建筑实践2023年5期

新时代背景下GIS技术在水利工程信息化中的应用

杨炳钊

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摘要：分析了GIs的发展趋势：科学研究方面表现在多维GIs研究、地理信息建模系统研究；在技术应用方面表现在 webGIS、多媒体技术、高分辨率遥感影像与GIs结合等将更广泛；GIS将通过各种数字终端服务于社会公众。cIs在水利 信息化建设中的应用重点：水利GIs应用服务平台建设、水利地理信息基础设施建设以及各项业务(防汛抗旱指挥、水资 源管理、水土保持监测、水质监测与评价、水利工程建设与管理等)应用。

关键词：GIS；水利信息化；数据存储；服务平台

1 GIS 技术简述 

GIS是 一个捕获，存储，操作，分析，管理和呈现空间或地理数据 的科学技术。缩写 GIS 有时用于地理信息系统（GISystem）， 指的是研究地理信息系统的学科，也是地理信息学广泛的学 科领域中的一个大领域。空间数据基础设施是超越地理信息 系统，此概念没有类似限制性的界限。 通常该术语描述集成，存储，编辑，分析，共享和显示 地理信息的任何信息系统。GIS 应用程序是允许用户创建交 互式查询（用户创建的搜索），分析空间信息，编辑地图中的 数据，并呈现所有这些操作的结果的工具。地理信息科学是 有关地理概念，应用和系统的基础科学。 GIS 可以指许多不同的技术，过程和方法。它与许多运 营有关，并有许多与工程，规划，管理，运输 / 物流，保险， 电信和商业有关的应用。因此，GIS 和位置智能应用程序可 以成为许多依赖分析和可视化的定位服务的基础。 GIS 可以通过使用位置作为关键指标变量来关联无关信 息。地球时空中的位置或范围可以记录为发生日期 / 时间， 分别表示 x，y 和 z 坐标，经度，纬度和高程。所有基于地球 的时空位置和范围参考应该相互关联，并最终达到“真实” 的物理位置或范围。地理信息系统的这个关键特征已经开始 开辟科学探索的新途径。

2 GIS技术在新时代水利工程信息化中的运用 

2．1基于GlS技术的水利工程选址分析利用 在水利工程项目的选址中，可以运用GIS技术对 立体空间的精准分析来完成。主要应用到的空间信息 有：第一，可实现空间影像的遥测获取。这里应用遥感 技术获取影像资料，能够精准获取到地球表面的细微 纹理，数据的准确性更高。充分考虑到用水的标准。 通过无人机等设备遥控获取指定地点的影像资料。在 数据正式应用前要对其准确性进行校验，并完成转 换，从实际的地面某点的经纬度转换到坐标系统中。 一般情况下需要高程模型辅助校验，消除视差的干扰 因素，确保遥测的影像资料与空间内部的数据的坐标 同一性。第二，根据需求及时获取特殊地点的图形数 据。在工程建设区范围内的交界处、地区交通状况、土 地应用分布以及水资源的基本资料等，都可以为工程 提供有效的参考信息，提高空间处理能力。比如：降水 较多的季节，可以对洪涝覆盖区进行统计，进一步掌 握洪水覆盖区域内的实际损失，主要有个人财产、公共 资源等方面的。 空间数据资源获取越全面，GIS空间技术的分析 结果更准确，具体操作从以下几点人手：第一，洪水破 坏面积分析。在水利工程施工地点选择过程中，淹没 破坏面积是重要的参考数据。其工作原理是洪水的流 经区域的决堤处，同时水位差值超过正常范围。这些 都是扩大淹没区的主要原因。待到水位平衡后，如果 92 科技资讯SCIENCE＆TECHNOLOGY INFORMATION 工程与工业技术 没有洪水冲击，此时洪水的破坏区域达到最大值。在 实际工作中综合水动力、GIS技术以及高程模型信息 来完成数据整合，同时真实展现洪水破坏范围，结果 准确性更高。获取洪水破坏给人们带来的直接经济损 失，以及洪水治理给周边的基础设施、生态环境带来 的间接财产损失费用。从实际数据来看，主要内容包 括：洪水破坏区域的水深、直接破坏面积、水库的最 大储水量以分布状况。除此之外，对于城市的基础建 筑，破坏土地的用途，给居民生活带来的直接财产等 都要做出估算。当水利施工的最终方案确定实施后， 可深入观察洪水覆盖区的水位变化以及影响范围。 对于地形相对平整，没有过大坡度的地区，水流相对 缓慢的地区可认为水体相对静止。第二，水利工程输 水线路的分布。在项目的前期规划中，整套方案需根 据设计工程师的具体需求多次调整，确定最终施工方 案。在GIS技术中充分发挥空间中的点、线、面等多项 元素以矢量图的形式展示线路变化【3】。此外，运用地 理空间系统，可根据需求调整空间内部的资料。比如： 删除某些错误的枢纽数据资料，还可以根据实际需 求调整和移动这些数据的分布情况，进一步调整运行 方向。要想确保水利工程在施工中各个工序有条不紊 地推进，就要从前期的规划人手，深入了解数理工程 所覆盖的地形特征、周边设施以及环境等，为最终方 案的确定提供更多有价值的参考资源。三维模型中的 点线面都要严格按照标准设置，并做好施工基础设 施的符号标注。

