水利技术监督投稿

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浅谈GIS技术在水利工程中的应用展望论文

摘要：近年来， GIS （地理信息系统）技术在水利工程应用领域中发挥着技术先导的作用。文章通过分析目前GIS技术在水利规划、水资源管理等水利工程行业的具体应用形式，结合地理信息学科的发展方向，展望GIS在水利工程中的应用前景。

关键词： GIS；水利工程；

1 GIS技术概述

20世纪60年代，世界上第一个GIS （加拿大地理信息系统CGIS）诞生，其核心是用计算机来处理和分析具有空间属性地理信息。GIS技术能够有效地管理地理信息资源，是其能够有效利用的核心技术。20世纪以来，计算机和网络技术日的新月异极大地推进了GIS在我国的发展进程，由于应用后能够明显地提高工作效率和经济效益，因此， GIS技术已成为资源与环境各领域应用中不可或缺的前沿技术。

近20年，我国经济水平持续增长，人民生活质量稳步提高，同时，水资源需求与水资源利用率相对不足的矛盾逐渐加剧，这促使水利工作者不断探索如何利用现代信息技术手段缓解这一矛盾。为有效地利用水资源，在当前条件下最大限度地发挥水利工程的调节作用，减少建设、管理人员的投入量， GIS技术作为信息化的体现之一，在水利工程各环节中的应用范围不断扩大，应用层次也逐渐深入。通过近年来的发展， GIS的应用形式已从最初单纯的可视化应用过渡为集合分析、模拟、预测等多位一体的复杂应用，功能也提升为对多时期的地理信息变化进行动态监测和分析比较，将数据收集、空间分析和决策过程统一打包的应用。实践表明，通过使用GIS系统，有利于设计人员对工程进行总体规划，方便施工人员对实施过程进度和质量把控，有效提高管理人员的工作效率，从而提升水利行业整体信息化水平。

2 GIS技术在水利工程中的应用

水利工程为消除水害和开发利用水资源而修建，重要性不言而喻，而其本身具有一定的地理空间属性，对工程的地理环境依赖较高。GIS的发展恰好为水利工程的空间属性提供了可行的表现途径和有效的模拟、分析方法。运用GIS技术，矢量化地理信息数据，搭建水利工程地理信息平台，能够直观地展示工程环境，结合水利资料，实现环境分析模拟，有利于管理人员决策[1]。

目前， GIS在水利工程方面的应用主要表现在以下几方面：

（1）水利工程规划

GIS技术广泛应用于水库选址、复杂工程布局、工程测量[2]、库容量计算、开挖土石方量计算、工程建设监测[3]、工程变形监测等方面，促使水利工程规划、管理科学发展。

（2）水资源管理

运用GIS技术能够确定水资源分区，建立科学有效的管理模式，分析水资源量，直观地展示水资源分布和数量的动态变化，有助于实现水资源的合理利用。

（3）防洪减灾

GIS应用主要表现在防汛决策支持系统[4]和洪灾损失评估，它以GIS为基础，实现了决策方案、防汛信息、损害范围的直观化和形象化表达，为全国防汛决策提供有力的技术支撑。

（4）水土保持

利用GIS技术能够进行水土流失预测和动态监测[4]，查询、统计、分析土地分区和土地利用情况，有利于重点区域水土流失综合治理措施的制定，提升治理效果。

（5）水质监测

建立GIS水质监测应用平台，能够掌握水质的实时动态变化，及时辨析污染源头，有利于地表水、地下水储量分析，模拟水量调度，提高水资源利用水平。

（6）水文预报

通过GIS技术，整合水文基础数据，实现基础背景数据管理，对空间和属性数据的查询，统计数据以及显示检索，为水文预报提供基础数据支撑[5]。

3 GIS技术应用展望

随着计算机技术的发展， GIS技术在水利工程应用的内容已从结合地理要素的水利信息查询展示发展到利用GIS空间运算完成水利信息的分析、计算、模拟与统计。近年来，结合遥感、GPS等前沿技术，构建3D、4D地理信息系统平台，实现多维度水工建筑仿真应用已成为水利信息化应用新趋势（如三维可视化洪水淹没分析与灾情评估系统、4D水利施工管理系统等[6]）。水利要素具有的空间地理属性促进了GIS在水利应用中的高速发展，纵观发展历史，水利GIS应用的发展趋势主要表现为应用内容的发散性扩展及应用技术的融合性集成。

