水质模型与地理信息系统的集成研究
基于GIS_技术的水环境水质评价实验研究
INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY行业科技0 引言地理信息系统（GIS ）是在计算机软硬件的支持下，对地理空间数据进行获取、存储、分析、显示、输出的信息系统。
水环境的水质状况空间特征随空间分布发生变化，而GIS 技术具有对空间数据处理、分析能力强大的特点，利用GIS 空间数据处理技术与水质评价模型相结合，通过可视化专题地图形式来描述水环境水质演化分布特征 [1]。
随着国内生活与生产用水需求迅猛增长，湖泊生态与环境破坏现象频发[2]。
水质的优劣严重影响国民生产生活用水，水体污染问题的日益严峻成为社会经济可持续发展亟待解决的重大问题。
因此，快捷、准确的水质监测和评价对内陆水体愈发重要。
通过实验掌握GIS 空间分析技术强大功能及更直观表达信息的这种优势，可以在水环境水质评价和监测上得到综合应用，对于水质评价实践方法深入研究具有重要意义。
本文基于GIS 技术，进行水环境水质评价实验研究分析，同时传播并行优化相关科学知识。
1 基于GIS 技术的水质评价研究现状及实验原理1.1 基于GIS 技术的水质评价研究现状近年来，GIS 技术蓬勃发展和逐步完善，不断为水环境水质评价迈向现代化、信息化提供新的技术支撑，水环境水质评价的方法和内容也得到持续拓宽和深化。
为了实现水环境水质综合评价结果表达可视化，更进一步研究湖泊水体污染这种区域变量的空间特征变异性，目作者简介：冯少茹，硕士，实验师，主要研究方向为3S 技术在资源环境中的应用。
基金项目： 校质量工程重点项目（2021jy07）；安徽省示范实验实训中心（2021sysxzx005）；校级校企合作实践教育基地（2021xqj03）；水污染控制与废水资源化国家级实验教学示范中心（安徽建筑大学）。
基于GIS技术的水环境水质评价实验研究冯少茹安徽建筑大学 环境与能源工程学院，安徽 合肥 230601科技视界SCIENCE & TECHNOLOGY VISION前利用GIS技术与叶绿素a浓度遥感反演模型相结合建立水环境综合评价信息系统的应用非常广泛。
利用WASP模型和GIS可视化集成的水质监测与模拟——以渭河为例
已成为 当今 研究 刻 不 容 缓 的 课 题 。传 统 流域 水 质 评 价 是 根 据 指 定 站 点 的 生 物 与 化 学 指 标 监 测 ， 监 测 流 域 内指 标 的 长 来 期变化 趋势 ， 建立水 质 与土 地利 用 的联 系 。 由于非 点 源 污 并 染 具有 离散 型空 间分 布 的特 点 ， 在测 站 历史 数 据 缺少 或者 不
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渭河 流域有 ２ 】个湖 库 （ 包括 泾河 流 域 ９个 ） 集 水 面积 ，
地理信息系统知识：GIS在水质监测中的应用
地理信息系统知识：GIS在水质监测中的应用GIS（地理信息系统）是一种结合电脑和地图数据的技术，可以对空间和地理信息进行处理、存储、分析和展示。
GIS在环境管理中的应用越来越广泛，其中之一便是在水质监测中的应用。
本文将从以下三个方面探讨GIS在水质监测中的应用：水质数据的采集与分析、水质污染的监测与分析、水质污染防治的规划与决策。
一、水质数据的采集与分析水质数据的采集和分析是保证水质监测工作能够进行的重要前提，而GIS正是优化水质数据采集和分析的有力工具。
GIS可以有效地收集水质数据、分析水质状况和监视水质变化。
首先，GIS可以集成各种水质监测设备的信息，为监测人员提供快捷的信息采集手段。
例如，一些设备可以自动向GIS数据库发送数据，水质监测人员可以通过查看GIS平台上的数据实现对水质的实时监控。
其次，GIS可以通过数据可视化的方式帮助水质监测人员更清晰地了解水质变化情况。
因为GIS是一种能够将分散的信息整合起来的技术，所以通过GIS技术可以将多个设备的数据进行融合、加工和表示，生成水质监测的图表和报告，这样就可以更直观地了解水质的变化趋势。
最后，GIS可以协助水质监测人员对采集到的水质数据进行独立和交叉分析，比如对水源地、水库、水厂等不同环节的水质数据进行比较和对比，为水质监测工作提供良好的数据支持。
二、水质污染的监测与分析水质污染的监测和分析是水质管理工作的重中之重，而GIS可以为水质污染监测和分析提供有效的解决方案。
GIS可以协助水质管理人员进行污染源的定位和污染程度的评估，提高水质管理的水平。
首先，GIS可以通过空间数据的处理和可视化表现，提供水质污染源的位置、分布和量化信息，从而帮助水质管理人员高效地展开工作。
例如，利用GIS技术可以将工厂污染排放的位置和流向与附近的水源地、水库等空间位置精确地进行关联，以此为基础展开水质污染的监测与分析工作。
其次，GIS可以对污染源进行模拟和预测，更好地优化水质管理工作。
地理信息技术专业地理信息系统在水资源管理中的应用
地理信息技术专业地理信息系统在水资源管理中的应用地理信息技术专业地理信息系统（Geographic Information System，GIS）在水资源管理中的应用，是一种基于空间数据的集成、存储、管理、分析和展示的技术方法。
通过对地理信息系统的应用，可以有效地进行水资源的调查、分析、评估和管理，为水资源的合理利用和保护提供了重要的支持和保障。
一、水资源调查与监测地理信息技术通过收集、整理和处理各种水资源相关的空间数据，可以对水资源进行全面的调查和监测。
通过使用遥感影像数据和地理定位信息，可以获取水域的分布、面积、形态等空间特征，同时还可以获取江河湖泊的水位、水质、水流等参数。
利用地理信息系统的空间分析功能，可以将这些数据进行整合和分析，进而得出水资源的现状和变化趋势，为水资源管理提供科学依据。
