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摘 要：随着当前计算机网络技术的发展及GIS技术的发展和应用的拓宽，GIS技术在水利方面也得到了实际应用。本文主要对GIS在水资源管理中的有效应用进行了分析与探讨，以供参考和借鉴。
关键词：水资源；管理；GIS；应用
GIS是融计算机图形与数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，并借助其独有的空间分析功能和可视化表达方式，提供各种辅助决策功能。水资源管理是一项复杂的水事行为，包括的管理内容十分广泛。特别是面向可持续发展，需要收集、处理越来越多的信息，在复杂的信息中又需要及时得到处理结果，提出合理的管理方案。满足这一要求，使用传统的方法难于济事。随着信息技术的发展，GIS为水资源管理提供了一个全新的高技术工具，它能支持与水资源管理有关的地理空间数据的获取、管理、操作、分析、模拟和显示，以解决复杂的水资源管理和规划问题。
一、GIS应用于水资源管理中的重要作用
（一）提供了直观和理性的可视化工具
现在常用的CAD软件如AUTOCAD等，只是侧重于图形能力，而对属性数据的管理能力却很弱，因此，CAD软件一般只能用作绘图软件。而一些专业应用系统则往往过于专门化，缺乏一定的绘图能力，也具有应用上的局限性。地理信息系统由于其对空间数据和属性数据的综合分析能力，弥补了其它工具纯图形、纯文字的缺陷，而使空间数据的图形表现和属性数据的空间分析有了很大程度的提高，提供了一个直观和理性的可视化工具。将GIS应用于水资源管理中，可以实现对水资源管理工作方法的改进，大大提高了对水资源问题发现的能力和解决的效率。
（二）提供了强大的存储与共享功能
现在是信息数据大爆炸的时代。这些空间的、非空间的信息数据，数量巨大，关系复杂。现代商业化GIS产品，以成熟的大型数据库管理系统为支持技术，开发了利用大型数据库存储、管理空间地理信息的功能，可以存储管理海量数据，获得理想的数据查询处理能力，特别能够保证数据的一致性和完整性，实现高度共享。目前，ARC/INFO、MapInfo都支持超大型地理数据库。水资源管理牵涉到与地表地下水有关的所有经济生活活动，信息数据繁多巨大，必须利用现代GIS的海量数据处理能力。
（三）支持多种表现形式的空间数据
现代遥感分析等技术，加上传统的现场测量和社会调研等手段使得水资源管理的对象拥有了从图纸到图像、表格的多种形式的表现方法。GIS支持多种形式的空间数据方式，并可以通过数据的转换使之直接为管理服务。传统的现场测量数据一般是将测量结果绘制成纸质地图。在这种情况下，要经过扫描矢量化才能后将地图数据输入数据库，比较费时。而GPS和遥感的发展，使GPS获得的数据可以直接提供GIS使用，遥感的结果经过解译也可直接纳入GIS数据库。GIS对空间数据多种表现形式的支持使空间信息可以直接为水资源管理服务，并使管理工作得到全面和多层次的体现。
（四）良好的数据维护和更新能力
GIS提供了图幅变形矫正、接边、核对等空间数据维护技术，数据的增加、删除和更改在数据库中可以很快的得以实现。另外，通过网络分布式管理，可以使更新的数据迅速传递给相关的应用部门。GIS这种快速良好的数据维护和更新能力，从长远看，提高了水资源管理的时间效益。
（五）数据空间分析
空间分析是对分析空间数据有关技术的统称，是GIS系统的核心功能。根据作用的数据性质不同，可以分为：一是基于空间图形数据的分析运算；二是基于非空间属性的数据运算：三是空间和非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。
（六）提供了良好的辅助决策功能
GIS对水资源管理所可以起到良好的辅助决策作用，这体现在模拟、预测、规划方案的评估、选择、调水方案分析等方面。GIS的应用，在一定程度上可以补充以往规划在系统控制和决策阶段定量分析的不足。同时，由于GIS数据更新的快捷性、空间分析的实时性，为水资源管理的动态调整提供了良好的技术支持。这种动态调整的管理模式对更好的指导水资源管理具有重要意义。因此，在水资源管理中，借助GIS的作用，可以对各种管理、规划方案进行模拟，对方案的实施进行监督和反馈，然后迅速地根据实施状况对其进行优选和调整，使决策处于一个通畅的良性循环中。