3。1 应用内容扩展

利用GIS技术，实现工程环境分析模拟的形象化，并且在一定程度上提高了获取信息的时效性和准确性，有利于管理和决策。因此，今后GIS技术将逐渐覆盖水利行业的各个方面，促使水利信息化进一步发展。

（1）洪水模拟

利用洪水历史资料，结合GIS平台，建立合理的流域模型，通过可视化模拟，分析流域洪水成因、洪水特性及其规律；通过地理信息要素分类，分析各主要河道的自然条件；运用GIS技术，进行上下游洪水演进模拟分析，促使建立一定洪水标准下合理的蓄、滞、泄关系及管理措施等。

（2）供水预案

建立供水、需水、蓄水地理信息管理平台，通过电子地图可视化展示水源地分布，有助于研究可能的供水方案与主要工程措施及用水管理与供水水质保证措施。

（3）水质分析

实现水质采集自动化，分析地质、水质信息的地理属性，应用GIS技术研究土壤侵蚀分区；分析各类可能污染源；利用历史资料，模拟预测不同规划水平年的污染负荷量和水质变化，以此为基础研究保护水资源应采取的措施。

（4）工程测量

应用无人机搭载遥感、GPS设备，采集、处理工程测量数据，利用GIS技术实现测量数据可视化，减少外勘人力成本，提高工程测量的.精度与效率，便于数据成果的合理应用。

3。2 应用技术深入

（1） GIS技术发掘

随着GIS技术的发展，多种空间数据结构（如“真三维”、“时空四维”） [7]应运而生，面向对象的数据模型和实用的界面语言正处于高速发展阶段，数据自动输入技术不断完善，各行各业GIS应用模型开发力度不断加大， GIS的网络共享能力（webGIS）不断增强。在这样的大环境中，水利与GIS的结合必将更加深入，具体表现为水利数据信息的表达将趋于多维度、丰富性、立体性、共享性，水利应用模型将趋于结构化、可扩展性，形成整个水利行业的GIS综合管理平台，逐渐打开GIS综合系统与水利专业系统共存共荣的局面。

（2）相关技术集成

鉴于水利空间数据的时间性和复杂性，单一的GIS技术很难满足水利要素的处理要求。因此，在水利工程的应用中， “3S”技术（全球定位系统GPS、遥感RS、地理信息系统GIS）、无人机技术的集成已成为必然的发展趋势。GPS为GIS的快速定位和更新提供手段，遥感技术的多谱段、多时相、多传感器和多分辨率的特点，为GIS不断注入“燃料”，反过来又可利用GIS支持从遥感影像数据中自动提取语义和非语义信息，而无人机则可作为遥感设备提供载体[7]。利用无人机航拍， GPS和RS赋予了GIS实时、动态属性。3S技术整体结合所构成的水利地理信息系统是高度自动化、实时化的GIS系统。这种系统不仅具有自动、实时地采集、处理和更新数据的功能，而且能够分析和运用数据，为水利各学科应用提供科学的决策咨询。

多媒体地理信息系统（MGIS）将文字、图形（图像）、声音、色彩、动画等技术融为一体，为GIS应用开拓了新的领域和广阔的前景[8]。它能够以最直观的方式表达和感知空间地理信息，以形象化的、可触摸（触屏）的甚至声控对话的人机界面操纵空间地理信息处理的技术。应用MGIS的水利地理信息系统将对结构、功能及应用模式的设计产生极大的影响，使得各类信息的表现形式更丰富，更灵活，更友好。

4 结语

毋庸置疑，水利GIS应用的基础是地理空间数据和水利专题要素数据，相关专业（如测量专业）的发展将对其产生明显的限制或促进作用。因此， GIS在水利工程中的应用水平应依据各专业的发展稳步提高，防止闭门造车，构建海市蜃楼。

复杂技术集成的GIS在水利工程上的应用将会成为今后一段时期内水利信息化的主要趋势。搭建集工程规划、建设、管理为一体的水利工程综合地理信息平台，能够实时、有效地展示工程运行情况，模拟防洪工况，提高管理决策能力，为水利信息化事业发展添砖加瓦。