二、水资源评价与规划基于地理信息系统的水资源评价与规划是指通过对水资源进行定量化分析和综合评估，为合理利用水资源和保护水环境提供决策支持。
通过建立水资源模型和空间分析模型，可以对水资源的供需状况、水质水量状况进行评价，进而提出合理的水资源利用策略和水环境保护措施。
同时，结合地理信息技术的可视化和交互性特点，可以将评价结果以图形化的形式展示，便于决策者和公众的理解和参与。
三、灾害管理与应对地理信息技术在水资源管理中的另一个重要应用是灾害管理与应对。
水灾、干旱等自然灾害是严重影响水资源的因素，对于减轻灾害损失和提高救灾响应能力，地理信息技术起到了关键作用。
通过建立灾害模型和风险评估模型，可以预测和评估灾害发生的可能性和影响程度，进而制定相应的应对措施。
地理信息系统还可以实时监测和预警灾害，提供准确的空间数据和信息支持，为灾害管理和救灾工作提供有效的决策依据。
四、水污染控制与环境保护地理信息技术在水污染控制和环境保护中的应用，主要体现在对水体污染源的空间定位、分析和监测。
通过收集和整理污染源和水体相关的空间数据，可以准确地确定污染源的位置、类型和污染物的扩散范围。
基于GIS的河流水质模拟系统研究
在系统实现过程中，需要注意以下几点：
1、水质指标的模拟：为了准确反映河流水质的变化情况，需要对各种水质指 标进行模拟预测。这需要建立合适的数学模型，如回归模型、神经网络模型等， 以实现对水质指标的定量预测。
2、系统稳定性：为了保证系统的稳定性和可靠性，需要采取有效的技术措施， 如数据备份、容错处理等。此外，还需要对系统进行定期维护和升级，以保证 系统的正常运行。
结果与讨论
通过对比模拟预测结果和实际监测数据，本研究发现，该系统在湘江重金属突 发污染事件的模拟预测中具有较高的精度和可靠性。此外，系统还能根据不同 的污染事件类型和参数，进行快速的模拟预测，为决策者提供科学依据。然而， 在某些情况下，预测结果的准确性可能受到数据质量和模型参数的影响，需要 进一步改进和完善。
这一趋势可能与经济发展、城市化进程等因素有关，需要采取相应措施进行管 理和保护。因此，多元统计方法在河流水质空间分析中具有明显的优势和适用 性。
未来研究方向应以下几个方面：1）综合应用多种统计方法进行河流水质空间 分析；2）将多元统计方法应用于其他水域的水质分析；3）开展深入的环境保 护和水资源管理研究，为河流水质管理和保护提供科学依据；4）结合遥感技 术、GIS等手段，提高河流水质空间分析的精度和效率。
结论
本次演示对基于GIS的河流水质模拟系统进行了研究，总结了当前的研究现状、 系统设计、系统实现和应用前景。该系统的研究具有重要的理论和实践价值， 可以为政府部门、研究人员和公众提供支持和参考。然而，该领域仍存在一些 不足之处和挑战，例如数据精度和完整性问题、模型适用性问题等。未来需要 进一步加强研究，完善系统功能和提高模拟精度，以更好地服务于环境保护和 可持续发展。
谢谢观看
摘要
本次演示旨在利用多元统计方法对河流水质进行空间分析，探讨不同水质参数 之间的相互关系及其影响因素。通过对研究结果的深入解读，我们期望能够为 河流水质管理和保护提供科学依据。
基于GIS的河流水质模拟系统研究
基于GIS的河流水质模拟系统研究引言水是地球上最为重要的资源之一，水质的好坏直接关系到人类生活和环境的质量。
为了保护水资源并提升水质，研究人员和决策者需要有效的工具来模拟和预测河流水质的变化。
地理信息系统（GIS）结合水质模拟技术可以提供一种强大的工具来管理和分析河流水质数据。
一、GIS在水质模拟中的应用地理信息系统（GIS）是一种集成空间数据、属性数据和地理分析功能的综合软件系统。
在水质模拟中，GIS可以用于数据收集、数据管理、数据分析和模型构建等方面的工作。
1.数据收集：GIS可以用于收集空间数据和属性数据。
空间数据包括河流形状、流域边界和分布点位等信息；属性数据包括水质监测数据、气象数据和土地利用数据等。
通过GIS可以将这些数据整合在一个平台上，以便进行后续的分析和模拟。
2.数据管理：GIS可以对水质数据进行存储、管理和查询。
通过GIS 可以建立数据库来储存水质监测数据，并进行空间分析和分类。
同时，GIS还可以对水质数据进行可视化展示，以便用户更直观地进行数据分析和决策。
3.数据分析：GIS提供了丰富的空间分析工具，可以用于分析河流水质数据之间的关系和空间分布特征。
例如，可以通过GIS分析不同流域的水文特性和水质指标之间的关系，探究其影响因素。
同时，还可以通过GIS进行空间插值和时空分析，推测未来一段时间内的水质变化趋势。
4.模型构建：GIS可以用于构建河流水质模型。
通过GIS可以将不同的模型参数和数据输入到模型中，进行模拟和预测。
例如，可以通过GIS 构建水质模型，模拟河流中的氮、磷等营养物的浓度变化，从而评估河流的富营养化状况。
模拟结果可以在GIS平台上进行可视化展示，以便用户更直观地理解模型预测结果。
二、GIS在河流水质模拟系统中的应用在河流水质模拟系统中，GIS可以充当平台和工具，实现数据采集、管理、分析和模型构建的一体化。
以下以一个虚拟的河流水质模拟系统为例，介绍GIS的应用。
该河流水质模拟系统通过GIS平台提供数据的采集、管理、分析和模型构建等功能，主要包括以下几个模块：1.数据采集模块：利用GIS平台中的数据采集工具，研究人员可以在河流上放置监测站点，收集水质监测数据。
如何进行水质监测与评价利用地理信息系统
如何进行水质监测与评价利用地理信息系统水是生命之源，保障水资源的质量和量越来越成为全球关注的焦点。
水质监测与评价是确保水资源安全和水环境可持续发展的重要手段。
而地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）则是一种能够对实地数据进行收集、存储、管理、分析和展示的工具，具有空间分析和决策支持的能力。
本文将介绍如何利用GIS进行水质监测与评价，以帮助保障水资源的质量。
首先，进行水质监测需要收集实地水质数据。
