-GIS技術(shù)VR-GIS技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)與GIS技術(shù)的結(jié)合，包括與WebGIS和ComGlS結(jié)合的技術(shù)，專門用于研究地學或以地球系統(tǒng)為對象的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，目前只能達到仿真的水平，可以做到：（1）對現(xiàn)時的地理區(qū)域的非常真實的表達；（2）可在所在地理范圍內(nèi)外自由移動；（3）在三維數(shù)據(jù)庫中有GIS的各種功能；（4）以可視化功能作為用戶接口的自然的整體部分。參考文獻[1]劉勇，井文涌