参考文献

[1]刘林宁。地理信息系统在水利工程中的应用探讨[J]。农村经济与科技， 2016， 27 （18）：65。

[2]鞠尊洲。3S技术在水利工程测量中的应用[J]。科技信息（学术研究）， 2008 （14）：239—240。

[3]李蕾。浅谈在水利工程建设管理中信息技术的应用[J]。建设科技， 2016 （17）：93。

[4]王芳，卜倩倩。探析计算机地理信息系统在水利中的应用[J]。资源节约与环保， 2015 （03）：154。

[5]赵晓敏，李本怀。GIS技术在水文预报中的应用—以长春新立城水库为例[J]。水利技术监督， 2013， 21 （02）：64—66。

[6]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， 5 （24）：43+42。

[7]张会玲。GIS技术应用及未来发展趋势[J]。信息系统工程， 2012 （04）：98—99。

[8]董凤服，刘洋。GIS技术的发展趋势[J]。网络与信息， 2007 （08）：65。

水利技术监督刊物

1、红外与激光工程刊名：红外与激光工程Infrared and Laser Engineering主办：中国宇航学会光电技术专业委员会;中国航天科工集团公司第三研究院第八三五八研究所周期：双月出版地：天津市语种：中文;开本：大16开ISSN： 1007-2276CN： 12-1261/TN邮发代号： 6-133历史沿革：现用刊名：红外与激光工程曾用刊名：红外与激光技术创刊时间：1972该刊被以下数据库收录：SA 科学文摘(英)(2009)CBST 科学技术文献速报(日)(2009)Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)中国科学引文数据库(CSCD—2008)核心期刊：中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)中文核心期刊(2000)中文核心期刊(1996)期刊荣誉：Caj-cd规范获奖期刊2、光电工程刊名：光电工程Opto-Electronic Engineering主办：中国科学院光电技术研究所;中国光学学会周期：月刊出版地：四川省成都市语种：中文;开本：大16开ISSN： 1003-501XCN： 51-1346/O4历史沿革：现用刊名：光电工程曾用刊名：光学工程创刊时间：1974该刊被以下数据库收录：CBST 科学技术文献速报(日)(2009)中国科学引文数据库(CSCD—2008)核心期刊：中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)中文核心期刊(2000)期刊荣誉：Caj-cd规范获奖期刊

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水利技术监督期刊

水利技术监督和水利建设与管理期刊区别如下：1、《水利技术监督》本刊为技术监督工作方面的综合性期刊，是水利部技术监督行政主管部门指定的公告发布权威杂志，具有指导性、知识性和实用性。2、《水资源开发与管理》创刊时间为1980年，主管单位：中国水利工程协会，主办单位：中国水利工程协会。