水质参数包括溶解氧、PH值、浊度、氨氮等，这些参数的测量需要在不同时间和空间上进行。
GIS可以用于管理和整合这些数据，通过坐标定位等功能，将不同地点的水质数据可视化地展示出来。
其次，利用GIS进行水质评价需要建立水质评价模型。
水质评价模型是通过分析水质参数之间的关系，对水体的质量进行评估和判断的工具。
在GIS中，可以利用拓扑分析和空间分析的功能，建立水质评价模型，从而对水体的污染程度和水质状况进行定量和定性的评价。
水质评价模型的建立需要依据一定的指标和标准。
例如，国家环境保护标准中对于水质的分级和评价都有明确的规定。
在GIS中，可以将这些指标和标准通过属性数据的方式进行输入，然后利用相关分析功能进行计算和比较，从而得出水质评价的结果。
在进行水质评价时，地理因素是一个不可忽视的因素。
地理因素包括地形、土壤类型、水流方向等，这些因素都会对水质参数的分布和传输产生一定的影响。
利用GIS的空间分析功能，可以将这些地理因素与水质数据进行关联和分析，从而揭示地理环境与水质之间的关系。
除了水质监测和评价，GIS还可以在水资源管理中发挥重要作用。
水资源管理涉及到的问题包括水量的合理分配、水质的保护和恢复、水环境的规划和设计等。
GIS可以通过对空间数据的分析和模拟，为水资源管理者提供科学决策的支持。
例如，在水量的分配中，GIS可以模拟水流的路径和水资源的分布，为确定水源地和取水点提供参考；在水质的保护和恢复中，GIS可以通过分析污染源的分布和排放量，为制定对策和实施措施提供依据；在水环境的规划和设计中，GIS可以通过模拟水域的变化和水质的变化，为规划者提供方案和预测。
水环境数学模型与GIS的集成研究
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定 以及 断 面 水 位 动 态演 示 的实 现 方 法 和 重 要作 用 。
关 键 词 地 理 信 息 系 统 水 环 境 数 学模 型 决 策 支持 系统 集 成
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水环境模拟技术的研究与应用
水环境模拟技术的研究与应用近年来，随着全球气候的变化和人类活动的不断增加，水环境的质量问题也越来越严重。
为了保护水资源和改善水环境，水环境模拟技术应运而生。
水环境模拟技术是指利用数学模型对水体的生态、水质等环境特征进行模拟和预测。
该技术已经被广泛应用于水质监测、环保规划、污染防治等领域，并且在实践中取得了良好的效果。
一、水环境模拟技术的研究现状目前，水环境模拟技术已经成为环境科学领域中的重要研究方向之一。
该技术主要包括数学模型搭建、数据采集和处理、模型预测和优化等环节。
其中，数学模型的建立是水环境模拟技术的核心。
水环境模拟技术常见的数学模型有：物理模型、统计模型、神经网络模型、遗传算法模型等。
物理模型利用水动力、水热、水质等物理现象来描述水文变化和水环境特征的变化，其计算精度高，但需要大量的实测数据和大量的计算量。
统计模型则是利用统计方法来描述水环境特征的变化，其比较简单，但对数据预处理要求较高。
神经网络模型利用神经网络的模拟和学习能力来预测水环境特征的变化，其具有一定的自学习能力，但对数据质量和样本量要求较高。
遗传算法模型则是一种优化模型，主要用于优化模型的参数。
该模型可以从一组可能的参数中找到最优解，但对模型的结构和参数设定要求较高。
总的来说，各种数学模型各有优缺点，在实际应用中需要根据具体的应用场景选择合适的数学模型。
此外，水环境模拟技术还需要与地理信息系统（GIS）、遥感技术、人工智能等技术相结合，以提高模型的精度和效率。
二、水环境模拟技术的应用水环境模拟技术的应用广泛，可以用于水质监测、环保规划、污染防治等领域。
以下是水环境模拟技术在不同领域的应用举例。
1、水质监测水环境模拟技术可以用于水质监测中，通过建立水质模型，预测水质状况和污染来源，为相关部门制定管理措施提供科学依据。
比如，在以农业为主的山区，农业活动导致水质下降，建立水质模型可以对农业活动的影响进行分析，制定科学的水资源管理方案。
基于地理信息系统(GIS)的水污染控制规划研究
基于地理信息系统（GIS）的水污染控制规划探究一、引言水污染对人类的健康和环境造成了严峻的恐吓，而有效的水污染控制规划是解决这一问题的关键。
传统的水污染控制方法通常仅凭阅历和常规监测数据，缺乏整体的空间分析和决策支持能力。
地理信息系统（GIS）的引入为水污染监测与控制提供了新的思路和方法。
本探究旨在探讨基于GIS的水污染控制规划，提出一种系统性的方法来分析、评估和制定水污染控制策略。
二、GIS在水污染控制规划中的应用1. 空间数据管理：GIS能够对水污染相关的空间数据进行管理和整合，包括水质监测数据、地形地貌、土地利用和相关水文因素等。
通过将这些数据整合到一张地图中，可以更明晰地了解水污染的空间分布特征和影响因素。
2. 空间分析与模型建立：GIS提供了一系列的空间分析工具和模型，可以对水污染数据进行空间统计分析和建模。
例如，可以使用空间插值方法对有限的水质监测数据进行推断，以得到全区域的水质状况。
此外，还可以建立污染物扩散模型，分析其输运路径和影响范围，为水污染源的管控提供依据。
3. 决策支持系统：基于GIS的水污染控制规划还包括决策支持系统的建立，将各种数据、模型和分析结果集成在一个系统中，为决策者提供全面的信息支持。
决策支持系统可以援助决策者快速评估不同的控制策略和措施，制定最佳的水污染控制规划。
三、基于GIS的水污染控制规划流程1. 数据采集与整理：收集和整理各类与水污染相关的数据，包括水质监测数据、地形地貌数据、土地利用数据等。
同时，进行数据预处理和质量控制，确保数据的准确性和可靠性。
2. 空间分析和模型建立：利用GIS的空间分析工具和模型，对水污染数据进行空间统计分析，建立污染物输运模型等。
通过对数据进行分析，揭示水污染的空间分布特征和影响因素，为控制策略的制定提供依据。