2．2 GlS在防洪减灾方面的应用 特别是近些年，一部分地区在雨期频频爆出洪涝 自然灾害，严重损失了国家以及公民的财产。在高速 增长的社会经济体制下，单纯的围堵治理无法有效控 制水资源，现阶段的治水工作已经逐步升级成管理层 面。结合当地的年度降水变化，各地区也逐步完善内 部水利工程信息管理网，重点地域洪水侵袭情况。从 GIS的实际应用形式来看，主要分为以下4种：第一，便 于国家发布汛情管理或者重大决策。在国家相关部门 的指导下，现阶段各地区的洪涝灾害治理都以GIS技 术为中心。在该技术的应用中，GIS技术发挥着如下作 用：数据的分析、归类、搜索、升级以及定期清理等工 作。第二，借助该技术的立体空间问题整合能力，通过 可视技术为指挥中心做出正确决策提供有利参考依 据，不断优化相关数据。在可视技术的辅助下提升预 警和防汛功能。第三，灾害破坏预估。在整个预估阶 段，GIS技术可以更好地发挥可视模拟技术以及系统 自身的高效分析处理能力，展示其独有的优势：基础 数据的整合和分析(主要有地形层面、社会层面、经济 建设等方面)；地理分布以及工程屙陛等信息的查找、

2.3 GIS在水利水电工程建设和管理方面的应用 对于我国现阶段的水利工程而言，水源管控和治 理发挥着举足轻重的作用。从前期的项目可行性研 究、地质确定、策划到现场的施工管控都要提高重视， 全面考虑。整个项目实施后的阶段，GIS技术在时空层 面的技术优势较为明显。在工程的管控和治理方面该 技术主要特点如下：三维空间展示与模拟，选择最佳 的施工路线和工程地质；充分发挥空间数据的优势， 经过分析和整理，获取有价值的项目决策依据；在数 据的支持下对水灾进行破坏分析，得出最终结果，进 一步优化治理方案。

2.4水利工程监督管理 结合水利工程监督管理当中的业务流程，涵盖了工 程创建、审批、台账、经费等一系列监督管理流程，对 工程所涉及的各类报告、档案信息集中管理，为水利中 心、监理单位、勘察单位开展工作提供技术平台。基于 WebGIS 所搭建的远程监控系统，可以推动水利工程信 息化系统朝向 GIS 信息化手段远程调度管理模式，保证 水利工程监督的一体化、网络化，加强工作效率、数据 共享度，实现整个工程建设业务的全流程信息化建设。

结语 GIS技术综合性较强，其中包括了微机软硬件设 施，数据存储系统的建立、深入挖掘、远程操控、互联 网科技和数据分析处理、电子化影响捕捉工具等有着 密切的关联。这些学科在科技的推动下不断前进，在 实际应用中推进GIS技术的不断优化和升级。因此，在 实际应用中，GIS技术与数字化水平发展相辅相成，共 同推动我国水利事业的不断前进。随着电子信息技术 的不断发展，在GIS技术的推动下，我国水利工程建设 事业不断提升，是行业整体水平不断提升的重要技术 保障。

参考文献 [1]殷雪明，钱德强，许召新．水利工程施工中的防渗新 技术及应用研究[J]．科技创新导报，2020，17(10)： 34—35．

[2】苏运生．水利工程建设与运行管理的有机结合[J】． 科技资讯，2020，18(17)：64—66．

【3】张高．信息技术在水利工程建设管理中的应用[J]．中 国高新科技，2019，53(17)：79—81．