GIS论文资料合集

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正是我要找的,谢谢,好东西

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摘要： 中图分类号208 文献标识码: B 文章编号:1672-1683(2004)02-0026-03 GIS Application in the Middle Line of Water Transfer ----Hebei Digital Water Transfer Liu Yun_un, Hu Wen_iang （He Bei normal university ，resources and environment college ，050016） Abstract: As the largest ever project in ...... 中图分类号208 文献标识码: B 文章编号:1672-1683(2004)02-0026-03 GIS Application in the Middle Line of Water Transfer ----Hebei Digital Water Transfer Liu Yun_un, Hu Wen_iang （He Bei normal university ，resources and environment college ，050016） Abstract: As the largest ever project in the country, SNWT contains lots of works and covers many professional fields. It is of importance to introduce advanced management scheme for the project. The essay takes Hebei digital water transfer as an example, describes GIS application in the transfer project, and discusses the necessity and feasibility of digital use. Keywords: SNWT; GIS; digital water transfer; operation system 1 前言 我国水资源分布南多北少，与生产力布局不相适应。京津华北地区是我国水资源供需矛盾最为突出的地区。随着人口的增加、经济的发展，水资源供需矛盾更加突出，并产生了严重的生态环境问题，不仅制约了当地经济社会正常发展，甚至影响到国家的可持续发展战略。因此，实施跨流域调水，向京津华北地区补充水资源已成为一项十分紧迫的任务，受到了党和国家的高度重视和社会各界的广泛关注。从五十年代提出“南水北调”的设想后，经过几十年研究，南水北调的总体布局确定为：分别从长江上、中、下游调水，以适应西北、华北各地的发展需要，即南水北调西线工程、南水北调中线工程和南水北调东线工程。而我国当前最缺水的地区是华北平原，缓解华北水资源危机是南水北调的首要任务。 图1 南水北调中线河北段内调水线路仅以中线总体工程的输水工程中要建立的总干渠为例。总干渠沟通长江、淮河、黄河、海河四大流域，需穿过黄河干流及其他集流面积lO km2以上河流219条，跨越铁路44处，需建跨总干渠的公路桥571座，此外还有节制闸、分水闸、退水建筑物和隧洞、暗渠等，总干渠上各类建筑物共936座。 面对如此浩大的工程，如此海量的数据，如果单凭台帐的记录，纵然辅助以计算机，其工作量的巨大也是难以想象的，而且单一数字的记录很难给人以直观的印象。这就需要采用信息化的工程管理方法，才能对如此浩大的工程进行更为科学的管理，也可以帮助设计人员和指挥人员进行更好的判断与决策。而地理信息系统以其卓越的空间管理应用，出色的三维虚拟现实表现，快速的地理属性、高程、土方等的查询，而成为最佳的“人选”。在三峡建设过程中的“数字三峡”工程就是很好的例证。 正是基于以上的考虑，河北省南水北调指挥部门联合河北师范大学资源与环境科学学院地图与地理信息系统重点实验室、河北省深蓝数字影像公司等部门开展了“数字南水北调”的工程。 2 数字南水北调建设的必要性和可行性 2．1 数字南水北调的定义 河北省“数字南水北调”工程，就是借助全数字摄影测量、遥测、遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等现代化手段及传统手段采集基础数据，通过微波、超短波、光缆、卫星等快捷传输方式，对南水北调流域及其相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境。在这一平台和环境中，以功能强大的系统软件与数学模型对南水北调工程开发、建设和管理的各种方案进行模拟、分析和研究，并在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和预见性。 2．2 数字南水北调的必要性 河北省“南水北调”工程具有以下特色：跨越多行政地区、多地质结构、多地貌形态，同时由于水源地供水量、我省受水区以及以及其它 [ 本帖最后由 huangyustar 于 2007-5-29 22:29 编辑 ]