3. 排污源定位与管控：依据空间分析结果，确定水污染的主要排污源，并制定针对性的管控策略。
通过GIS的空间数据管理功能，实现对排污源的准确定位和监管。
（地图学与地理信息系统专业优秀论文）基于GIS技术的水环境污染模拟研究
图２—１ＧＩＳ技术发展里程为解决集成式ＧＩＳ与模块化ＧＩＳ的缺点，ＧＩＳ和计算机领域的专家们提出了核心式ＧＩＳ（ＣｏｒｅＯｌＳ）的概念。
核心式ＧＩＳ被设计为操作系统的基本扩展。
Ｗｉｎｄｏｗｓ系列操作系统上的核心式ＧＩＳ提供了一系列动态连接库∞ＬＬ），开发ＧＩＳ应用系统时可以采用现有的高级编程语言，通过应用程序接ｔ］（ＡＰＩ）访问内核所提供的ＧＩＳ功能。
除了一些基本的动态连接库以外，实现各种功能的动态连接库可以被拆卸和重组，它提供了动态连接库一级的更底层的组件化方式，给用户提供更大的灵活性。
对数据库管理要求较多的用户甚至可以选择ＭＩＳ开发工具来构造ＧＩＳ应用，为ＧＩＳ与ＭＩＳ的无缝集成提供了全新的解决思路。
但是，由于核心式ＧＩＳ提供的组件过于底层，给应用开发者带来一定难度，也不适应可视化程序设计的潮流。
随着计算机软件技术的发展，ＧＩＳ组件化发展到了一个全新的阶段，出现了组件式ＧＩＳ（ＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓＧＩＳ，缩写为ＣｏｍＧＩＳ）。
组件式ＧＩＳ基于标准的组件式平台，各个组件之间不仅可以进行自由、灵活的重组，而且具有可视化的界面和使用方便的标准接口。
组件式平台主要有Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的ＣＯＭ（ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＯｂｊｅｃｔＭｏｄｅｌ，组件对象模塑．Ａ）／ＤＣＯＭ（ＤｉｓｔｄｂｕｔｅｄＣｏｍｐｏｎｅｎｔＯｂｊｅｃｔＭｏｄｅｌ，分布式组件对象模型）和ＯＭＧ的ＣＯＲＢＡ（ＣｏｍｍｏｎＯｂｊｅｃｔＲｅｑｕｅｓｔＢｒｏｋｅｒＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，公共对象请求代理体系结构），目前Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的ＣＯＭ／ＤＣＯＭ占市场领导地位。
基于ＣＯＭ／ＤＣＯＭ，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ推出了ＡｃｔｉｖｅＸ技术，ＡｃｔｉｖｅＸ控件是当今可视化程序设计中应用最为广泛的标准组件。
新一代的组件式ＧＩＳ也大都是ＡｃｔｉｖｅＸ控件或者其前身ＯＬＥ控件。
组件式ＧＩｓ代表着当今ＧＩＳ发展的潮第１０页信息工程大学硕士学位论文第五章应用案例研究本文选取黄河段硫化物污染、丹江口多湖库ＢＯＤ污染、郑州市地下水污染分别作为河流、湖泊（水库）和地下水污染的案例进行水质污染模拟研究。
GIS在水资源管理中的应用研究
GIS在水资源管理中的应用研究水是人类生活的基本需求和社会经济发展的重要基础资源。
随着全球人口的快速增长和城市化进程的不断推进，有效地管理和保护水资源成为了一个迫切的问题。
地理信息系统（GIS）作为一种空间分析和地理数据管理的工具，为水资源管理提供了强大的支持。
本篇文章将探讨GIS在水资源管理中的应用研究，着重介绍其在水资源评估、水文模拟和水灾管理方面的应用。
首先，GIS在水资源评估中扮演着重要的角色。
水资源评估涉及到对水资源的数量和质量进行评估和监测。
通过收集、整理和分析地理数据，GIS可以帮助识别和描述水资源的分布、可持续性和脆弱性。
例如，借助于GIS，我们可以制作出水资源分布的空间图，清晰地显示各个地区的水资源供需状况。
此外，GIS还可以结合遥感数据，实现对水质的监测和分析，用于评估水资源的可用性和安全性。
其次，GIS在水文模拟中也发挥着重要的作用。
水文模拟是对地表水和地下水的水文过程进行数值模拟和预测，用于洪水预警、水资源规划和水管理的决策支持。
使用GIS，我们可以将地形、降雨、土壤类型等地理数据输入到水文模型中，生成地表径流和地下水位的模拟结果。
这些模拟结果可以帮助水资源管理者理解水文过程的动态变化，优化水资源的配置和利用。
此外，还可以利用GIS的空间分析功能，将不同地区的水文模拟结果进行对比和分析，以制定相应的水资源管理策略。
最后，GIS在水灾管理中的应用也备受关注。
水灾是水资源管理中面临的一个重要挑战，为了减轻水灾带来的损失，及时的预警和相应的应对措施至关重要。
GIS可以帮助建立水灾风险评估模型，通过整合地形、降雨、土地利用等数据，进行洪水和涝灾的预测和模拟。
同时，GIS具备空间分析的功能，可以对可能的灾害区域进行划定和优化，帮助决策者制定合适的灾害应对措施。
此外，GIS还支持信息的可视化展示，可以将灾害信息和应急资源分布进行空间叠加和分析，提高应急响应的效率和准确性。
综上所述，GIS在水资源管理中的应用研究具有广泛的应用前景。
地理信息系统在水资源管理中的应用
地理信息系统在水资源管理中的应用地理信息系统（Geographic Information System, 简称GIS）在水资源管理中的应用地理信息系统（GIS）是一种基于计算机技术的空间数据管理和分析工具，已经在各个领域得到广泛应用。
在水资源管理中，GIS可以提供强大的分析和决策支持功能，帮助管理人员更好地了解和管理水资源。
本文将探讨GIS在水资源管理中的应用。
一、水资源调查与评估GIS在水资源调查与评估中扮演着重要的角色。
通过获取和整合地理和水文数据，GIS可以生成水资源地图，展示水源分布、水质状况、水文地貌等信息。
利用GIS的空间分析功能，可以对水资源的数量、质量和分布进行评估，为水资源规划和决策提供科学依据。
二、水资源监测与预警GIS可与实时水文监测网络集成，实现对水资源状况的实时监测。
