GIS在水利水电的应用

摘要:随着我国经济的快速发展,GIS在水利水电方面的应用显得越来越重要,由于GIS技术具有系统性和基础性的优点,在水利水电领域有着重点的应用,文章主要阐述了有关GIS在水利水电的应用。 下载论文网 关键词:GIS技术;水利水电;空间数据库 中图
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  摘要:随着我国经济的快速发展,GIS在水利水电方面的应用显得越来越重要,由于GIS技术具有系统性和基础性的优点,在水利水电领域有着重点的应用,文章主要阐述了有关GIS在水利水电的应用。
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  关键词:GIS技术;水利水电;空间数据库
  中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)10-0068-02
  1 GIS技术在水利水电领域的应用
  GIS技术(地理信息系统)是当前水文和水利工作的重要基础性技术,由于GIS技术立依靠计算机的功能技术,这使得水利水电工作可以利用数字的新发展得到迅速的发展,实现水利水电科学的管理、水利水电政策合理的制定、防洪抗旱能力的提高,可见GIS技术对于水利水电工作的重要价值。应该从GIS技术的水利水电基础认知入手,分析水利水电工作应用GIS技术存在的问题,找到问题存在的深层次原因,以水利水电工作和GIS技术的特点出发,探寻水利水电领域GIS技术应用的要点,更好地实现GIS技术对于水利水电工作的价值,促进水文和水利领域的各项工作走向深入。
  1.1 GIS技术在建立水文地理空间数据库中的应用
  水文地理空间数据库是今后水利水电工作的重要基础,是GIS技术在水利水电领域中应用的核心,数据库要保障实时查询则要求保持服务器端数据库与实时报汛数据库之间的通信,创建并存储洪水预报相关数据,进行更新、插值计算后得到最新信息,以便在水利水电工作中得到有效地应用。
  水资源数据库就是一个巨大的数据库集成体,可对现状数据进行整理、储存,利用GIS技术,对水资源分布进行分析,结合经济发展需求,确定区域水资源承载力,提出科学合理的水资源调度方案,为水资源综合规划的编制提供依据。
  1.2 水资源规划中GIS技术的应用
  水资源规划包括了水资源调查评价、节约用水规划、需水预测、供水预测、水资源保护规划、水资源配置、规划实施效果评价等内容。通过GIS技术辅助进行水资源评价,以便做出合理的水资源规划。
  1.3 水资源管理中GIS技术的应用
  水资源管理包括了对水文基本信息、水文地质条件、土壤植被、河流水系、地形地貌、水利工程等多种不同类型要素的管理,通过GIS技术可实现多元信息的叠加分析及空间数据和属性数据结合,为水资源管理提供基础信息的服务。
  1.4 防洪抗旱中GIS技术的应用
  通过GIS技术与GPS技术、RS技术的结合可以建立洪水预警和干旱预警的系统,对洪涝灾害和旱灾进行灾情评估、灾情预报和灾害风险分析,有利于控制灾害的风险,降低灾害的损失。
  1.5 GIS技术与水文模型的融合
  GIS技术的发展方向是与水文模型做到合理的契合,GIS技术应用于水文模型的数据处理过程,实现水利水电专业模型GIS技术的集成。
  2 GIS测量技术在水利监测的贡献
  测绘科学随着电子计算机和电磁科学的发展而发展,凭借GIS技术的优越性,在水利监测的贡献主要表现为高效率、高精度、便捷、科学、系统的反映河道水利信息。
  2.1 遥感图像在水利信息方面的应用
  GIS技术的除了拥有采集地理信息数据,并对水利数据进行存储和整理,并进行可视化之外,还能对水利的数据进行复杂的整合,能够提醒、预测预算等各种辅助决策功能。用遥感手段对取得的水利信息通过计算机进行专门的图像处理和转换,把遥感信息源传输到GIS上。遥感测量和实际测量之间是有误差的,而且在未转换前GIS是不能识别遥感图像的,为了减少保持遥感图像和实际测量地形图的误差和GIS的顺利识别,必须对遥感图像做必要的变换和图像处理。运用图形图像资料提取高程数据,以建立数字高程模型(DEM)。GIS利用数字高程模型数据统计出两冲淤监测断面间的冲淤量,冲淤分析是河道演变的主要工作,通过分析可以自动绘制出检测出冲淤累积图,既便捷又准确。
