欢迎访问银河娱乐手机官网网站!
领先流体过滤与分离技术处置方案办事商

您的位置: 银河娱乐手机官网 >  资讯中心 >  资讯快讯

GIS在流域水资源办理中的应用逐步成熟

2010-11-15

  水资源作为人类社会生存和发展的根本条件,其综合开发利用越来越受到重视。但由于人类对水资源规律认识的不足以及常规的规划和办理手段的局限性,对水资源实现综合全面的办理难度很大。随着计算机技术的发展尤其是GIS技术的逐步成熟,开发基于GIS系统的综合水资源办理系统成为或许。在辽河流域水资源办理系统的建造过程中,GIS作为基础的数据平台对数字化地图等空间数据和水文讯息等属性数据实行统一的办理,同时,GIS还为流域规划项目中所采用的水量模型(IGSM)和水质模型(MIKE11)等提供了统一的数据接口,将各个环境模型很好的衔接和协调起来。GIS系统强大的图形处理和输出能力更为水资源办理决策提供了直观的数据支撑。从辽河水资源办理系统实际的应用情况来看,GIS技术在流域水资源相干空间数据的获取、办理、剖析、模拟和显示等方面起到了不可替代的作用,在评价水资源规划方案和实行复杂的水资源办理决策方面也起了重要的支撑作用。

  2GIS技术和水资源办理的结合

  (1)GIS技术的优势

  GIS是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支撑下,对空间相干数据实行采集、办理、操纵、剖析和显示的计算机系统。它采用地理模型剖析方法,适时提供多种空间地理讯息,辅助相干的地理研究和地理决策[1]。由于GIS可将地理空间模型化并存储在计算机中,因此它还具有对研究对象实行描述、模拟和预测的功能。相对于常规意义上的讯息系统,GIS具有空间剖析能力强、数据来源广泛、劳动方式直观形象等特点[2],在对空间数据的查询和剖析功能要求较高的领域得到了广泛的应用。

  (2)流域水资源办理的内涵

  流域水资源办理是对流域水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护等方面在系统层次上的定量剖析和综合集成。一方面它提供了实行流域国土规划和经济布局规划的水资源基础,另一方面它经过对水量时空分配的再调整和水环境标准的制定,协调了防洪除涝、节水灌溉、城镇供水、水利发电、水土保持等专项规划之间的关系,在人类开发利用水资源的全过程中占有重要地位。由于水的流动性特点,在流域内一个点上的扰动会影响到周边和下游地区[3],因此在实行流域水资源综合办理的过程中,必须基于相符合的环境模型剖析各项办理战略和开发方案的环境影响,同时结合当地的自然和社会条件,以及各方对水资源功能的要求实行综合、剖析和比较,最终拟定流域内水资源办理的最优方案。

  由此可见,在实行力流域水资源规划和办理过程中,非常强调运用各种环境过程模型,如稳态和动态水流模型、多维水质模型和污染扩散模型等。这些模型大都具有明显的空间特性[4],但这些环境模型在对空间数据的操纵尤其是在结果显示方面仍显困难。而空间剖析和空间数据办理正是GIS的优势。GIS可以为这些环境模型提供整体的基于GIS逻辑原理的空间操纵标准,用以反映具有空间分布特性的模型研究对象的移动、扩散、动态变化及相互作用过程。在GIS中,根本概念是空间位置、空间分布和空间关系,而根本研究对象是被抽象成点、线、面的空间实体及其相干属性。与之相对应,在环境模型中,根本概念是物质、能量及其运动转化,而根本研究对象是诸如水、人口等明显具有空间分布特性的环境要素[5]。GIS和环境模型在概念和研究对象上的相似性、互补性,使得二者的结合合理又具有实用价值。

  在欧盟-辽宁水资源项目中,基于GIS的水资源办理系统的流程如下所示:

  3基于GIS的流域水资源办理系统设计

  3.1系统目标

  以辽河流域的水资源规划和办理为例,建立基于GIS的流域水资源综合办理系统的设计目标首要包括以下几个方面:

  (1)能存储和处理流域水文学和社会经济的相干资料,并能提供查询功能。

  (2)经过基于GIS的查询和剖析,能提供必需的空间讯息,为今后水利工程布局提供基础数据。

  (3)能为决策机构提供丰富的社会经济讯息,为水资源的调配提供依据。

  (4)可对水资源开发利用现状及存在的首要问题以及未来需求量实行评估和预测。

  (5)能对水资源的开发潜力实行剖析计算,为合理开发水资源提供决策依据。

  (6)结合相干的环境模型,能对水资源开发战略和方案做出评估

  3.2系统结构

  为了平安、高效的实现数据的存储、剖析和共享,基于GIS的水资源办理系统应采用C/S模式和B/S模式相结合的网络结构(见图2)。在数据库办理方面,可经过面向对象的空间数据办理系统和基于关系数据库的空间数据库来实现数据的无缝集成。

  3.3系统模块设计

  基于上述剖析,辽河流域水资源办理系统首要集成以下模块:数据录入模块、检索和查询模块、统计剖析模块、空间剖析模块、辅助决策剖析模块和数据输出模块。。

  (1)数据录入模块。用于系统中空间和属性数据的获取与更新。空间和属性数据可经过键盘、扫描仪及数字化仪等输入设备录入计算机,也可从其它系统直接将数据转入本系统,同时这一模块还提供对数据的适时更改和补充功能。

  (2)检索与查询模块。提供属性-空间的逻辑查询和空间-属性的空间查询功能。由于GIS系统中数据同地图中点、线、面相对应,这两种操纵实际结果是一致的。数据库的操纵能及时反映在地图上,而对地图的操纵也能在数据库中表现出来。

  (3)统计剖析模块。包括对查询结果的统计剖析、对空间剖析结果的统计剖析以及对水文、土壤、人口、经济等监测数据的统计剖析。统计的范围可由用户自行设定,如经过矩形、圆形或多边形工具来确定范围大小。同时,这种统计剖析功能既可实行一项数据的统计剖析,也可对多项数据同时实行统计剖析查询,查询结果可经过报表、地图、表格或文字说明的形式打印输出。

  (4)空间剖析模块。承担对图形实行地形剖析、缓冲区剖析、空间叠置剖析等操纵,并能将剖析结果实行汇总,以各种专题图表及统计图表的形式输出。

  (5)辅助决策剖析模块。首要包括水量计算模型(如辽河流域项目中使用的IGSM水资源模型)、水质模型(如MIKE11模型)、水资源供需剖析及预测模型、决策支撑系统模型等。以上模型可对一项或多项数据实行预测或评价,从而了解流域或特定地区水资源开发利用情况及发展趋势。同时,经过模型模拟出各个候选方案的实施效果后,可利用决策支撑系统模型优化出水资源合理开发利用和办理的最佳方案,为最终的水资源办理和规划决策提供直接的依据。

  (6)数据输出模块。可将统计、剖析和决策的结果以文本、报表或图形的形式输出。

  4系统功能实现

  基于GIS的水资源办理系统可实现如下首要功能:

  (1)预测剖析

  例如经过输入动态的监测数据,可适时做出地下水位等值线图,并经系统的空间剖析模型计算出地下水库的库容量,进而利用辅助决策剖析模块中的水资源预测模型对未来地下水资源的变化趋势实行预测。

  (2)水资源调度剖析

  按照农业、工业等部门在当时国民经济中的比例及生产现状实行指标剖析,确定合理的供水量,使有限的水资源得到最优的分配,进而发挥出最大的经济效益。

  (3)讯息检索和查询

  可对研究区历年观测的水文资料实行检索,如历年降水量、径流量、地下水位年变化和月变化、水库入库量、废水排放量等。还可对系统内存储或经系统剖析而派生出各种图形文件实行查询,如耕地、渠道、河流水系、水库地形等高线、典型年降水量等值线等。

  (4)模拟与决策

  如利用水量计算模型和水质评价模型对候选的可行水资源办理方案的实施效果实行模拟,直观的对候选方案实行评价。进一步可将预测结果输入决策支撑系统模型,求得规划方案的最优解。

经典工程案例

Cases
提交时间:
XML 地图 | Sitemap 地图