GIS技术及其在水文学和水资源管理方面的应用.pdfVIP

第 36卷 第 1期 2003年 (总 144期) 西 北 地 质 N0RTHW ESTERN GE0LOGY Vo1．36 No．1 2003(Sum 144) 文章编号 ：lOO9—6248(2oo3)ol—OlO9—05 GIS技术及其在水文学和水资源管理方面的应用 王疆霞，李云峰，徐中华 (长安 大学，陕西 西安 710054) 摘 要 ：介绍了地理信息系统(GIS)技术及其发展现状。通过实例介绍了GIS在水文学和水资源管理方面 的典型应用 ，并提出了今后地理信息系统在水文学和水资源管理领域应用发展的建议。 关键词 ：地理信息系统 ；水文学 ；水资源管理 中 图分 类号 ：P641 文献 标识码 ；A 地 理 信 息 系 统 (Geographic Information System，简称GIS)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，是专用于地理空 间信息处理和管理的计算机技术系统。GIS是一种有 效地收集、存贮、分析、再现空间信息的信息系统，它 不仅利用属性数据，更重要利用空间数据，将地理空 间模型化并存储在计算机中，便于对地理信息的快速 查询、空间分析，以达到对研究对象进行描述、模拟和 预测的 目的[1]。 一 个完整的地理信息系统一般 由硬件、软件平 台、信息功能模型 4个要素组成。一般习惯将 GIS特 指作为特定软件系统开发工具的通用地理信息系统 平台，而将在 GIS平台上开发的用于实际应用 目的 的数据、模型和计算机程序的总和称为地理信息系 统，作为一种 20世纪 60年代才开始出现的新兴技 术，GIS表现出了巨大的发展潜力，经过 30多年的发 展，今天的地理信息系统从硬件、平台、信息、功能直 到应用领域等方面都发生了革命性的变化[3]。 1 GIS技术及其发展 1．1 软件平台 目前 ，多数地理信息系统都使用某一 GIS软件 作为开发平台，而起初是没有这样一种通用软件的， 自1965年 w．L．Garrison提出了“地理信息系统”这 一 术语 ，20世纪 60年代 中后期，许多研究 GIS的组 织和机构纷纷建立并开展工作，最初的系统主要是关 于城市和土地利用的，多是根据各个项目的需要分别 设计，但随着同类工作的不断重复，开始有人意识到 需要开发一种通用的程序来代替有共性的工作，于是 不断发展就形成了今天作为地理信息系统开发平台 的 GIS软件。 目前，国内外应用较多的GIS产品有 Arc／Info、 Maplnfo、GenaMap、Idrisi等，这些都是经过市场检 验，有一定特色和长处，比较成熟的商业软件。在国家 支持下，我国也在开发 自己的 GIS平台，如北京大学 的 Citystar，中 国地 质 大 学 (武 汉 )中地 公 司 的 MapGIS等。但总的来说，国内的GIS软件还不很成 熟 。 目前 ，GIS的发展表现出工具多样化、操作简单 化、信息超平台化和网络化的趋势。同时，一些通用 的，并非以空间信息处理为主要 目的的软件也开始将 GIS技术作为一个组件纳入其体系，这也是目前一些 综合性软件包的发展趋势之一。 1．2 信息 信息，尤其是空间信息的质量、来源以及更新速 度，很大程度影响着GIS的质量。随着GIS及其他高 新技术的发展，信息的来源、精度及更新速度也在发 收稿 日期 ：2002—02—17；修 回 日期 ：2003—01—21 作者简介 ：王疆霞(1974一)，女，陕西临潼人。助教，在职研究生，从事水文地质教学与研究。 11O 西 北 地 质 NORTHWESTERN GEOLOGY 生 着巨大变化 。 早期地理信息系统的信息是依据各种专题地图 及其统计信息通过人工输入的，既费人力又费资金， 而且速度慢、精度受人为影响大，随着信息采集方式 的发展，这种方式所占的比例也将越来越小。遥感技 术 (RS)的产生和发展 ，使地学信息的获取和分析处 理方法及其研究手段发生了一场革命。RS与GIS的 集成，RS以其观测范围广、获取信息量大、速度快、 实时性好及动态性强等特点 ，为 GIS支持下的实时 决策和研究提供了很大方便。GPS (Global position system)是近几年才发展起来的一项技术 ，能确定地 面任一位置精确的三维坐标，GPS使遥感数据对地 定位具有全球范围、连续以及精度高的特点，使 GIS 的优势更能充分发挥。经过几十年的发展，在 GIS应 用过程中积累起了大量的空间和属性数据库。随着各 国对建立和统一地理空间数据标准的重视，以及电子 地图及各种数据库价格的日趋低廉，这些电子地图和 数据库将有望成为地理信息的最大来源。 1．3 功能 早期的GIS只是作为数字化或显示地图的工具 使用，但随着实际经验的累积和