工业设计专业毕业论文

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我国水工环的信息化工程构建探讨

前言

水工环工程一直都是我国政府相关部门大力开发的重点科研项目，随着我国社会经济

的发展，我国政府对水工环工程的重视程度日益提高。为了保证我国水工环地质情况，

应当建立相应的地学信息系统。然而由于水工环信息化工程建设涵盖的数据较为庞大，

涉及的专业领域较为多，因此对水工环信息化工程进行深入探讨具有一定的现实意义。

1 水工环的概述

所谓水工环，主要指的是在地学研究过程中最为重要的三个组成部分，即水文地质、工程地质与环境地质。其中水文地质主要指自然界中地下水的各种变化与运动规律，主

要研究方向在于地下水的分布与形成规律，以及对地下水资源的合理利用; 工程地质主

要是对与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题进行调查、研究的科学，主要研究方向

在于查明各类工程厂区的地质条件，并对厂区相关的各种地质问题;环境地质主要是研究

人类技术与经济活动对地质环境的作用于影响，具有一定的空间概念[1].

2 水工环信息化工程建设

2.1 建立相应的信息系统框架

现阶段我国建立的地学信息数据库主要为自上而下的模式进行的信息库建设，每个子

信息数据库都是相互独立的，并没有直接的信息联系。但这些子信息数据库都是统一在

整体的地学信息数据库中，并严格遵照《地质矿产名词术语代码标准》。由于各个自信

息库之间交流不充分且联系性不强，导致数据库信息难以实现有效的资源共享，学科数

据间存在着交叉现象。为了解决现阶段地学信息数据库交流不充分且数据存在交叉的问题，应当结合现代化信息技术建立起相应的信息系统框架，对水工环信息化工程建设进

行规范化处理，对地学信息系统的数据对象进行综合分析。

为了规范水工环信息系统的建设，应当对地学信息系统的数据范畴进行明确，并在

此基础上对建立的数据对象进行层次划分，并对数据信息的交叉结构与共享问题进行全

面分析，从而构建健全的数据库信息系统框架。如图 1 所示，基于数据库建设的可能性

以及数据对象的特点，可以将数据库分为国家空间数据库以及地级市空间数据库。其中

国家级空间数据库涵盖了全国范围内的水工环数据信息，而地级市空间数据库具有一定

的地域性，主要包含省市地方的水工环数据信息。不同级别的水工环信息系统由不同级

别的信息管理部门进行维护。

2.2 建立区域信息系统和专题信息系统

通常来讲，水工环专业研究的对象较为复杂，在研究过程中与多种学科间存在着较为

明显的数据交叉关系，表达对象具有着较大的不确定性，因此想要建立统一性的全国地

学信息系统具有着相当大的困难[2].为了推进水工环信息化工程建设，就应当按个按照

信息化工程建设的原则与要点，对数据信息进行有效的整合与划分，建立全国性的专题

信息系统，再通过划分出多个区域，在不同的区域中构建相应的区域地学信息系统，在

实际水工环信息化工程建设中依据该系统对该区域内部的各种地质数据信息进行收集。

虽然区域的差异性导致不同区域间的信息系统有所差别，但是每个区域的信息系统

都是根据该区域的实际地质信息特点进行构建的，具有较强的科学性与实用性，可以通过

友好的文档资料与网络站点的连接实现数据信息共享。在水工环专业的信息库中，如地

质灾害与水位监测等信息，在全国范围内都具有一定程度的相似性，可以对这些信息资料

进行整建立相应的区域信息系统。而区域系统内的区域水文条件以及区域地下水资源等

数据难以建立统一的全国性专题信息系统，因此可以针对区域性的水工环信息建立区域

信息系统。

2.3 在地学领域结合多维 GIS 技术

现阶段我国地质学者在研究水工环时，主要利用传统的二维绘图对三维的地质信息进

行表现，随着现代化信息技术的发展，二维绘图信息的不完整性等问题日益突出，已

经难以满足现代化水工环地质研究的需要。一般情况下，地质学者在研究地下水的水文

地质情况是都是使用三维坐标的形式进行测量，在这一环节可以适当结合三维地理信息

系统技术开展地学研究。基于多维 GIS 技术的空间关系为评定地下水资源、矿产资源

以及低下水污染状况等问题提供了重要的数据信息。随着遥感技术的发展，近年来地学

研究技术人员越来越关注三维 GIS 技术，然而现阶段我国市场流通的绝大多数 GIS 软

件都是在二维信息的基础上对现实地质发展中遇到的现象与问题进行模拟，缺乏对三维

立体平面的分析与整合。

与此同时，现阶段绝大多数的 GIS 软件受到三维GIS 技术面临的几何建模问题的限制 , 难以有效地处理地下水文、矿山等真三维地质现象。价值地学星宇的三

维地质实体大多为不规则形状的物体，而不规则物体又是三维地理实体中的描述难点，

导致三维 GIS 理论本身在地学应用研究中的应用受到了限制。

与此同时，现阶段我国绝大多数地学研究机构对较强了对多维 GIS 技术的重视，

同时取得了较好的开发效果与应用成果，但较之西方发达国家趋于成熟的多维 GIS 技术，我国多维 GIS 技术在地学领域的应用尚处于起步阶段。现阶段我国真正的三维 GIS 软

件数量较少，大多数软件仅仅能完成简单的分析与显示功能。随着存储器容量的提升、CPU 功能的优化以及显示器的改良，可以有效地增强 GIS 数据的处理与分析能力。

现阶段世界各国都在逐渐规范数据标准，并加强了对不符合规范标准 GIS 软件的打

击力度，因此绝大多数的软件厂商都接受了国家相关标准，并在多维 GIS 技术中加入

了空间数据描述信息处理功能。随着三维 GIS 的不断发展，西方发达国家已经将研究重