二、GIS在水资源管理应用分析
（一）GIS系统设计原则
水资源管理信息系统的建设既要符合信息系统的特点又要满足管理决策的要求，系统设计需遵循系统性、实用性、适应性、可维护性、安全性、开放性几大原则，其中实用性尤为重要。实用性要求采用可靠的软件环境、硬件设备进行系统开发，保证系统的稳定性、兼容性、先进性，并考虑技术发展、系统功能扩展，使系统有充分的发展余地。
（二）GIS系统的应用功能
GIS系统主要包括基础数据、水资源评价、水质监测、水资源规划、需水预测等水资源管理内容。
1、基础数据子系统。为保证数据的一致性、有效性和完整性，把基础数据从系统中提取出来，作为一个单独的子系统进行维护及管理。这样可以避免数据的重复录入和数据的无效性，减轻操作人员的工作量，有利于更好的方便管理和灵活运用。
2、基础地理信息管理子系统是基于GIS的信息查询系统，在地理信息上提供一些基本元素、各种类型的水利工程、水文站、入河口和排污口等相关资料的查询工作，数据来源于其它子系统，从而为水资源管理提供更有力的支持。该子系统应具有地图放大、地图缩小、地图漫游、图元选择、图层控制、图元信息显示、地图打印、信息查询、导航等各项功能。 3、水资源公报子系统主要包括对该地区的社会经济指标、来水情况、蓄水情况、用水情况、水质情况、重要水事等信息进行管理，并在此基础上对水资源进行综合分析，是一个年度性统计系统，按年度向各级领导、有关部门和全社会公告该地区的来水、用水、水质的动态状况，反映国内重要水事活动、水供需矛盾及其有关水资源的最新科研成果，提高全民的节水、惜水意识，为管好、用好、保护好水资源创造必要的条件。
4、水资源监测子系统主要是对水质测站、水质监测断面、水质测站及断面一览表、水质测站监测情况说明表等站点资料信息和水质资料整理说明表、水质监测成果表等监测资料信息进行管理，在此基础上对水质特征值进行统计分析工作。其中站点资料是监测资料的必要条件，而监测资料又是统计分析工作的必要条件，三者之间相互关联从而形成一个有机统一的整体。水资源监测是水资源工作的重要内容，是开展水资源工作的主要技术基础。
5、水资源规划子系统主要是对规划水平年设置、社会经济资料、水资源状况、供水工程情况、实际供水量统计、实际用水量统计、耗水量和回归水量统计、不同保证率规划可供水量、需水预测、耗水量和回归水量预测、供需分析成果、水质状况、农业灌溉情况、规划工程情况、工业分行业用水情况、用水水价情况调查情况、废污水排放量统计、月平均流量统计、过境水量统计等信息进行管理。
6、需水预测子系统主要由统计年份数据、指标预测、需水预测和综合分析四部分组成，统计年份数据部分包括现状年基础数据，社会经济指标、实际取用水量、耗水量和回归水量等数据，其中社会经济指标数据包括人口、经济、耕地及灌溉面积、牲畜等数据：指标预测部分包括人口预测、牲畜预测、耕地及灌溉面积预测、经济预测、牲畜取用水定额预测、生活取用水定额预测、农业取用水定额预测、工业取用水定额预测、耗水率预测等内容：需水预测部分包括城镇生活需水量预测结果、农业需水量预测结果、工业需水量预测结果及耗水量和回归水量预测结果等内容；综合分析部分包括总需水量、水量结构、水量增长率、人均指标等综合分析结果以及最后的综合结果等内容。需水预测是为分析未来经济发展与水的关系服务的，以现状为基础，预测未来需水情况，从而为水中长期供需平衡服务。
三、结束语
综上所述，GIS系统在水资源管理中具有提供了直观和理性的可视化工具；提供了强大的存储与共享功能；支持多种表现形式的空间数据；良好的数据维护和更新能力；数据空间分析；提供了良好的辅助决策功能等特征，因此各地区水资源管理部门应根据GIS系统设计原则，设计完善的系统功能，保障GIS为水资源管理提供全面、精准的数据信息。
参考文献：
[1]吴凌颖，郭旭宁，赵红莉，成建国，蒋云钟.地理信息系统在水资源监控与管理实践中的应用[J].水利信息化，2014，04：1-4+16.
[2]闫兴愿.GIS技术及其在水资源管理中的应用[J].陕西建筑，2010，10：70-73.
[3]王润科.GIS和遥感在陇南水资源管理中的应用研究[J].兰州文理学院学报（自然科学版），2015，01：39-42.
