计算机应用】
浅议地理信息系统GIS在水利领域的应用
张晓燕
(内蒙古自治区灌溉排水发展中心，内蒙古呼和浩特010020)
[摘要] 论述了地理信息系统GIS在水利防汛减灾、水资源管理、水土保持、水资源监测和水利工程规划等领域所发
挥的重要作用。
[关键词] 地理信息系统GIS；防汛减灾；水资源管理；应用
中图分类号：K 93 文章标识码：B 文章编号：1009—0088(2011)05—0086—02
在近20年间，计算机科技迅速发展并逐渐成熟，这为各行
各业的信息化工作提供了重要的保障。在水利行业的现代化
建设中，水利信息化同样也起到至关重要的作用。在最近的十
几年几乎所有的大型水利建设中，信息化都发挥着非常重要的
作用。特别是地理信息系统，遥感，全球定位(GIS，RS，GPS统
称3 S)技术近年来日趋成熟并广泛使用在水利行业后，水利事
业的发展又增添了更加可靠的工具。随着水利信息化建设的
推广和深入，地理信息系统(简称GIS)在水利领域的应用也越
来越普遍。到目前为止，GIS在几乎所有水利领域的大型项目
中都起着很重要的作用，其中，包括，防汛减灾，水资源管理，水
土保持，水资源监测和水利工程规划等。
l GI$应用于水利防汛减灾
20世纪80年代中后期开始，中国科学院资源与环境系统
国家重点实验室开发了中国主要洪泛区的洪水管理与灾情评
价信息系统。20世纪9O年代初期，国家遥感中心等几个机构
使用遥感、电信和GIS技术，成功建立了国家防洪遥感信息系
统。该系统在1991年江淮地区发生的重大洪涝灾害中得到应
用，并取得了很好的效果。根据防汛减灾的各个环节，GIS支持
下的信息系统在工作中的应用主要包括。
(1)灾害工作预测。DEM(关于高度的地理坐标方格)数
据与全国七大流域地区的水情，雨情和所在地区的人文和经济
信息相结合，用于预测全国和局部流域的洪水发展趋势，洪水
淹没范围，淹没损失。这些预测可以帮助人们在物资储备，人
员配置和救灾措施等方面预先做好准备，以缩短救援时间，减
少灾害损失。
(2)灾害现场指挥。将各种有关和即时的空间和文字信息
在GIS支持下的系统中通过图形的方式迅速和直观地表现出
来，及时、准确地为现场指挥人员提供辅助决策信息。主要包
括：重要城镇、道路、铁路、人口分布、经济设施分布、水利设施
等人文空间信息数据；自然资源分布及相关的自然空间信息数
据，以及气象、洪水水位、洪峰位置等即时信息数据。帮助决策
者在最短的时间作出最有效的决定，例如，人员撤退及安置区
域、撤退路线、救援工作的安排调度等。
(3)灾情评估，灾后重建。将各种数据集成在GIS系统之
中，再利用GIS系统中的统计和分析功能快速和准确地计算出
灾区面积、灾区人口、灾区损失等信息。为了灾后重建、保险赔
偿、救灾款发放提供科学依据。
2 GIS应用于水资源管理
随着经济的迅速发展，对于水的需求越来越大，而水资源
是有限的，水资源分配和使用不均所引起的冲突时有发生，因
此，科学管理水资源就显得尤为重要。GIS技术在水资源管理
中扮演重要角色，具体可以应用在以下几个方面。
(1)建立水资源管理的空间数字模型。在GIS的系统中建
立以点、线、面、体为要素的空间数据模型，一个专题层就是一
个有关点、线、面、体的专业数据模型。通过空间数字模型人们
可以预先模拟各种水资源管理的情况，减少项目实施的风险。
洲如模拟水资源分配，将各种数据叠加，通过计算各地区的水
资源供应量和使用量，从而找到最合理的水资源分配方案。
(2)建立水资源管理的空间数据库。单纯的数据库只能对
属性数据进行管理，空间数据库可以将属性数据很直观的用空
间图形的方式表现出来。不仅如此，空间数据库还可以同时对
属性数据和空间数据进行有效的统一管理。用户用鼠标点击
地图上某一空间要素，系统能够通过唯一的标识码检索出属性
数据，并以表格或密度图，过渡色等形式直观形象地呈现给用
户。同样，用户可以根据属性数据项，查询图形位置及信息。
(3)在水资源管理和决策系统中的应用。GIS的可视化功
能将用户的属性信息更加直观的表达出来并加以分析。空间
分析功能是通过矢量图层得叠加生成新的特性信息。例如，灌
区分布图，雨量分布图及每个雨量站的降雨资料，利用GIS的
空间分析功能就可以得到每个灌区的降雨分布。用同样的方
法可以得到不同时段的地下水可开采分布图。以上的数据结
合灌区的不同作物种植结构及不同作物的用水函数，就可以得
