防汛減災應用

      我國是自然災害頻發(fā)的國家，僅洪澇災害在近幾年所造成的損失就高達數千億元。國家和各級政府對防洪減災十分重視，各生產和科研部門也投入了大量人力和物力研究防洪減災的各種措施，其中包括水利信息化在防洪減災中的作用。

根據防汛減災的各個環(huán)節(jié)，GIS 支持下的信息系統(tǒng)在工作中的應用主要包括：

      1、災害工作預測

      DEM數據與流域地區(qū)的水情、雨情和所在地區(qū)的人文和經濟信息相結合，用于預測流域的洪水發(fā)展趨勢、洪水淹沒范圍、淹沒損失。這些預測可以幫助我們在物資貯備，人員配置和救災措施等方面預先做好準備，以縮短救援時間，減少災害損失。

       2、災害現場指揮

將各種有關和即時的空間和文字信息在GIS 支持下的系統(tǒng)中通過圖形的方式迅速和直觀地表現出來，及時、準確地為現場指揮人員提供輔助決策信息。

      3、災情評估，災后重建

      將各種數據集成在GIS 系統(tǒng)之中，再利用GIS 系統(tǒng)中的統(tǒng)計和分析功能快速和準確地計算出災區(qū)面積，災區(qū)人口，災區(qū)損失等信息。為了災后重建，保險賠償，救災款發(fā)放提供科學依據。

      水資源管理

      水資源管理是“水資源開發(fā)利用的組織、協(xié)調、監(jiān)督和調度。運用行政、法律、經濟、技術、和教育等手段，組織各種社會力量開發(fā)水利和防治水害；協(xié)調社會經濟發(fā)展與水資源開發(fā)利用的關系，處理各地區(qū)之間的用水矛盾；監(jiān)督、限制不合理的開發(fā)水資源，破壞水源的行為；制定供水系統(tǒng)和水庫工程的優(yōu)化調度方案，科學合理的分配水源。GIS 技術在水資源管理中扮演重要角色。

      1、GIS 技術在水資源管理中的應用

       1）建立水資源管理的空間數字模型

      通過空間數字模型我們可以預先模擬各種水資源管理的情況，減少項目實施的風險。

      2）建立水資源管理的空間數據庫

      單純的數據庫只能對屬性數據進行管理，空間數據庫可以將屬性數據很直觀的用空間圖形的方式表現出來，空間數據庫還可以同時對屬性數據和空間數據進行有效的統(tǒng)一管理。

      3）在水資源管理和決策系統(tǒng)中的應用

      GIS的可視化功能將用戶的屬性信息更加直觀的表達出來并加以分析?？臻g分析功能是通過矢量圖層的疊加生成新的特性信息。

      2、重點功能

      1）數據可視化應用

在水資源綜合數據庫和GIS技術的支持下，為水利管理部門和相關單位提供水量、水質、水壓等各類相關信息服務,用地圖和圖表展示出來。

      2）水資源評價分析

      根據實時監(jiān)測系統(tǒng)采集各類水文、氣象、水質、供用水信息等各類水資源信息對上一年度、上一時段的水資源數量、質量、時空分布規(guī)律，以及水資源開發(fā)利用狀況進行分析和評價，確定水資源及其開發(fā)利用形勢和存在的問題。

      3） 水源地預警和保護

      通過對水源地水文、水質、水利工程設施信息的監(jiān)測，分析并評價水源地水量、水質狀況，對可能發(fā)生的水資源短缺問題、災害天氣問題、水質污染問題進行預測，并編制水源地保護應急預案，在問題發(fā)生時，及時提供各類預警或警報信息，并提供相應的處理措施。水源地預警和保護包括水源地實時運行信息監(jiān)視、突發(fā)事件預警、突發(fā)事件上報功能。

      4）突發(fā)事件應急預案管理

      突發(fā)事件應急預案地圖顯示是采用先進的計算機信息處理技術對與突發(fā)事件應急管理有關的各類信息進行統(tǒng)一的管理，并對信息進行地圖定位顯示，為決策指揮提供支持，是提高突發(fā)事件應急系統(tǒng)的響應速度和決策準確性的重要技術手段。

       水土保持

       我國七大江河流域的水土流失和土壤侵蝕是關系到流域生態(tài)環(huán)境、經濟發(fā)展，甚至是七大流域實現可持續(xù)發(fā)展的大問題。利用GIS 強大的信息管理和分析功能結合RS技術 的周期性和視域廣的特點以及全球定位（GPS）的精度定位特點，使流域內有關水土流失的大量信息得到統(tǒng)一管理，并應用GIS技術來管理動態(tài)監(jiān)測數據、進行水土流失預測、生態(tài)環(huán)境效益分析，從而提供及時可靠的決策依據。