[4]李婧，闫晓敏，杨栓.移动GIS平台在水资源管理中的应用研究[J].河南水利与南水北调，2013，10：27-28.
关键词：水资源；管理；GIS；应用
GIS是融计算机图形与数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，并借助其独有的空间分析功能和可视化表达方式，提供各种辅助决策功能。水资源管理是一项复杂的水事行为，包括的管理内容十分广泛。特别是面向可持续发展，需要收集、处理越来越多的信息，在复杂的信息中又需要及时得到处理结果，提出合理的管理方案。满足这一要求，使用传统的方法难于济事。随着信息技术的发展，GIS为水资源管理提供了一个全新的高技术工具，它能支持与水资源管理有关的地理空间数据的获取、管理、操作、分析、模拟和显示，以解决复杂的水资源管理和规划问题。
一、GIS应用于水资源管理中的重要作用
（一）提供了直观和理性的可视化工具
现在常用的CAD软件如AUTOCAD等，只是侧重于图形能力，而对属性数据的管理能力却很弱，因此，CAD软件一般只能用作绘图软件。而一些专业应用系统则往往过于专门化，缺乏一定的绘图能力，也具有应用上的局限性。地理信息系统由于其对空间数据和属性数据的综合分析能力，弥补了其它工具纯图形、纯文字的缺陷，而使空间数据的图形表现和属性数据的空间分析有了很大程度的提高，提供了一个直观和理性的可视化工具。将GIS应用于水资源管理中，可以实现对水资源管理工作方法的改进，大大提高了对水资源问题发现的能力和解决的效率。
（二）提供了强大的存储与共享功能
现在是信息数据大爆炸的时代。这些空间的、非空间的信息数据，数量巨大，关系复杂。现代商业化GIS产品，以成熟的大型数据库管理系统为支持技术，开发了利用大型数据库存储、管理空间地理信息的功能，可以存储管理海量数据，获得理想的数据查询处理能力，特别能够保证数据的一致性和完整性，实现高度共享。目前，ARC/INFO、MapInfo都支持超大型地理数据库。水资源管理牵涉到与地表地下水有关的所有经济生活活动，信息数据繁多巨大，必须利用现代GIS的海量数据处理能力。
（三）支持多种表现形式的空间数据
现代遥感分析等技术，加上传统的现场测量和社会调研等手段使得水资源管理的对象拥有了从图纸到图像、表格的多种形式的表现方法。GIS支持多种形式的空间数据方式，并可以通过数据的转换使之直接为管理服务。传统的现场测量数据一般是将测量结果绘制成纸质地图。在这种情况下，要经过扫描矢量化才能后将地图数据输入数据库，比较费时。而GPS和遥感的发展，使GPS获得的数据可以直接提供GIS使用，遥感的结果经过解译也可直接纳入GIS数据库。GIS对空间数据多种表现形式的支持使空间信息可以直接为水资源管理服务，并使管理工作得到全面和多层次的体现。
（四）良好的数据维护和更新能力
GIS提供了图幅变形矫正、接边、核对等空间数据维护技术，数据的增加、删除和更改在数据库中可以很快的得以实现。另外，通过网络分布式管理，可以使更新的数据迅速传递给相关的应用部门。GIS这种快速良好的数据维护和更新能力，从长远看，提高了水资源管理的时间效益。
（五）数据空间分析
空间分析是对分析空间数据有关技术的统称，是GIS系统的核心功能。根据作用的数据性质不同，可以分为：一是基于空间图形数据的分析运算；二是基于非空间属性的数据运算：三是空间和非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。
（六）提供了良好的辅助决策功能
GIS对水资源管理所可以起到良好的辅助决策作用，这体现在模拟、预测、规划方案的评估、选择、调水方案分析等方面。GIS的应用，在一定程度上可以补充以往规划在系统控制和决策阶段定量分析的不足。同时，由于GIS数据更新的快捷性、空间分析的实时性，为水资源管理的动态调整提供了良好的技术支持。这种动态调整的管理模式对更好的指导水资源管理具有重要意义。因此，在水资源管理中，借助GIS的作用，可以对各种管理、规划方案进行模拟，对方案的实施进行监督和反馈，然后迅速地根据实施状况对其进行优选和调整，使决策处于一个通畅的良性循环中。
二、GIS在水资源管理应用分析
（一）GIS系统设计原则
