基于GIS技术的水质安全应用

来源:用户上传      作者:

　　摘  要：进入21世纪以来，人类社会已经全面进入信息时代，信息技术越来越深刻地改变着人类生活与社会面貌。作为全球信息化浪潮重要组成部分的的地理信息系统的建设与应用，日益受到科技界、企业界和政府部门的广泛关注。同时越来越多的企业将GIS技术应用到水资源领域。水质安全已经成为生产和生活中重要的一项因素，其决定着公众的安全，社会的稳定和经济的发展。文章将阐述GIS技术的基本概念，探讨GIS技术在水资源安全管理、建立水资源地理空间数据库、防洪减灾以及水污染规划等方面的应用，并有效地将水质安全与先进的GIS技术结合在一起，从而提高生产工作上的效率。
　　关键词：GIS;水质;安全
　　中图分类号：X824         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）07-0167-02
　　Abstract： Since the beginning of the 21st century， human society has entered the information age in an all-round way， and information technology is changing the face of human life and society more and more profoundly. As an important part of the global information tide， the construction and application of geographic information system （GIS） has been paid more and more attention by the scientific and technological circles， enterprises and government departments. At the same time， more and more enterprises apply GIS technology to the field of water resources. Water quality safety has become an important factor in production and life， which determines public safety， social stability and economic development. This paper expounds the basic concept of GIS technology， discusses the application of GIS technology in water resources security management， establishment of water resources geospatial database， flood control and disaster reduction and water pollution planning， and effectively combines water quality safety with advanced GIS technology， so as to improve the efficiency of production work.
　　Keywords： GIS; water quality; safety
　　1 GIS的基本介绍
　　地理信息系统（GIS）是集环境科学、管理科学、测绘学、遥感学、计算机科学、地理科学等学科为一体的新型边缘学科。是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。GIS能够及时而又准确的向地球科学工作者、各类管理与生产部门提供有关区域分析、方案优化、战略决策等方面可靠的地理（或空间）信息。地理信息系统正在成为IT领域空间的发展动力之一。GIS凭借其空间分析功能被广泛应用于资源评估、环境监测、灾害预测、国土监管、城市规划、通讯工程、交通运输、军事安全、公安安全、水利电力、公共设施的管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。
　　2 水质安全的重要性
　　如今中国正在全面建设小康社会，居民的安全成为国家关注的重中之重，而水质安全对于居民的生活安全具有重大意义，水质安全也是制约农村经济发展的主要力量之一，因此居民饮水水质安全问题成为当前社会和人民有待解决的关键问题。据近几年的水质调查研究报告显示，农村水资源质量严重下跌，首先是近几年自然灾害带来的环境问题，再次为工业的迅速发展对环境的污染十分严重，另一原因为农村水资源来源错综复杂。这些因素导致农村水质逐年降低。为国家的发展和社会的进步以及居民生活质量水平的提高，分析水污染的原因，加强水质管理，改善水资源质量，保证水质安全成为当前社会发展的首要考虑问题之一。
　　3 水质污染原因分析
　　一是工业发展产生的残渣带来的污染。当前世界各国均大力发展工业，我国也不堪落后，在五六十年代，我国工业迅速发展，随着我国现代工业经济的不断迈进，产出的工业残渣也逐渐增多，废渣废水的大量排放使得工业污染已经逐步从城市蔓延至农村，尤其是近十几年内大量的工厂搬迁地区，逐渐地从城市迁移到了农村，导致一些地区的水质遭到破坏。逐年累计，一些突发性的恶性水污染事件在农村不断发生，一起起的事件不仅会给农民的身体健康甚至生命安全带来威胁，而且对社会的稳定带来影响。二是水资源的来源错综复杂。据调查研究，我国南北方大部分村庄附近周围均有河流，湖泊或水库，加之村民知识面狭窄，因此农村饮用水的水源主要來自于阴雨天气降落的雨水、水库、河流、溪水、池塘、湖泊以及地下水和窖藏水等等。尤其是遇至干旱缺水时间间隙，往往需要储存雨水和雪水，储存时间一久，大量细菌滋生，严重污染水源。三是农村生活和农业生产的污水排放。近年来，农业在生产过程中，使用的农药化肥过多，加之农作物靠近河岸，导致大量的有害物质流入至河流和湖泊之中，使农村的水源遭到破坏污染。加上在日常生活中居民对水质概念淡薄，因此无节制的排放污水，忽视了对环境的保护，导致饮用水水源被污染。四是保护水质的基础设施建设力度不高。饮用水的保护设施在很多农村比较缺乏，加之管理不到位，对于水质预警和监测方面缺乏相应的体系，有些村庄甚至存在部分水源人畜共用状况。多量饮用水在农村往往没有经过消毒处理就直接供给居民饮用，导致很多饮用水中的具有严重超标的有害成分，这些成分无色无味，难以发现，成为危害人体健康的祸源。五是村民知识缺乏，难知安全用水的常识。安全用水的宣传在我国早期发展阶段未能达到应有的力度，主要原因还是我国对于安全用水方面的知识储备并未全面，导致多数情况下难以判断饮用的水源质量是否达到可以饮用的标准，加上农村投到饮用水安全方面的精力严重匮乏，促使农村的饮用水安全受到了极大的威胁。 　　这几类是常见于农村的水质危害的原因，综上所述，不仅需要提高居民的水质安全意识，而且需要找到一种合理高效的水质检测技术，通过多个方面提高水质安全的保障。