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省市受水区需水量的不确定性。这使得该工程在设计、建设、运行等阶段必须有一套科学的管理系统支持其运行。因此，利用现代信息技术、管理技术建立相应的河北省“数字南水北调”工程，以直观、快捷、准确、全面的虚拟现实形式反映工程现实的运作情况，供与该工程有关的各级领导和部门进行管理与决策使用，真正作到资金、土地资源、水资源、工程队伍及设备资源的合理使用及调度，更好地发挥“南水北调工程”的工程效益。 2．3 数字南水北调的可行性 “数字南水北调”是一个新的概念，但是，它涉及到的大部分生产技术、应用技术在我国相关行业都有了一定的的实践基础和经验，GIS、GPS、RS技术在我国水利行业中已经得到了广泛的应用。数字南水北调只是从更高的层次，系统化地组合和应用已有的和正在发展的数据和技术。 “数字南水北调”所用到的地理信息系统技术现在已经成熟，地理信息系统在水利系统中多年的应用也积累了大量的地理信息系统开发经验，培养了相应的开发人员，为“数字南水北调”的建设打下了基础。河北水文局在水文、水利等方面具有丰富的经验和技术。河北省水利厅信息中心的防洪减灾地理信息系统，卫星遥感技术在水利建设中也得到了广泛应用，为数字南水北调建设提供了相应的实践经验。 2．4 基于地理信息系统的河北数字南水北调工程 在河北省“数字南水北调”工程中，其管理与分析的数据中大多与地理数据或地域数据有关，包括：工程路线、土方开挖量、重点工程位置、受水区分布、雨量与需水量数据、地质地貌数据、行政区域及其气候环境、工农业数据等。因此，建立河北省“数字南水北调”工程应以河北省“南水北调工程”地理信息系统为建设平台。 3 数字南水北调工程的基本运行环节 “数字南水北调”是一项系统工程。一般来讲，系统运作过程至少应包括以下五个环节，即数据采集、数据传输、数据存储及处理、数学模拟和决策支持。 3．1 数据采集 数据采集系统是“数字南水北调”建设的基础。“数字南水北调”要求的数据采集系统必须同时具备以下功能：一是数据的广泛性，应包括自然、经济、社会、人文等各个方面；二是数据采集的快捷性，一般多采用传感器微电子技术，通过传感器迅速转化为电子信号传到控制中心，实现远程自动化遥测和遥控；三是数据存在的应时性，即在要求的时间内，确保数据得到及时更新。 3．2 数据传输 数据传输系统就是通信网络建设。根据工程建设计划、防汛指挥、水资源管理及配置、水质及水土保持监测等对通信网功能的要求，如数据、图像、声音、视频等，测算通信网需要的带宽及有关参数，从而选择合适的通信方式。 3．3 数据存储及处理环节 通过海量的数据库存储及处理系统建设，将构建以地理信息系统（GIS）为承载体的水文观测成果，遥感解译成果，数字摄影测量成果，经济、社会与人文等数据融为一体的数字化集成平台，创造数字仿真研究手段可以依附的二次开发环境。 3．4 数字模拟分析环节 数字模拟，是运用数字模型和计算机技术对自然系统进行仿真模拟的技术。随着计算机主频的不断提高和内存的不断扩大，对天气系统、水流及泥沙运动、生态及水环境变化等都能进行各种尺度的实时模拟，为准确揭示和把握河流自然现象及其内在规律提出了先进的技术手段。通过各种水利专业模型，形成一个面向具体应用的虚拟仿真系统，对有关南水北调的各种信息进行综合分析。 3．5 决策支持环节 建立内容全面的知识库，该知识库应涵盖诸如国家有关法律、法规及各种政策，历史上处理同类问题的经验和教训，南水北调流域规划、流域内及相关省区区域规划、干支流工程规划的布局及其具体要求，经济社会发展的制约因素等内容，从而形成一个方案决策的大背景。 4 职GIS在数字南水北调工程的应用 河北省“数字南水北调”工程是以“数字地球”理论为指导，在河北省海河流域信息数据库上融合水资源专题数据、工程建设信息以及水资源管理信息等，整合多源空间数据，实现虚拟现实世界河北省“南水北调工程”的一项工程。涉及到空间数字技术、海量数据库管理技术、信息技术、网络技术等多项技术，涉及地理环境和供水区经济生活及管理的诸多方面，是“数字河北”的重要组成部分。 4．1 水利工程运行与管理 在GIS平台上通过远程视频技术的应用，实时了解和掌握南水北调干流上重要的水利枢纽工程的运行状况，特别是在一些工程技术难度大的或地形地势复杂的施工中，可以先进行虚拟现实的工程实验。一方面可以检验工程的技术是否可行、是否完善，另一方面也可以预测施工中可能遇到的各种的问题，这些都将确保工程的顺利实施。