水资源管理信息系统的建设既要符合信息系统的特点又要满足管理决策的要求，系统设计需遵循系统性、实用性、适应性、可维护性、安全性、开放性几大原则，其中实用性尤为重要。实用性要求采用可靠的软件环境、硬件设备进行系统开发，保证系统的稳定性、兼容性、先进性，并考虑技术发展、系统功能扩展，使系统有充分的发展余地。
（二）GIS系统的应用功能
GIS系统主要包括基础数据、水资源评价、水质监测、水资源规划、需水预测等水资源管理内容。
1、基础数据子系统。为保证数据的一致性、有效性和完整性，把基础数据从系统中提取出来，作为一个单独的子系统进行维护及管理。这样可以避免数据的重复录入和数据的无效性，减轻操作人员的工作量，有利于更好的方便管理和灵活运用。
2、基础地理信息管理子系统是基于GIS的信息查询系统，在地理信息上提供一些基本元素、各种类型的水利工程、水文站、入河口和排污口等相关资料的查询工作，数据来源于其它子系统，从而为水资源管理提供更有力的支持。该子系统应具有地图放大、地图缩小、地图漫游、图元选择、图层控制、图元信息显示、地图打印、信息查询、导航等各项功能。 3、水资源公报子系统主要包括对该地区的社会经济指标、来水情况、蓄水情况、用水情况、水质情况、重要水事等信息进行管理，并在此基础上对水资源进行综合分析，是一个年度性统计系统，按年度向各级领导、有关部门和全社会公告该地区的来水、用水、水质的动态状况，反映国内重要水事活动、水供需矛盾及其有关水资源的最新科研成果，提高全民的节水、惜水意识，为管好、用好、保护好水资源创造必要的条件。
4、水资源监测子系统主要是对水质测站、水质监测断面、水质测站及断面一览表、水质测站监测情况说明表等站点资料信息和水质资料整理说明表、水质监测成果表等监测资料信息进行管理，在此基础上对水质特征值进行统计分析工作。其中站点资料是监测资料的必要条件，而监测资料又是统计分析工作的必要条件，三者之间相互关联从而形成一个有机统一的整体。水资源监测是水资源工作的重要内容，是开展水资源工作的主要技术基础。
5、水资源规划子系统主要是对规划水平年设置、社会经济资料、水资源状况、供水工程情况、实际供水量统计、实际用水量统计、耗水量和回归水量统计、不同保证率规划可供水量、需水预测、耗水量和回归水量预测、供需分析成果、水质状况、农业灌溉情况、规划工程情况、工业分行业用水情况、用水水价情况调查情况、废污水排放量统计、月平均流量统计、过境水量统计等信息进行管理。
6、需水预测子系统主要由统计年份数据、指标预测、需水预测和综合分析四部分组成，统计年份数据部分包括现状年基础数据，社会经济指标、实际取用水量、耗水量和回归水量等数据，其中社会经济指标数据包括人口、经济、耕地及灌溉面积、牲畜等数据：指标预测部分包括人口预测、牲畜预测、耕地及灌溉面积预测、经济预测、牲畜取用水定额预测、生活取用水定额预测、农业取用水定额预测、工业取用水定额预测、耗水率预测等内容：需水预测部分包括城镇生活需水量预测结果、农业需水量预测结果、工业需水量预测结果及耗水量和回归水量预测结果等内容；综合分析部分包括总需水量、水量结构、水量增长率、人均指标等综合分析结果以及最后的综合结果等内容。需水预测是为分析未来经济发展与水的关系服务的，以现状为基础，预测未来需水情况，从而为水中长期供需平衡服务。
三、结束语
综上所述，GIS系统在水资源管理中具有提供了直观和理性的可视化工具；提供了强大的存储与共享功能；支持多种表现形式的空间数据；良好的数据维护和更新能力；数据空间分析；提供了良好的辅助决策功能等特征，因此各地区水资源管理部门应根据GIS系统设计原则，设计完善的系统功能，保障GIS为水资源管理提供全面、精准的数据信息。
参考文献：
[1]吴凌颖，郭旭宁，赵红莉，成建国，蒋云钟.地理信息系统在水资源监控与管理实践中的应用[J].水利信息化，2014，04：1-4+16.
[2]闫兴愿.GIS技术及其在水资源管理中的应用[J].陕西建筑，2010，10：70-73.
[3]王润科.GIS和遥感在陇南水资源管理中的应用研究[J].兰州文理学院学报（自然科学版），2015，01：39-42.
[4]李婧，闫晓敏，杨栓.移动GIS平台在水资源管理中的应用研究[J].河南水利与南水北调，2013，10：27-28.