  2.2 遥感动态监测水利状况
  遥感动态的进行水利监测能及时细化的反映水利状况。通过对相同的水利监测点,从各个时相分析获得的图像,形成理想的遥感影像。动态监测技术是遥感技术应用的主要方面,可以对同一地区内的各个时相的图像进行识别记录,形成地区变化的遥感影像。不同类型的传感器同时作用于同一地区水利环境检测,从客观上把握水利状态。以遥感影像作为数据源并进行复杂的图像处理,提取了精确清晰的图像,为水环境研究提高辅助资料和决策依据。用数字遥感技术能动态的检测河道的各个时相的水况变化,对防洪防灾和调度水资源、河道建设等提供参考。
  2.3 对河道冲淤变化的检测
  从信息处理软件获取可见光的水体厚度信息获得水深的情况。原理就是利用水辐射的强度和水深、水体浑浊度的特定关系,测量水深。在实际测量中,遥感技术测量和实际测量是有精度偏差的。其原理是:遥感水深误差大多是受到多方面的的影响,两个或者多个时相之间的测量有误差,采用减少系统误差的方法,减少遥感信息源转换的信息误差,提高检测的准确性。实现了遥感测量地形和实际测量地形结果的一致性,测量数据满足河床变化分析和冲淤量分析的研究要求。
  3 水利水电工作应用GIS技术存在的主要问题
  3.1 缺乏统一的GIS技术平台
  当前水利水电行业已经看到GIS技术的重要价值,由于各自为战,导致GIS技术的开发平台多种,数据格式多样,没有完整的标准和规范,这个水利水电信息交流和共享带来了极大的不便,影响GIS技术的进一步应用。
  3.2 GIS技术与其他工作沟通不想
  当前,GIS技术的应用工作多重视水利水电数据的采集,没有利用GIS技术的优点展现与其他工作和领域的合作与沟通,导致GIS技术的交互性出现不足,特别是GIS技术数据与现有的水文模型不能有效契合,出现GIS技术的深层次优势没有得到发挥的问题。   3.3 GIS技术的动态效果有待于提高
  GIS技术对水文现在的表述多属于静态描述和简化处理,这会产生GIS技术与实际之间的较大差异,进而会影响GIS技术动态模拟效果的真实性和有效性,出现GIS技术的表达障碍。
  4 GIS在水利水电中应用的具体事例分析――以云南省为例
  云南省地处西南边陲,地理位置和气候条件特殊,位于我国第三级地貌台阶和暖温带向南亚热带的过渡地带,具有十分明显的过渡性征。
  历史上,云南省是全国洪涝灾害发生较为频繁、灾害比较严重的省份之一。随着社会经济和科学技术的飞速发展,我省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,全面建成覆盖全省的水利信网络,其中防洪减灾属于重点应用系统。
  以云南省五万分之一数字高程模型(DEM)数据为基础,采用先进的数字化和3S技术,利用国际上先进的流域水文模拟系统(HEC-HMS),研究开发适合云南省广大山丘区和流域洪水预警预报系统,全面实现主要水文断面和中型水库、多座小型水库以及个山丘区小流域洪水预警预报,开展山洪灾害预警,达到以人文本、科学决策、全面减轻山丘区洪涝灾害。
  GIS在这些系统中的作用主要有以下几个方面:空间数据处理、查询、检索、更新和维护;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;为各类应用模型提供实时数据;优化模型参数;预报预测和防汛信息及决策方案的可视化表达。
  5 结语
  GIS是实现水利测量工程的进步和发展的有力技术手段,GIS在参与水利工程测量的各项工作中,为河道、水利监管以及水利的情况的记录带来技术变革,准确的为河道水利勘测管理方面提供科学资料。所以,针对GIS在水利水电的应用进行深入的研究和探讨是有着十分重要的意义。
  参考文献
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  作者简介:李长平(1981―),男,云南省水利水电勘测设计研究院工程师,研究方向:水利水电工程测量,地籍测量及航空摄影测量、遥感等。

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