　　4 GIS技术在水质安全方面的实际应用
　　4.1 依靠GIS技术对水质进行合理安全管理
　　在进行水资源管理工作时，在地理信息系统中引入GIS技术，不但可以有效地帮助从业人员合理、有效的进行水资源的开发和利用，而且还可以有效的促进对水资源的深入分析和研究，从而实现对水资源的科学管理。在进行水资源管理的具体工作时，可以利用GIS技术建立完善的水资源信息管理系统，利用大量的监测水资源数据，实现对水资源的合理开发和利用[1]。同时，在GIS技术的支持下打造水资源管理模型，进而实现对水资源的合理利用，减少对水资源的浪费，提高管理人员的管理效率，实现水资源的合理调配与使用。
　　4.2 依靠GIS技术建立水资源地理空间数据库
　　利用GIS技术为进行水文水资源管理建立完善的水文水资源地理空间数据库是非常重要的工作。GIS技術本身具有较强的空间特征，能够实时进行数据资料的更新和信息的传递。同时，还具有十分清晰的可视化效果，使各类信息能够清晰地呈现出来。而想要从数据中得到信息，数据处理过程是非常重要的环节。所谓数据处理过程，是指对数据进行搜集、筛选、排列、归类、转换、存储、检索、计算，以及后期的分析、模拟和预测等操作过程。数据处理的目的在于：（1）把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式;（2）把数据进行加工，使所搜集的数据成为对正确管理和决策有用的数据;（3）把编辑后的数据进行存储，以供后续使用。从而保障水资源数据库能够实时获取到准确的水文资料。
　　4.3 依靠GIS技术进行防洪减灾工作
　　随着我们国家经济的快速发展，给生态环境带来了非常恶劣的影响。近年来洪涝灾害频发，不仅造成了不可估量的经济损失，还危害了人们的生命和财产安全。而在水文数据信息监测过程中，不但需要对河流的水位、流量、降水等信息进行实时的监测、全面的掌控，而且还需要对旱、涝情、水质、地形地貌、气候条件、河流状况、绿化情况、水利设施等各种信息进行获取。利用GIS非常强大的信息整合能力，对获取的信息进行全面的整合，建设专门有效的预报系统。充分发挥GIS的优势。除此之外，GIS技术还可以实时获取水文的准确情况，利用GIS技术对相关情况进行处理，并进行全面的评估工作，做好预防工作，将灾害损失降到最低[2]。
　　4.4 依靠GIS技术进行水污染控制规划
　　工农业迅速发展，人们对工农业高速发展负面影响的认识速度相对滞后，预防不够，导致了全球性的环境污染，然而在环境污染中最为严重的为水污染。在进行水污染控制规划时，一般借助GIS技术来获取相关信息。地理信息系统的优势就是在于它的空间数据结构和对有效的数据进行集成、独特的地理空间分析、快速的空间定位搜索和复杂的空间查询、图形的快速生成和可视觉化的表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。利用地理信息系统，工作人员可以分析和查看空间信息数据的资料，帮助工作人员进行分析水质变化情况和以后的发展情况。建立水污染监测体系，能够及时了解水污染的治理情况。即使在治理过程中出现了问题，也可以依靠该系统迅速做出反应，及时进行相关的调整，并制定相关的措施[3]。
　　5 GIS的发展趋势
　　5.1 继续完善GIS规范
　　由于目前我国在开发标准和技术标准上，还不够完善统一，从而导致数据模式和开发平台较多，获得的数据也不一样，信息共享方面也存在很多问题。所以，在未来的工作中，对GIS进行统一的规范是非常重要的。而且还需要培养GIS技术的应用型人才，从而推动GIS技术的发展。
　　5.2 联合RS技术进行应用
　　根据当前水文水资源领域的现状分析，GIS技术联合RS技术可以有效的调高GIS技术的工作效率，增强其完整性和准确性。具体的要与无人机技术、因特网通信技术、虚拟显示等多种相关技术进行结合，进而形成综合的信息技术。在进行水文水资源相关信息的收集和工作的实施时，通过GIS技术和RS技术的结合应用，使实际工作中的效率和成本控制都有了显著的提升[4]。
　　6 结束语
　　众所周知，水资源在人类日常生活和生产过程中是不可或缺的重要能源，然而伴随着工业与经济的迅速发展，我们赖以生存的生活环境被日益破坏。工厂排放，生活垃圾排出等一系列肆意破坏行为都是造成水污染的关键原因。水质安全问题不仅是与人类生存和发展过程中最紧密的环境问题之一，还是人类生活、经济和社会发展的主要核心问题之一，为此基于GIS技术，我们研究了其在水质安全方面的应用，使该技术能够为水质的保护和改善提供合理有效的数据分析，让GIS技术可以在水文领域发挥其最有价值的意义。
　　参考文献：
　　[1]王志刚.GIS技术在水文地质领域的应用进展[J].内蒙古水利，2018（10）：70-71.
　　[2]李玲玲.GIS技术在水资源领域的运用[J].科学技术创新，2019（20）：30-31.
　　[3]韩立伟.GIS技术在水文水资源领域的运用[J].科技创新与应用，2018（08）：160-161.
　　[4]陈肖.GIS技术在水文水资源领域的应用研究[J].住宅与房地产，2019（12）：202.
　　[5]曹杨，张利群，张志浩，等.基于GIS的内蒙古水源地环境安全管理信息系统[J].辽宁石油化工大学学报，2016（2）：60-63.
　　[6]周克明.GIS技术在水工程安全管理中的应用研究[A].中国水利学会.中国水利学会2016学术年会论文集（下册）[C].中国水利学会：中国水利学会，2016：431-436.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15118798.htm