GIS在水文中的应用

GIS在水文水资源中的应用
主要内容
引言 GIS在水文模拟中的应用 GIS在水资源管理方面的应用 GIS在防洪减灾方面的应用 GIS在水土保持方面的应用 GIS应用实例
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GIS简介 应用需求
引言
GIS即地理信息系统，是介于信息科学、空间科学和地球 科学之间的交叉学科与新技术学科。 它是一种兼容、存储、管理、分析、显示与应用地理信息 的计算机系统。 它是分析和处理海量数据的通用技术。 对空间信息的管理与分析是它的优势所在。
给定洪 水水位
通过给定的水位，确定小于水位的地形高程数据，即为洪水的 淹没范围。水位数据一般可从以往的汛期观测记录、洪水发生 时的航拍图像以及相关的文献中获得。
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下图显示了水面高程分别为10m、15m、20m时洪水的淹没范围。
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? 同时利用遥感技术（RS）的周期性和视域广的特点、地理信息系统（ GIS）强大的信息管理和分析功能以及全球卫星定位系统（GPS）的高 精度定位的特点，使流域内的有关水土流失的大量信息得到统一管理 。
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GIS应用实例
? 利用GIS制作等高线图 ? GIS在城市洪灾分析中的应用
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根据地 形表面 生成等 高线
等高线 的优化
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பைடு நூலகம்
? 与Google Earth 数据的对比分析 ? 与影像图的叠加对比分析 ? 与实测图的叠加对比分析
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GIS在城市洪灾分析中的应用
地形DEM数据 显示
三维地形场景 显示
三维建筑模型 显示
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通过不断变化水位数据，使淹没区水量与给定洪水水量逼近， 获得水量几乎相同时水位下的淹没范围即为所求。
利用GIS制作等高线图 利用VC编写程序通过GE API接口启动Google Earth，显 示需要获取数据的区域，调用API提供的内部函数从屏幕坐 标获取相应地理坐标。
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高程点提取程 序运行界面图
获取遥感图像 的程序界面
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导入提 取的高 程点数 据
根据高 程数据 创建地 形表面
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GIS在水文模拟中的应用
? GIS应用于水文模拟，可用来获取、操作、显示与这些分配模型有关 的空间数据和所得的成果。
? GIS与水文模拟系统（HMS）是两个分离的实体，需要耦合起来才能更 有效地利用有关的地理信息，促进两个实体间的交流以改善水文模拟 。
? GIS不仅可以管理空间数据，用于模型的输入输出，而且，可以将水 文模块植于GIS系统，用户只需根据GIS开发的界面操作，不需涉及水 文模型本身。
? 当污染事故发生时，在了解了事故地点、污染源排放强度、当时的水 文情势等基本信息后，能借助GIS迅速模拟预测污染物未来的时空分 布特征，从而为迅速采取有关应急措施提供决策依据。
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GIS在防洪减灾方面的应用
? 基于GIS的防洪决策支持系统是在水资源综合开发利用中应用最早、 成效最大的系统。
? 通过GIS提取流域基本特征，不仅可以与传统的概念性水文模型相结 合，更重要是为分布式的水文物理模型研制提供了平台。
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GIS在水资源管理方面的应用
? GIS技术的应用为区域水资源保护管理和决策者提供了方便、直观、 科学的工具。
? 借助于GIS系统对空间数据的管理、分析能力，管理者不仅可通过空 间查询属性或属性查询空间的方式快速、准确、直观地查询有关资料 ，分析水质变化的特点和未来趋势，还可以了解方案实施效果。
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GIS在水土保持方面的应用
? 水土流失的类型复杂多样，包括水蚀、风蚀、冰川侵蚀、冻融侵蚀、 重力侵蚀等各种类型，并且有大量的滑坡、泥石流、崩岗等山地灾害 。
? 进入80 年代以来，水土流失问题日趋严重，我国先后在主要江河流 域实施了多个水土流失综合治理工程，并在重点防治区建成了水土保 持监测站网。
地理信息是水文水资源的重要基础信息之一，85%以上的水 文信息都跟地理信息相关。 地理信息系统（GIS）技术为水文水资源信息管理的标准化、 网络化、空间化提供了有效的工具。
应用方面
目前，GIS 在我国水文行业的应用已经颇具规模，在水资源 管理、防汛抗旱、水土保持监测、水环境监测评估、水文地质、 农田灌溉、等应用领域中得到了广泛的应用并产生很大影响。
? 主要的应用集中在建立防洪区域社会经济数据库，以及动态采集和分 析洪水演进等方面。
? 基于GIS的洪水演进模拟已在许多单位研制成功，技术也相当成熟， 计算速度也从原来的数小时提高到现在的几分钟，实用性大大提高。
? 信息系统与图像处理、航空摄影及遥感等技术结合，可对洪灾损失及 灾后重建计划进行评估，也可利用地理信息系统结合水文和水力学模 型用于洪水淹没范围预测。