      1、GIS在水土保持中的應用

       1）GIS 的查詢功能在水土保持中的作用

       GIS可以使用戶在查詢空間數據和屬性數據時將數據疊加，使屬性信息直接在載有空間信息的圖形中展示。

       2）GIS 的統(tǒng)計分析功能在水土保持的作用

       水土保持系統(tǒng)通過GIS的統(tǒng)計分析功能可以快速了解土地結構、利用狀況及區(qū)域分布特征，為水土保持的統(tǒng)一規(guī)劃提供數據依據。

       3）GIS 的數據編輯功能在水土保持中的作用

       GIS的強大空間數據編輯功能使用戶可以直接在數據庫中編輯空間數據并直接用圖形數據反映出來。另外，GIS中強大的拓撲功能可以隨時驗證空間數據中所存在的沖突，減少人為失誤。

       4）GIS 的制圖顯示和輸出功能在水土保持中的作用

       GIS將空間信息以分層的形式管理，用戶可以根據需要來顯示所需的圖層數據，縮短系統(tǒng)的查詢時間，提高系統(tǒng)效率。

      水環(huán)境和資源監(jiān)測

      水資源和水環(huán)境監(jiān)測在水利信息化的工作中是非常重要的一環(huán)，因為只有掌握了供水和需水的有關信息，才能科學、準確地進行水資源有效的配置和調度。水質變化的信息對環(huán)境質量進行動態(tài)評價和有效監(jiān)督也是非常重要的，有了準確的水質變化信息，我們就可以在水污染事件突發(fā)時，盡快找到污染源避免影響的擴大。3S 技術特別是GIS 和RS 的發(fā)展為我們提供了快捷有效的監(jiān)測手段，監(jiān)測的內容不僅包括水質和水量等信息，還包括水資源配置的相關信息。

      GIS在水資源和資源監(jiān)測中的應用

      1）運用GIS 對水質信息進行管理，可以幫助規(guī)劃部門合理地選擇出能代表具體各流域和各地區(qū)的地表和地下水水質總體狀況的監(jiān)測站點位置，以便進行水質水量連續(xù)自動實時的監(jiān)測、水量調度和水污染控制。

      2）利用RS 技術的光譜分析技術可以辨別水污染的類型，再通過處理過的遙感影像圖和GIS 數據庫中基本地圖數據進行疊加可以迅速找到受水污染的位置和其污染范圍，利用對污染物的實時動態(tài)監(jiān)控可以得到水污染的擴散過程情況。通過GIS 強大的統(tǒng)計和分析功能，可以幫助我們預測未來污染的擴散可能范圍和路徑，為應急指揮的決策提供依據。

      3）GIS不只具有強大的圖形展示和統(tǒng)計分析功能，還具有很強大的建模功能。通過用GIS 建立的水流演進和調度系統(tǒng)模型，直觀演示過程，模擬不同的水量調度方案，為水利水資源開發(fā)利用和調度管理提供科學的決策依據。

      水資源規(guī)劃

      GIS 在工程規(guī)劃中的應用，除了利用GIS 的功能，自動生成規(guī)劃所需的水利工程位置圖、土地利用圖、行政區(qū)劃圖、土地特征分類圖外，還充分發(fā)揮了GIS 的分析和決策功能。如南水北調選線，水庫選址規(guī)劃，庫區(qū)建設評估，和工程設施監(jiān)測等。

      GIS在水資源規(guī)劃中的應用

      1）水庫選址是利用GIS 中有關3D 和Spatial 的功能，根據備選地區(qū)的專題數據建立有效的淹沒模型，進行大型水庫淹沒區(qū)和灌溉區(qū)灌溉面積的有效估算，模擬水庫水位高度和淹沒范圍，并自動進行容積和面積量算為規(guī)劃部門提供科學數據。

      2）在庫區(qū)建設評估中，利用GIS 建立的庫區(qū)DEM,可以直觀、快速、準確地計算出各種庫容和淹沒面積及開挖土石方量，為施工方提供預算依據，提高工作效率，節(jié)省大量人力物力，提高了施工設計和管理的科學性和合理性。

      3）GIS 與RS 和GPS 結合還可以對大壩和堤防等水利工程進行變形監(jiān)測?？茖W準確的監(jiān)測有利于水利工程的維護管理，并建立與DEM 密切結合的水利工程管理系統(tǒng)，有助于工程管理，決策和工程效益評估等。