通过传感器获取水文数据，结合GIS的数据处理和展示功能，可以实时监测水位、地下水位、降雨量等指标。
基于历史数据和模型分析，GIS还能实现对洪水、水质异常等事件的预警，提前采取措施，提高对水资源的管理效率。
三、水资源规划与管理GIS在水资源规划与管理中发挥着重要的作用。
通过建立水资源数据库，整合和分析各类数据，GIS可以用于水资源的合理配置和利用。
例如，通过模拟水流、水位和水质等现象，GIS可以预测不同方案下的水资源分布和变化趋势，为规划者提供参考。
同时，GIS还可以进行水资源利用评估，比较不同地区的供需情况，为水资源管理决策提供依据。
四、水环境保护与应急响应GIS在水环境保护与应急响应中具有重要的应用价值。
结合数字高程模型和遥感影像，GIS可以进行河流、湖泊和湿地等水域的动态监测和变化分析。
通过模拟分析，GIS还可以评估人类活动对水环境的影响，为环境保护提供数据支持。
在水灾和水污染事故发生时，GIS可以迅速分析受灾区域、蔓延情况等，为应急响应和救援提供决策支持。
综上所述，地理信息系统在水资源管理中的应用十分广泛且多样化。
地理信息系统在水资源管理中的应用
地理信息系统在水资源管理中的应用地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集空间数据获取、存储、处理、分析、显示于一体的信息处理系统。
它以空间位置为基础，将地理信息与属性数据进行关联，利用计算机技术实现对地理现象的空间分析与决策支持。
在水资源管理中，GIS具有特殊的应用价值。
本文将详细介绍GIS在水资源管理中的应用。
首先，GIS在水资源调查中发挥重要作用。
水资源调查是指对某一地区水资源进行全面参考调查，包括水文观测、水质监测、地下水调查等。
通过GIS技术，可以将不同来源的水文数据进行融合和整合，形成统一的数据库，实现对水资源的全面调查。
通过对水资源的空间分布、数量和质量等信息进行分析，可以为决策者提供更准确的参考依据。
其次，GIS在水资源评价中具有重要作用。
水资源评价是指对某一地区的水资源潜力、供需状况、可持续利用等进行综合评估。
GIS可以将各种水资源与水文地质、土地利用、经济社会等数据进行关联分析，建立水资源评价模型，实现对水资源的空间分布、利用潜力等指标的定量化评估。
通过GIS技术，可以将评价结果以图形化的方式进行展示，提供直观的信息，帮助决策者制定科学有效的水资源管理措施。
此外，GIS在水资源保护中也起着重要的作用。
水资源保护是指对地表水和地下水进行保护和管理，防止水资源的污染和过度开发。
GIS可以将地表水的保护区、水源地的周边环境、潜在污染源等信息进行整合和分析，实现对水资源保护区的划定和管理。
通过GIS技术，可以对潜在污染源进行风险评估，实现对水资源的可持续利用。
此外，GIS在水资源调度中也有着重要的应用。
水资源调度是指根据水资源的供需状况，合理安排对水资源的利用和分配。
GIS可以将水资源的供应和需求进行整合，建立水资源调度模型，预测水资源短缺的区域和时间，提供调度方案。
通过GIS技术，可以实现对水资源分布、供应量、质量等信息的时空分析，为水资源调度提供准确的依据。
水质模型与GIS的集成研究与应用
综 合早 期地 质资 料 ， 用 当地 的水 文数 据 ， 利 以及 各 时 期测绘 及 地 质 调 查 资 料 ， 取 水 污 染 变 化 的 重 提 要信 息 。利 用 现 有 的历 年 高程 数 据 ， 未 知 高 程 的 对 区域 结合其 他 来 源 资 料 进 行 合 理 的 插 值 处 理 ， 此 在
２ １ 水 质 模 型 简 介 ．
质 模型 中的应 用 。
本 文针对 扬 州 市 河 流 污 染 情 况 ， 合 Ｇ Ｓ虚 拟 结 Ｉ 现 实技 术 ． 究 了扬 州 市 河 流 污 染 在 虚 拟 地 理 环 境 研
中的可 视化 表达 。
水 质数学 模 型 简 称 水 质 模 型 ， 指 水 体 含 有 物 是 （ 括化 学 物质 、 、 射 性 物 质 、 物 体 ） 包 热 放 生 因水 动 力 和 生物 化学 作 用 而 发 生 物 理 的 、 学 的和 生 物 的各 化 种反 应 。 形成 错 综 复 杂 的迁 移 转 化 过 程 所 做 的数 学 描 述 和模拟 Ｌ 。 自从 Ｓ Ｐ模 型 提 出 以来 后 ， 继 出 ６ ］ — 相
维普资讯
第 ２期 ２０ ０ ７年 ６月
矿 山 测 量
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水 质 模 型 与 Ｇ Ｓ的 集 成 研 究 与 应 用 Ｉ
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基于地理信息系统的可持续水资源管理技术研究
基于地理信息系统的可持续水资源管理技术研究地球是一个水球，70%的地球表面被海洋覆盖。
但是，地球上可供人类直接使用的淡水仅占全球水资源的0.3%左右，这一点是催生出全球性的水资源危机的主要原因之一。
特别是在许多国家，水资源的供需矛盾已经达到了严重的程度。
在水资源不足的情况下，一些地区的居民只能从非常遥远的地方获取水源。
这会产生很高的成本和能源浪费，使许多地方很难实现社会和经济的可持续发展。
为了解决水资源紧缺的问题，现代科技协助人类进行可持续的水资源管理。
其中，一个不可缺少的工具是地理信息系统（GIS）。
地理信息系统是一个将空间数据与属性数据整合在一起来表现地理现象的计算机工具。
GIS 可以帮助水资源管理人员进行水资源评估，规划和管理方案，并通过提供可视化的信息进行促进决策。
这有助于实现优化的水资源利用，减少能源浪费和降低成本。
以下是一些基于GIS技术的可持续水资源管理技术的实际例子：1.水资源评估GIS可以运用在水资源评估方面。
它可以显示有关水源供应，流量，水质和土壤含水层的信息，并建立一张地图来展示这些信息。
