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1地理信息系統簡介

地理信息系統作為一種特殊的管理系統,它以空間數據為基礎，可進行空間數據及屬性數據疊加分析，方便快速提取用戶關心的信息，通過地面模型自動生成功能及三維空間處理模塊，可實現虛擬三維現實的直觀演示和各種分析，為領導決策提供一種方便快捷的分析方法和信息支持。作為支持空間定位信息數字化獲取，管理和應用的技術體系.隨著計算機技術、空間技術和現代信息基礎設施的飛速發展，在經濟信息化進程中的重要性與日俱增。特別是當今“數字地球”概念的提出，使得人們對GIS的重要性有了更深地了解，已廣泛應用于各個領域，產生了巨大的經濟和社會效益。

2地理信息系統在水利工程中的應用

水利行業是一個信息密集型行業，古今中外的水利工作，都十分重視信息的收集、整編和利用信息。水利部十五規劃中明確指出：”建設水利信息系統時，要以地理信息系統(GIS)為框架。”“利用水利信息化推動水利現代化”。汪恕誠部長在今年全國水利廳局長會議上明確指出：“信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢”，“水利信息化是水利現代化的基礎和重要標志。在水利現代化建設中，必須大力推進水利信息化進程。”“要充分利用科學技術發展創造的有利條件，堅持用高新技術對水利傳統行業進行技術改造，特別要注意采用計算機技術、微電子技術、現代通信技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統及自動化技術等，實現水利信息化。”部領導還提出：“創新是科技發展的動力，對于水利系統的科技人員，當務之急不但要迅速掌握GIS這種新技術，還要不斷追蹤GIS的新發展，高質量地為水利各項業務服務。同時，GIS在水利的應用也需要國際國內各方面的技術合作。”一些發達國家已經廣泛運用地理信息系統、全球定位系統和遙感技術（即"3S"技術），建立了完善的防災減災網絡，對洪水演進進行預測預報，對洪澇災害和滯洪方案進行風險評估等等，水利信息化已成為水利現代化的重要基礎和前提。由于我們國家政策上的引導，并且國內水利用戶技術儲備和技術需求都達到了一定的層次，同時又借助世界上最先進和成熟的GIS技術，所以GIS技術在國內水利行業的應用雖然起步較晚，但是發展勢頭迅猛，速度很快。長江流域、海河流域、淮河流域正在開展數字流域的研究工作。

3地理信息系統在治黃實踐中應用的構想

3.1建設數字黃河是大勢所趨

飛速發展的計算機技術、數字化地球以及治黃信息化的趨勢，都強烈要求我們盡快開展數字黃河的建設，數字黃河就是把黃河流域內各種與水相關信息通過各種先進的手段，按照統一的數據規則，集成到統一的地理信息平臺上。從而實現黃河流域內與水相關的各種信息的統一管理，數字黃河數字有兩個方面的含義，即信息的數字管理和數字應用。通過數字黃河的建設，可以把黃河上所有研究的問題通過地理信息系統集成到一起，對各種問題可以進行綜合分析集成研究。數字黃河的建設將為流域水管理、信息監察，提供一個先進的、多方位的信息平臺，基于此我們可以結合各種可能的新技術對我們黃河流域可能出現的各種危機進行科學有效的管理，管理的集成性，只有把各種信息通過一個統一的平臺組織在一起才能實現這一功能，而地理信息系統的出現，它可以把不同類型的數據，通過地理信息把他們聯系在一起，為綜合管理和科學決策提供了可能和依據。

數字黃河的建設是一項龐大的系統工程，包括水情預報系統、信息系統、虛擬現實可視化和分析系統、調度管理系統、決策支持系統、后評價及動態維護系統等子系統組成。需黃委各單位通力合作、共同完成。盡快開展此項工作的建設研究已是當務之急。

3.2急需開展的具體工作

3.2.1下游灘區洪水演進模型及風險決策支持系統

利用GIS技術，建立流域地面數字模型,與流域雨量站相結合,通過產匯流模型的運算,快速預報不同河段洪水過程。以地理信息系統和數字模型相結合，開發基于地理信息系統的黃河下游灘區洪水演進模型，通過建立以地理信息系統為基礎的灘區路網、居民地、村臺等組成的灘區撤退線路網絡系統，根據洪水演進模型結果確定不同級別洪水條件下，人員的撤退順序及撤退路線，模擬不同級別洪水可能的演進過程，直觀顯示不同灘區可能的淹沒范圍。分析不同級別洪水可能的淹沒風險，為地方政府的遷安救護提供科學、具體的意見，為灘區防洪決策提供快速調度予案；并可根據不同河段防洪大堤信息情況、防洪物資儲備點信息等,當黃河某大堤發生險情時,根據地理信息找出距離險情點最近的防洪物資儲備點及最近距離、調度路線等，為防洪搶險提供決策支持。

3.2河道水流演進和調度系統

國際上已有非常先進、完善的河流徑流調度的GIS和MIS系統，為確保黃河河道不斷流，基于地理信息技術，建設黃河下游水流演進和調度系統模型非常重要。目前的水量調度仍然缺乏足夠的科技手段支持，演示不夠明確和直觀。通過黃河下游水流演進和調度系統模型的建設，可直觀演示水流演進過程，包括流量、流向、流速等，演示每個閘門的開啟度、引水量、到下一個閘門的傳遞時間等。

在確保黃河不斷流的前提下，可模擬不同的水量調度方案，確定各閘門的開啟次序、時間和引水量等具體指標。為調度管理提供科學決策依據。可以由中央控制室進行統一調度和演示，實現李國英主任所說的水量科學調度與動態演示的理想。

3.3黃河下游防洪工程虛擬三維現實可視化和分析系統

黃河下游河道及其各類工程組成了一個復雜的工程體系，防洪工程都具有空間特性，如何對這些復雜的工程進行有效的管理是一項難度很大的工作，我們常規的數據管理方式采用的是數據庫及平面圖形相接合的方式，這種方式只能表現工程的位置屬性，不能顯示工程的全貌，不夠形象生動，缺少多媒體動畫技術，利用先進的計算機地理信息技術及模擬現實技術，把空間信息以三維立體模型的形式直觀的表現出來給人以身臨其境的感覺，同時把各種專題特征疊加到三維立體模型上，進行模型與特征屬性的疊加分析，以空間圖形為背景結合多媒體手段進行信息顯示，真實、直觀、動態地再現黃河下游河道及現狀工程分布情況及“九五”工程建設情況，得到常規方法難于得到的信息，并將防洪工程在三維環境中精確地定位和描述，能夠讓決策者有一個全局的、明確的認識，有助于決策者實現工程建設和管理的科學決策，是治黃工作的實際需要，也是新時代、新技術發展的必然，這對于提高防洪工程管理水平，促進防洪決策科學化具有重要的意義。