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4．2 水情监测、防洪减灾监测与评估 运用地理信息系统与遥感技术（RS）、卫星定位技术（GPS）和数据库管理技术的集成，通过各种方式的水文资料获取传感器，实时监测各水利枢纽处的各项水文数据，对我省的实际用水量及水量分配情况进行实时统计。并将结果以图形或数字等手段直观地表达出来，为最大限度地发挥出地理信息系统在防洪减灾方面的效能。 4．3 水文监测、动态调配、供水对象信息及分配计算 在南水北调干流省（区）际断面和主要支流分水口设置水质监测断面，对各断面水质状况进行实时监测，并建立实时监测数据库。对污染物的扩散及输移进行模拟分析，进而对河流水质状况及其变化作出预测，为用水户特别是为城市居民用水的引水口作出水质预警预报。根据水量监测系统获取的各项水文数据，通过建立现代化的水资源实时调配系统，对我省区间内的水资源在不同行业或同一行业内不同用水户之间进行科学分配，不同行业之间按照用水保证率进行分配。 4．4 三维数字景观建设 数字景观是真实景物与设计实体在数字空间的再现和反映，地理空间基础框架则是数字景观的核心组成部分之一。数字景观将真实地理高程数据生成模型，结合高分辨率的卫星遥感影像数据，充分采集、整合和挖掘各种信息资源（特别是空间信息资源），集成多种专业人员的设计技术成果，可以精确的将地理形态数据和建筑规划设计真实再现，实现了无可比拟的视觉效应，会给决策者与参观者留下深刻印象，它对于国民经济决策和建设具有十分重要的作用。 图5 ETM卫星遥感+DEM的三维影像4.5水资源环境综合评价 在基础地理信息数据库和专题地理信息数据库的基础上，建立动态水资源环境综合评价系统,利用地理信息系统(GIS)技术,对“南水北调”工程实施前后，水资源环境的变化，对生态效益和经济效益作出综合评价，用于调水的动态规划、决策。如将海河流域的生态系统实现数字化，通过分析主体生物的繁殖率，以及群体生物的新陈代谢等生态指标对海河流域淡水补给量的要求，提出不同季节不同时段海河入海应保持的最大流量和最小径流量。 5 结语 地理信息系统(GIS)技术是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学和城市科学等相关学科为一体的综合技术。由于现代计算机技术的不断发展，计算速度越来越快，海量数据的存贮问题同时也得到了很好的解决，使得地理信息系统(GIS)技术的应用领域不断地拓宽，如：测绘、规划、电信管理、煤气管道管理、城市供排水管道管理、电力输(配)线路管理、车辆调度管理、防汛及河道河流管理等。河北省“数字南水北调”地理信息系统是河北省“南水北调”工程的重要组成部分，地理信息系统的建设涉及到“南水北调”工程建设的规划设计、施工建设、运营管理的全过程。“数字南水北调”地理信息系统在“南水北调”中线工程的工程设计、科学施工、运行管理、质量保证、提高效益、动态决策等方面将会发挥巨大的作用。这也是地理信息系统辅助我国重大工程设计、实施、决策等的一个绝好的例证。 现代GIS技术已经能满足各种不同的应用需求，从简单的地图显示与制图功能到地理数据的复杂模拟与分析，如网络的追踪分析、数据的三维处理、最佳路径分析、最优化资源分配等。在世界上许多发达和发展中国家GIS产品已经走进了千家万户，渗透到国民经济的各个领域，成为信息产业的中流砥柱。在我国，随着GIS在国民经济各领域的广泛应用与深入，GIS也已经成为国家信息产业的一个重要组成部分和重点发展方向。 参考文献 1．蒋云钟 、王浩、高季章、李纪人．“南水北调西线工程虚拟仿真及应用研究”设想[J]．南水北调与水利科技．2003．4 2．水利部长江水利委员会．南水北调中线工程规划（2001年修订）简介[J]．中国水利．2003-1B刊 3．河北省深蓝数字影像公司．河北省“南水北调地”理信息系统一期工程总结[R]．2003．6 4．涂颖、纪良雄、姚宏伟．南水北调工程仿真系统数据库及网络系统实现[J]．系统仿真学报．2002．12 5．阎占元、刘荷芬、侯怀恩．中线南水北调概况与区域发展研究[J]．地域研究与开发．1995．12 作者简介：刘芸芸（1979—），女，河北师范大学资源与环境科学学院在读研究生，主要研究地图与地理信息系统方向，参与了河北省“数字南水北调”工程。