这样一来，管理人员，决策者和技术人员可以快速地浏览，分析和进行预测，在最短时间内制定出最佳的水资源利用计划。
2.流域管理流域是针对水资源管理的一个很好的单元。
GIS可以帮助管理人员了解到流域内的水资源源流，流量和水质信息，并在同一地图上展示流域内的水库，水井，河流和其他重要的地形。
这样管理人员就可以更有效地管理和保护流域，并制定出最佳的水资源利用计划。
3.灾害和水源管理GIS也可以协助水资源管理人员在各种灾害情况下快速掌握水源信息。
例如，在地震或洪水期间，GIS可以帮助管理人员快速识别出已经被冲走或毁坏的水源，从而及时制定出恢复重建的计划。
4.基础设施计划和设计GIS也可以用于水资源基础设施的规划和设计。
例如，水库，管道和抽水站的设计需要考虑到不同区域的地形和水文特性。
GIS 可以帮助设计人员预测建筑物将如何影响周围的水和环境，并制定出位置和高度的合理方案。
内陆水系自然水质监测的地理信息系统应用研究
内陆水系自然水质监测的地理信息系统应用研究1、引言地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种以地理空间数据为核心的信息系统，利用计算机软硬件技术进行采集、存储、管理、分析和显示地理信息的一种工具。
在当今社会，GIS已经广泛应用于各种领域，包括环境保护、城市规划、资源管理等。
其中，内陆水系自然水质监测是重要的应用领域之一。
本文将探讨内陆水系自然水质监测的GIS应用研究。
2、内陆水系自然水质监测的地理信息系统应用内陆水系自然水质监测是指对江河湖泊等内陆水体进行水质监测的过程。
在这个过程中，地理信息系统发挥着重要的作用。
首先，内陆水系自然水质监测的GIS应用可以协助地理数据的采集和存储。
通过卫星遥感技术和GPS定位技术，可以对江河湖泊等内陆水体进行精准测量和数据采集。
同时，利用GIS系统对数据进行存储和管理，可以实现对水质监测数据的快速检索和有效管理。
其次，内陆水系自然水质监测的GIS应用可以支持水质评估和分析。
通过GIS系统的空间分析功能，可以对不同地理位置、不同时间段的水质数据进行分析，找出存在的水污染问题，并评估水质状况的变化趋势。
这有助于制定合理的水质保护措施，并对水环境进行全面管控。
再者，内陆水系自然水质监测的GIS应用可以实现数据的可视化展示。
利用GIS系统的地图显示功能，可以将水质监测数据以直观、清晰的方式呈现在地图上，帮助决策者更好地理解和分析水质监测数据，实现对水环境的监管和控制。
最后，内陆水系自然水质监测的GIS应用可以支持决策制定和应急响应。
通过GIS系统的模型分析功能，可以预测和模拟水质变化趋势，为决策者提供科学依据。
同时，当发生水质突发事件时，GIS系统还可以通过空间分析和数据共享，进行快速响应和应急控制。
3、内陆水系自然水质监测的GIS应用案例为了更好地说明内陆水系自然水质监测的GIS应用，以下列举一个案例。
以某内陆湖泊为例，通过GIS系统进行水质监测和评估。
基于GIS技术的水质安全应用
基于GIS技术的水质安全应用水质安全是保障人类生活用水安全的重要问题，在现代社会中具有重要的意义。
利用GIS（地理信息系统）技术可以进行水质监测、水质评价和水质管理等方面的应用。
GIS技术可以用来进行水质监测。
通过采集水质样本并在地理信息系统中标记样本采集点的位置和采样时间，可以建立水质监测点的数据库。
利用GIS技术，可以对水质样本的数据进行空间分析，通过生成水质监测点分布图、趋势图等等，可以直观地了解不同地区的水质情况，进而判断是否存在水质安全问题。
GIS技术还可以用来进行水质评价。
通过收集和整理大量的水质监测数据，可以建立水质评价模型，并将这些数据输入到地理信息系统中，以得到水质评价结果的空间分布图。
通过对水质评价结果进行分析，可以发现水环境污染物的来源和扩散情况，从而为水质管理提供科学依据。
GIS技术还可以用来进行水质管理。
在地理信息系统中建立水质管理专题数据库，将监测点的水质数据、污染源的位置、河流的流域范围等信息进行整合和分析，可以方便管理人员定位污染源，并对其进行监管和治理。
通过GIS技术可以对水质管理措施进行模拟和预测，以优化水质管理方案，并提前预防水质安全问题的发生。
GIS技术还可以与其他技术和手段相结合，如遥感技术、水质传感器技术等，进一步提高水质安全应用的效率和准确性。
利用遥感技术可以获取水域的遥感图像，通过对图像进行数字处理和分析，可以得到水体的透明度、色度、浊度等水质信息。
水质传感器技术可以实时监测水体中的溶解氧、PH值、温度、氨氮等参数，利用GIS技术将这些传感器的数据进行空间分析和管理。
地理信息科学在水环境质量评估与保护中的应用探析
地理信息科学在水环境质量评估与保护中的应用探析地理信息科学（Geographic Information Science, GIS）是利用计算机和地理信息系统（Geographic Information System, GIS）对地理空间数据进行管理、分析和可视化呈现的一门学科。
随着社会经济的发展和环境问题的凸显，地理信息科学在各个领域的应用越来越广泛。
本文将探讨地理信息科学在水环境质量评估与保护中的应用。
一、地理信息科学在水环境数据收集与处理中的应用水环境质量评估是指对水体的污染程度进行评价，以了解水体的污染状况和污染源分布，并提供科学依据和参考，为水环境的保护和治理提供决策支持。
而地理信息科学在水环境质量评估中发挥了重要作用。
1. 空间数据采集与管理通过地理信息系统技术，可以对水体的地理位置、水质监测站点、污染源分布等空间数据进行采集和管理。
通过卫星遥感技术获取的影像数据，可以对水体覆盖范围、水质参数进行监测和分析。
而通过GPS等位置定位技术获取的地理坐标数据，则可以准确标记水质监测站点的位置，方便后续的数据处理和分析。
2. 空间数据分析与建模地理信息科学通过对水环境数据进行空间分析和建模，可以揭示水体污染的空间分布特征，找出污染源与水体之间的关系。
