GIS技术在水利行业应用的发展趋势

Python与开源GIS

GIS技术在水利行业应用的发展趋势

2017-07-21 作者: xuzhiping 浏览: 1869 次

摘要: GIS技术的发展与计算机硬件和操作系统、元数据库的建设、数据仓库数据挖掘网络、遥感、数据库管理、数宇摄影与自动成像等技术的发展是紧密相关的。数据获取与更新是GIS的基础;数据存储、管理、分析、可视化是GIS的基本功能;计算机技术是GIS的根基;网络是GIS的翅...

GIS技术的发展与计算机硬件和操作系统、元数据库的建设、数据仓库数据挖掘网络、遥感、数据库管理、数宇摄影与自动成像等技术的发展是紧密相关的。数据获取与更新是GIS的基础;数据存储、管理、分析、可视化是GIS的基本功能;计算机技术是GIS的根基;网络是GIS的翅膀;应用科学技术是GIS发展的动力,总之,每项技术的发展都会给GIS带来深刻的变化。GIS技术在水利行业应用的发展,不仅仅取决于G1S技术的发展,更取决于水利行业信息化,尤其是数字化的进程。在以信息化带动水利现代化的战略方针指导下,GIS在水利行业的应用将“无孔不入”,而且迅速地占领管理和决策层面,并且势必作为基础技术支撑,进入数字流域或数字水利的框架。在技术上已经发展并逐步成熟,而且在水利行业开始应用的主要趋势有以下四个方面。

1.网络GIS(WebGIS)

WebGIS可用于除一般数据外的特殊数据类型,尤其是矢量数据的处理,以网络浏览器为应用工作平台,在客户端可以实现对矢量数据的搡作,可以在多个客户端实现原来在本机上才能实现的功能,并可通过网络远程调用和发布各类数据、图形、图像,这些优点对GIS的使用者来说是显而易见的。目前国内WebGIS的研制基本上与国际同步,但在应用上常受制于网络传输能力,即带宽。WebCIS在防汛会商等系统中特别有用,但如动态地访问地理空间数据时反应太慢,显然会大大影响工作,但随着信息基础设施的发展,这不会成为影响WebGIS发挥其突出优越性的障碍。

2.组件式GIS(ComGlS)

GIS软件的技术体系经历了GIS模块、集成式GIS和模块式GIS这三个阶段后,已发展到了组件式GIS阶段,即基于组件平台,以一组具有某种标准通信接口实现交互,甚至是跨计算机交互。ComGIS使软件的可配置性、可扩展性和开放性更强,使用更灵活,更便于二次开发,特别有利于应用系统集成和拓展。

3.三维GIS和四维GIS

三维尤其是实时的三维GIS系统为各种水利信息提供了 更为直观的表现方式,在调水线路沿线贯穿飞行、城市及蓄滞区洪水演进、水利工程布置、大坝及堤防等工情信息的表达、地面与地下结合的地质构造描述、水流流动的三维表现、厂房或结构内部的描述、库区的描述、宏观地形地貌表现、通视性分析等方面使用得特别多,具有很好的应用前京,而且它也是虚拟或仿真的基础,目前三维功能较强的GIS软件也趋于采用组件架构。

水利上很多问题是时间序列问题、动态监测及过程问题,因此加上时间维的4DGIS应用需求很广。4DG1S要解决的主要问题是数据冗余,即在过程中既有变化也有不变化的数据,对每个时相的数据都完整地存储是没有必要的,而且大量的冗余也会造成数据存储与管理在物理上 的困难以及反应速度迟缓,目前尽管有几种处理方法,但其实质都是从消除无变化数据的冗余来着手解决问题。

4.VR-GIS技术

VR-GIS技术是虚拟现实技术与GIS技术的结合,包括与WebGIS和ComGIS结合的技术,专门用于研究地学或以地球系统为对象的虚拟现实技术,目前只能达到仿真的水平,虚拟现实技术可以做到:

  • 对现时的地理区域非常真实的表达;
  • 可在所在地理范围内外自由移动;
  • 在三维数据库中有GIS的各种功能;
  • 以可视化功能作为用户接口的自然整体部分。

应用VR-GIS技术进行模拟试验时必须要了解对象的机制,并建立模型(数理模型或概念模型)或采用人工智能及可视化技术,此外还必须进行实验分析和验证。

在水利行业可模拟的例子也不少,例如工程结构、河流地貌过程、三角洲演化过程、天气过程、湖泊与沼泽演化过程、调水工程、水资源调控、河道整治、大型水利工程的环境评价、水质污染过程、区域可持续发展、生态系统的恶化与恢复、洪涝灾害的发生与救灾、防洪规划、河口与港口整治、溃堤、土壤侵蚀、水土保持效果、荒漠化过程、大型水利水电工程规划以及替代传统的水工模拟等。

要在水利行业更好地应用和发展G1S技术,必须在进一步加强标准化、规范化的基础上,大力开展基础数据库的建设、尤其是具有水利行业特色的数据库,如蓄滞洪区空间分布式社会经济数据库、兩情和水情数据库、水旱灾情数据库等。此外还要加快提高G1S的应用水平,充分发挥GIS现有的和潜在的功能,并且与遥感、全球定位系统、网络、计箅机等高新技术以及水利行业本身 的技术紧密地结合在一起,为水利信息化和现代化作出它应有的贡献。

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