水利技术监督杂志

《科技传播》12月下期（总第33期）01 VOA新闻语料库教学平台设计与开发… ………………………………… 陈欣02 主持人应适时转换角色… ………………………………… 刘晓翠03 关于“图文并重”的几点认识… ………………………………… 高晓天04 关于办好地方台电视新闻评论节目的几点思考… ……………………… 刘书砚，郭娉娉05 即时报道与事件同步——从现场直播特别节目《生命的赞歌》看广播的独特魅力… ………………………………… 宋琳06 新闻应遵循现象与本质的真实… ……………………… 徐利颖，梁玉杰07 新闻摄影的价值标准… ………………………………… 高晓天08 浅论如何提升新闻记者的综合素质… ………………………………… 姜旭琰10 浅论电视编导的职业素质… ………………………………… 于会明11 浅谈“春潮涌动包克图”2010年包头春晚的创作体会… ……………………… 刘竹君，梁菊12 浅谈主持人如何做好逆时性采访… ………………………………… 高瀛13 谈新闻工作者的道德修养… ………………………………… 杨旭14 浅谈舆论监督的分寸和时机… ……………………… 杨伶敏，杨旭15 浅谈记者的新闻敏感性… ………………………………… 廉士传16 正确发挥舆论监督的作用… ……………………… 刘书砚，郭娉娉17 浅析超媒体… ………………………………… 陈明18 科学定位栏目搭起农民致富的金桥… ……………………… 孟广礼，高瀛19 论舆论监督中记者的角色定位… ………………………………… 刘玲玲20 论电视节目编排… ………………………………… 刘玲玲21 试论主持人与节目品位的关系… …………………………………………………… 张晓红22 湛江港宝满码头疏浚物吹填工程对海域水环境的影响… …………………………………………………… 吴斌斌24 珠海地区咸潮影响因子的分析与研究… ………………………………………… 赖荣康，黄根华26 公路工程质量监理存在的问题和对策… ………………………………………… 王宇，黄春雷27 南充农村文化建设情况的调查与思考… ………………………………………… 李晓青，邓光文29 图书馆管理中个性化知识服务的意义与作用分析… ………………………………………… 潘坚，邵月银31 土地开发整理与社会的可持续发展… …………………………………………………… 于彦辉32 地方性商科类本科院校创业教育的创新研究… …………………………………………………… 韩艳春33 对矿山机械安全问题的思考… …………………………………………………… 成洪江34 干部人事档案信息化管理趋势研究… …………………………………………………… 陆琦35 建筑工程施工项目质量管理研究概述… …………………………………………………… 潘广鑫36 当前广播电视档案管理工作存在的问题及对策… …………………………………………………… 陈秋香37 房屋建筑施工质量与安全管理探讨… …………………………………………………… 冯彦贺39 文水县水资源利用现状及发展对策… …………………………………………………… 马润花40 机械自动化技术应用与发展前景… …………………………………………………… 王英41 桥梁工程质量的维护及管理… …………………………………………………… 张祝平42 浅析专家治校在民办高校管理中的作用… …………………………………………………… 李粉玲44 浅析中介服务机构对企业技术创新的作用… …………………………………………………… 楮盈45 浅析建筑深基坑支护工程施工管理… …………………………………………………… 郭先炼46 浅析水电施工企业文化创新的困境与对策… …………………………………………………… 牟秀英47 浅论室内色彩的设计… …………………………………………………… 孙直法48 浅谈业扩报装的过程管理与管控… …………………………………………………… 符桢桢49 浅谈学校机房日常管理… ………………………………………… 李继伟，陈世雷50 浅谈建筑物变形缝的种类及设置方法… …………………………………………………… 付海波51 浅谈建设工程合同管理… …………………………………………………… 吕学芳52 浅谈我国社区图书馆的建设与发展… …………………………………………………… 张昊53 浅谈统计工作在天然气用户发展中的几点体会… …………………………………………………… 徐明静54 生态系统管理研究… …………………………………………………… 仇夏宁55 综述变电站自动化系统的应用及发展… …………………………………………………… 季明丽57 论公路工程项目造价管理… 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浅谈涵洞的野外勘测方法… ……………………………… 吴高峰，王斌锋，贺兵90 浅谈带钢缺陷分析方法… ………………………………………… 冯志强，姜丰92 浅谈我国食品安全信用体系的建立… …………………………………………………… 王粉萍93 浅谈主变220kV侧开关失灵跳主变三侧开关… …………………………………………………… 曾林军94 浅谈天然气输气站通信项目中的项目质量管理… …………………………………………………… 李亚菲95 浅议广告创意的新关系… …………………………………………………… 刘桂春96 浅析我国物流企业关系营销的运用… …………………………………………………… 陈昊平97 浅析中小企业如何进行品牌定位… …………………………………………………… 刘蓉98 浅析小水电技术及发展现状… …………………………………………………… 张超进99 民营化工企业应增强特种设备安全管理责任意识… …………………………………………………… 卢保中101 林产品加工利用经营运作研究… …………………………………………………… 张力102 建筑企业成本管理问题和对策分析… …………………………………………………… 