例如，通过对不同区域水质样本数据的插值分析，可以预测整个水域的水质状况，为水环境质量评估提供依据。
同时，地理信息科学还可以利用统计模型和空间模型，对水环境质量进行预测和模拟，评估水质改善措施的效果，为环境保护提供科学指导。
二、地理信息科学在水环境保护中的应用案例1. 水资源管理地理信息科学在水资源管理中的应用，可以帮助政府和相关机构对水资源进行精准调度和管理。
通过地理信息系统技术，可以实时监测水资源的分布、流向和利用情况，预测水资源的供需状况，为水资源的合理配置提供科学依据。
2. 水污染控制地理信息科学在水污染控制方面的应用，可以帮助监测和识别水污染源，并对其进行定位和分析。
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水质模型模拟结果显示
图1
长江某段具有拓扑关系的四边形网格 91
水
2004 年 1 月
利
学
报
第1期
SHUILI
XUEBAO
3.1 基于 GIS 的实现方 法 GIS 是一项以计算机为基础的新兴技术，根据地理空间数据的不同类型，有 ［4］ 3 种空间数据模型可以描述现实世界，即基于对象(要素)的模型、网络模型以及场模型 。水质模型可以 被看作为场模型，GIS 应用于水质模型之中，以其所特有的空间数据分析和图形输出功能，使水质模型的 应用达到以前难以实现的效果。 3.2 模拟结果的可视 化 表示 应用一维水质模型，输入河流平均流速、上游来水水质浓度、污染物排放 浓度、衰减系数等参数值，模拟计算出下游河段各分段的浓度值，并通过编号把浓度值赋予各分段，根据
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2004 年 1 月 文章编号：0559-9350 (2004) 01-0090-05
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水质模型与地理信息系统的集成研究
张行南 1，耿庆斋 1，逄勇 2
(1.河海大学 水资源环境学院，江苏 南京 210098；2.河海大学 环境科学与工程学院，江苏 南京 210098) 摘要：水质模型是水体污染物迁移转化模拟的主要工具，在水环境保护、水污染防治等领域得到了广泛的应用。本 文在地理信息系统平台上，利用其强大的空间数据分析能力，研制了水质模拟软件系统。系统包括了水质模型输入 数据的处理，实时模型计算，及模拟结果的可视化输出。该系统缩短了模型建模周期，提高了模型运行的效率。系 统界面及模拟结果的表达美观，操作方便。该系统在江苏省水环境容量信息管理系统的应用中取得了较好效果。 关键词：水质模型；地理信息系统；有限元；Active X 控件 中图分类号：X522；TP75 文献标识码：A
图4
监测数据主要项目时间序列变化
4
信息管理系统的集成
4.1 集成形式 地理信息系统集成可以分为 2 个层次，一个是地理信息之间相互关系的概念层次集成， 侧重于地理信息的空间分析；另一个是不同数据和模型之间组织和管理的技术层次集成。本文所指的地理 信息系统集成主要指后者意义上的集成。按照集成程度的不同一般可分为 3 种形式：独立集成、紧密耦合 ［5，6］ 和完全集成 。本文采用了紧密耦合的集成形式。紧密耦合需要一定的编程工作，不需要太多的软件开 发工作，使用起来也比较方便，而且可以设计一个漂亮的用户界面。 4.2 系统设 计目 标 为了便于水环境相关部门快速、有效的处理和管理大量的水环境信息，进行水质影 响评价，提供水环境管理决策依据，本文设计了江苏省水环境容量管理系统。本系统利用高级可视化开发 语言 Visual Basic 及 ActiveX 控件(MapObjects)， 实现了水质模型与水环境容量信息管理系统的集成 ［7］ 。 4.3 系 统 功 能 本系统采用电子地图进行基础信息管理，进行水环境数据信息的查询检索、统计、分析 评价以及分析结果的图表化处理与输出，水质趋势分析和水质模型运算结果在电子地图上的模拟显示。其 功能模块包括数据信息集中管理和共享，方便快捷的空间查询、属性查询和条件查询，集成化的文档、图 片、影像管理，浓度场、流场的模拟显示，丰富的输出与打印功能等。 4.4 系统 的应 用 以往的环境管理决策信息主要以手工收集、处理为主，即使使用计算机技术，也都是 基于建立数据库的信息系统。本系统实现了空间数据管理和分析，通过分析信息的空间分布，实现对空间 信息及其它信息的管理，使大量抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解。 采用一维、二维水质模拟，计算全省各河流、湖泊的水环境容量，并可进行各种查询。为排污口位置 的合理布置、排污量的控制、水质预测、污染治理和水资源利用提供管理和决策依据。该系统的应用，不 仅提高了水环境监测信息的准确性和时效性，能够客观、准确、及时地反映水环境、水资源质量状况，而 且使水资源保护与管理水平提高到了一个新的水平。
2.1 基础数据的采集 在建模之前，首先进行基础数据的采集，建立 GIS 数据库。GIS 数据包括空间特 ［4］ 征数据和属性特征数据两部分 ，其中空间特征数据包括地形图和污染源、水质监测站、水功能区等专题 图，负责研究区内的空间坐标数据的管理；属性特征数据主要包括污染物汇总数据、水质监测数据、水环 境标准数据、水功能区数据等，负责所对应空间位置的属性数据的管理。 2.2 一维河流的概化 为了便于一维水质模型的离散和数值计算以及模型计算结果的可视化显示，需要 对计算河流进行概化。首先确定步长，步长的选取需根据河流的形状、排污口的数量、精度要求以及计算 速度来确定，经多次测试认为步长取 50～100m 可满足要求。步长确定后，沿河流方向把河流概化成连续 的若干小分段，并且每段赋一个编号，便于以后 与模型计算结果建立一一对应关系。 2.3 二 维 水 域 的 网 格 化 对于大河流(如长江) 和湖泊水库等大水体，必须将所研究区域网格化， 本文利用有限元方法进行网格划分，将研究区域 生成具有矢量结构及拓扑关系的多边形图。有限 元网格划分时综合考虑了网格点布置均匀、每个 单元各对边长度尽可能相等、单元尽可能接近平 行四边形。图 1 为长江江苏某段研究区域形成的 四边形网格。
图 3 某河段 COD 扩散浓度分布场
3.3 模拟结 果的查询 模拟水质浓度(栅格数据)除可利用上述的网格时空分布表示外，还可利用 GIS 中 的栅格数据的代数和逻辑运算功能以及图层叠加功能， 推求所关注的各个区域进行时间、 空间(垂向和水平)
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∂C ∂C = − KC +U ∂x ∂t
方程(1)的解为
(1)
C=
Q p C p + QE C E Q p + QE
− KX exp 86400U
(2)
式中：C 为排污口下游污染物浓度(mg/L)；X 为输移距离(m)；U 为河流平均流速(m/s)；K 为污染物综合衰 3 减系数(1/d)；QP、CP 为上游来水设计水量与水质浓度(m /s,mg/L)；QE、CE 为排污口废水排放量与污染物排 3 放浓度(m /s,mg/L)。 二维非稳态水质模型可用于河流(如长江)、湖泊的水质预测、 混合带计算等。其基本方程表达式如下：
图2
江苏省苏北某供水河流 COD 浓度变化
污染物浓度值的大小以颜色的深浅显示(浓度越高颜色越深)，以江苏省苏北某供水河流为例(如图 2)。 在江苏省水环境容量研究中，对于水力条件复杂多变、排污范围大的水体(如长江、太湖、洪泽湖等)， 采用二维非稳态水质模型。水质模型使用有限元法求解，但是可能会出现数字弥散和波动现象，本文采用 特征有限元法，有效地解决了求解对流为主的溶质运移方程时无法克服的浓度值出现负值和数值波动问 题，从而提高了数值预报的精度。模拟计算结果所得出的浓度场属于栅格数据，将其矢量化后得到按深浅 颜色填充的浓度场分布图，如图 3 所示。
∂C ∂ ( HC ) ∂ (uHC ) ∂ (vHC ) ∂ ∂C ∂ + SH Eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ H + + = Es H + ∂y ∂t ∂x ∂y ∂x ∂x ∂y
(3)
式中：C 为浓度值(mg/L);H 为平均水深(m);u、v 分别为 x 向和 y 向的水流速度(m/s);Ex、Ey 分别为 x 向和 y 向的紊动扩散系数；S 为污染物的源汇。 2 基于 GIS 平台的数据处理
1
水质模型
［3］
1.1 水质模型简介 水质模型是污染物在水环境中变化规律及其影响因素之间相互关系的数学描述 。 自从 SP 模型诞生以来，相继出现了 Thomas、Dobbin-Camp、O’conner、Neckat、SIMUCEV、Qual Ⅱ、WASP、 Basins、SMS 等模型。这些模型从根本上讲，都是应用对流扩散方程，在此基础上进行各种修正，在解法 上多采用有限差分法或有限元法。 1.2 水 质 模 型 应 用 中 存 在 的 问 题 水质模型在基础研究和应用研究两个方面都获得了很大发展，尤其 是 70 年代中期以后，提出了多变量的综合性水质模型，它们采用一系列微分方程，更为细致地描述污染 物在水体中的迁移和转化。但应用中还存在以下几个问题：(1)模型前期工作量大，模型建设周期长；(2) 水质模型参数众多，结构复杂，模型检验和参数灵敏度分析工作量大；(3)受主观因素影响，人为误差较 大；(4)后期模拟结果表达形式和效果不够清晰和直观。 1.3 水质模型的建立
5
结论在 GIS 平台上建立水质模拟软件系统，将水质模型与 GIS
完全集成，大大提高了水质模型应用的效率。应用可视化开发语言开发的系统具有友好的界面及人机 交互的功能，真正成为大众一体化的工具。系统操作简便，降低了使用水质模型对专业知识的要求，便于 水质模型的推广与应用。本文研制的软件系统在江苏省水环境容量信息管理系统的应用中，取得了较好的 效果。
方向的平均浓度值，并输入矢量图形相应数据库，GIS 系统将数据库与地图通过地物属性一一对应，生成 具有属性数据的图形系统。 这样就可以通过查询空间信息而调出其对应的属性信息， 从而达到查询的目的。 并判断其水质是否满足其功能区相应要求， 从而对现有及将来的污染源进行监控， 为决策者提供决策依据。 3.4 监 测 数 据 的 显 示 地理信息系统的图层显示与传统地图的明显区别之一就是它可以分层显示地图 ［4］ ，把各层相互叠加就形成一幅完整的地图。在浓度场分布图中把水质监测站图层叠加上去，然后选择某 水质站，可以绘制该站对应的监测数据的主要项目的时间序列变化图(见图 4)。
中国面临着 3 个严重的水问题：水体污染、水资源短缺、洪涝灾害。尤其是水体污染导致了水环境质 量的急剧下降，因此水体污染是一个亟待解决的问题。水质模型是研究和解决水体污染的一种常用方式， 自从 1925 年，由美国的 Streeter 和 Phelps 导出 SP 模型以来，水质模型在水环境模拟中扮演着非常重要 的角色，且应用越来越广泛，为水质管理部门提供了决策依据。水质模型的模拟对象是水域，具有空间分 布特征。故模型输入数据处理和模拟结果的表达是重要的组成部分。为了提高水质模型的预测、模拟能力 ［1］ 及易用性，出现了水质模型与地理信息系统(GIS)技术集成的趋势 。 目前，GIS 已广泛用于资源管理、环境监测、环境评价、灾害评估、区域环境规划等众多领域，已成 为国内外环境管理的有效决策支持工具。随着 20 世纪 90 年代兴起的控件技术的发展，利用组件式 GIS 和 ［2］ 可视化开发语言 VC++、VB、Delphi 等可以开发专业应用系统 。本文以江苏省水环境容量研究为例，探 讨 GIS 在水质模型中的应用。