谢明辉103 我国树莓发展现状与前景… …………………………………………………… 刘中才104 平面设计课程在非艺术设计专业的教学探索… …………………………………………………… 惠红梅105 塔城市太阳总辐射变化规律对农业气候的影响… ………… 董海英，林海蓉，井立红，于晓，侯志强107 继电反馈型PID自整定策略及改进研究… ………………………………………… 张新访，周伟109 基于阀值搜索的电网优化分区方法… …………………………………………………… 陆子清111 浅谈火电厂电气节能措施… …………………………………………………… 陈松112 基于人工神经网络的铁路机车检修周期确定方法研究… …………………………………………………… 强成113 变电站自动化系统的发展与智能化的趋势… …………………………………………………… 林剑116 双加压硝酸“四合一”机组安装调试及运行经验… …………………………………………………… 徐志伟118 一起10kV电容器缺相运行事例引起的思考… …………………………………………………… 吴金珠119 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………………………………………… 李东洋，逯艳梅149 浅析电力工程造价的控制措施… …………………………………………………… 王岩150 水利水电工程施工技术探讨… …………………………………………………… 马文龙151 浅析水电站施工电网35kV、10kV线路的常见故障及其防范措施… ………………………………………… 孙既富，王坤华153 欧利坨油田绿色清蜡技术的研究… …………………………………………………… 许德禹154 浅议建筑外墙保温工程施工质量的控制… …………………………………………………… 王彦春155 桥梁工程施工安全措施论析… …………………………………………………… 史俊岭156 提高电力系统静态稳定性的措施研究… …………………… 赵世茹，吴杰，温冬艳，董伶伶157 数字化变电站自动化技术探讨… …………………… 明经亮，马世龙，何兴隆，马泽菊158 接触网开关无线监控分析… …………………………………………………… 何光荣159 对新形势下做好输电线路安全工作的探讨… …………………………………………………… 林勇机160 园林施工关键技术研究… ………………………………………… 叶菁华，郑祖华161 大373区块提高钻井速度探讨… …………………………………………………… 杨凤林162 关于高压铁塔周边滑坡的稳定性分析及防治研究… …………………………………………………… 陈斌164 关于变压器纵联差动保护的探讨… …………………………………………………… 程超165 使用期间的钢筋混凝土梁抗弯强度分析… …………………………………………………… 张成利166 关于供电系统变电站自动化的控制思考… ……………………………… 杨柳，牛成林，赵志贤167 二三级公路路基路面稳定性与强度影响因素与防控措施研究… …………………………………………………… 李军168 东北水稻种植及其病虫害防治技术… …………………………………………………… 刘宝山169 一次变压器出现故障的分析及处理方法… …………………………………………………… 杨新民171 IEC60870-5-101及IEC60870-5-104远动通讯规约在大理供电局的应用… …………………………………………………… 张可173 LOGO！在真空泵控制中的应用… …………………………………………………… 赵灿军175 SRB处理高浓度硫酸盐有机废水的影响因子… …………………………………………………… 汪春霞176 中水处理技术在焦化行业的应用… ……………………………… 刘占宝，孙海峰，任丽芳177 伺服驱动技术在GD包装机上的应用… ………………………………………… 张建新，张玉安179 半定量模糊综合评判法在地质灾害危险性评估中的应用… …………………………………………………… 齐佳兴180 县级供电公司SDH时钟同步类故障的分析与处理… …………………………………………………… 王惠敏181 可控放电避雷针应用及安装… …………………………………………………… 张兴辉183 基于MC9S12D64的汽车防盗系统硬件的实现… …………………………………………………… 周双斌184 基于PLC的冲床自动送料装置控制系统设计… …………………… 卢海龙，杨晓勇，胡科峰，柳晓云185 基于工学结合的教学质量监控与评价信息系统应用研究… …………………………………………………… 冯娴187 基于逆向工程的产品模型重建… …………………………………………………… 杨志霞189 大倾角皮带机在百善矿654集运巷溜煤道的应用… …………………………… 苗锋，董平，钟杰190 天然气管道设计安装、安全运行及维护… …………………………………………………… 彭元翼191 安全风险评估在变电运行班组管理中的应用… …………………………………………………… 韦英193 引起电气火灾的原因分析… ………………………………………… 李强，袁涛194 新建赣韶铁路地质灾害评价与防治措施… …………………………………………………… 姚德华195 风机盘管水系统渗、漏问题原因分析及应对… …………………………………………………… 周树海197 针对一起变电站所用电自投故障的分析和处理… ………………………………………… 郑永文，李大银198 生物质能秸秆发电：可再生能源的开发与利用… …………………………………………………… 胡越199 无卤素工艺在封装工艺上的应用… …………………………………………………… 赵义坤201 浅析南京地铁二号线接触网的特点及检修… ………………………………………… 肖化，丁家强203 浅谈中国元素在室内设计中的应用… 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