摘要：近些年来，地理信息技术被应用于多个行业领域，当然也包括在水文地质的研究领域。地理信息技术应用于水文地质研究的方向涉及到地下水资源的管理、地下水资源评价、地面沉降、地下水水质评价等方面，并且随着信息技术、计算机技术以及遥感技术等可以出现更多的新型技术，为水文地质工作的开展打下良好的基础。本篇文章就GIS技术在水文地质领域中的应用进行探讨和分析。
关键词：GIS技术；水文地质；应用分析；研究
一、地理信息系统（GIS）的综述
水文地质领域的研究方向是地下水，其研究的方面包括气象水文、土壤、人类活动以及地形地貌等。我们通过获取、分析这些方面的因素，获取水文地质方面的信息，借以深入了解我们所生活的环境。而GIS技术的应用则能够保证我们对水资源进行有效的评估，从而预防灾害事件的发生。
GIS技术的全称是地理信息系统，它所依仗的技术主要有计算机技术以及软件等技术，通过对地理空间的数据进行采集、存储以完成分析过程。GIS技术的核心是空间数据的管理子系统，该技术的功能可以概括为三个方面：一个是GIS技术的动态性和空间性的特点，使得其能够采集、分析并输出数据；第二，GIS技术汇总了多个领域的知识，所以GIS技术能够进行动态数据预测、综合要素分析以及区域空间分析等。而且GIS技术具有精确科学的数据处理能力，因此通过GIS技术得到的监测结果更加精确，以此数据进行的决策也就更加科学合理。这也是GIS技术应用于多个领域的重要原因。
水文地质的领域比较复杂，利用GIS技术对其进行分析和研究，通过构建系统的水文地质空间数据库，更直观的反映地下水的变化，为水文地质的分析和决策提供良好的基础。
二、水文地质领域中GIS的应用研究
（一）基于GIS的地下水管理
在地下水资源的开采规划过程中可以利用GIS技术来进行，当然也包括对于地下水以及地表水的联合调度。对于地下水资源的管理，可以通过建立地下水资源决策支持系统，以理论支持决策，从而实现对于地下水资源的管理。另外，建立水资源管理信息系统以及水资源管理模型，系统和模型基于GIS技术而建立，实现了对水资源管理和决策的效率，也实现了对水资源的持续高效的管理。在对地下水资源进行开采利用的时候，GIS技术也已经成为最有效的技术支持手段，通过该技术的运用，选择合理的开采区域从而降低开采成本。通过建立地下和地表水的联合模型，分析空间数据从而实现科学评价地下水位。在GIS技术应用于地下水资源的管理方面，有不少专家已经开发出了相关的系统。李门楼等通过开发河北平原地区的地下水资源决策支持系统，实现了对于本地区地下水资源的管理；孙颖等通过开发基于GIS技术的北京市地下水管理系统，完成了地下水的空间分析模型和地理信息系统间的有机合成。而在地下水和地表水的联合调动方面，GIS技术也发挥了重压作用。尹莹便是利用了GIS技术，研究了济南市平阴的某河流流域的地表水和地下水的相互联系。这些案例的成功都为我们指明了GIS技术在水资源管理中的应用方向。
（二）基于GIS技术的地下水资源评价
因为GIS技术对于空间数据的强大的分析能力，因此成为地下水资源评价方面一个有利的工具。通过与统计学方法相结合，建立统计模型实现地下水资源的评价。而国外学者在对水资源的评价方面也有着许多研究。GIS技术应用于水文地质的评价和决策主要是通过空间统计模型、地下水量评价模型以及水流量数值模型等来对地下水的运动过程以及水质变化进行模拟再现，以此作为依据来为地下水资源的合理开发和利用以及相关的建设提供有效的理论和技术支持。马明等利用了GIS技术对通州区某区域的地下水超采以及采补平衡的问题进行研究。在国外，GIS技术在水资源评价中也得到了广泛的应用。不管是国内还是国外对于GIS技术的应用都促使了地下水资源的评价工作更加系统化和信息化，也促进了水资源评价工作的高效和快捷性。
（三）基于GIS的地面沉降研究
GIS技术在地面沉降研究中也得到了广泛的应用。比如通过建立数据查询和可视化处理子模块的地面沉降预测系统，可以研究地下水开采而引发的地面沉降问题。通过建立地面沉降和地下水位动态检测信息系统，对地下水位的变化以及地面的沉降情况进行自动化的监控。
（四）基于GIS技术的水文地质调查
水文地质的调查涉及到的方面主要包括水文地质测绘、水文地质的试验、地下水动态观测以及物探等多个方面。通过利用GIS技术能够对数据进行处理和配准，将考察得来的数据录入平台，以便能够及时快速且准确的得出考察结论，提高了工作效率和质量。除此之外，GIS技术对于空间数据的处理能力十分强大，因此能够处理区域调查中存在的复杂问题，另外，GIS技术具有制作专题图的数据处理能力，为高效率、高精度的制图提供了强大的技术支持。GIS技术在水文地质调查中的应用也有众多的实例，比如通过对数据的分析和处理，建立数据录入平台，将野外调查得到的数据及时录入并进行分析；在研究矿区的水文地质情况的时候，利用GIS技术对于空间数据的处理能力，和遥感技术相结合得到地表径流和矿区补径排关系，得到复杂的矿区地域的水文地质调查信息。因此，GIS技术在地下水资源的调查上主要应用其制图功能建立相应的数据库，比如地下水的动态观测数据、水文地质试验结果等等，从而实现空间数据的可视化查询。
（五）基于GIS的水质评价以及污染物分析
GIS技术在水质评价及污染物分析方面的应用也非常广泛，在实际的应用中有以下几方面的案例。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如基于GIS技术的图形管理技术开发出检测地下水水质的综合评价模型，用以实现对地下水水质的综合评价；基于GIS技术的数据管理、空间分析和制图功能，针对地下水的化学类型的空间分布图进行制作和分析；利用GIS技术的空间分析和制图功能，分析浅层地下水的防污性能。在国外，GIS技术在水质评价的应用也非常广泛。例如对运用GIS技术山区的地下水质量的评判以及对于地下水中的氯离子含量的分析等。
（六）基于GIS技术的地下水保护
关于地下水保护所涉及到的研究方向主要包括地下脆弱性的评价、水源保护区的规划、地下水污染的评价、地下水监测的设计与优化等等。而GIS技术的应用也大抵在这些方面。国内外将GIS技术应用于对地下水脆弱性的评价的研究也不少，通过将GIS技术与相关评价指标的结合，建立起地下水脆弱评价体系，从而对某一区域的地下水脆弱性进行评价，相对来说能够得到比较客观合理的结论。而在水源保护的规划方面，GIS技术也得到了广泛应用，并且实现了水源保护区数据管理的信息化。
三、GIS技术在水文领域的应用中存在的问题
GIS技术因其强大的功能特性在水文地质领域方面的应用可谓十分广泛，而且也极大的促进了水文地质领域的相关研究，不过仍然存在着某些问题。
（一）在进行水文地质领域的研究时，通常将GIS技术与地下水的数值模型进行结合，不过这种结合主要程度上还是与部分数值模型的结合，还没有实现广泛的完全结合，而且即便是实现了GIS和地下水数值模型的广泛结合，相关应用还不够成熟，还需要进一步的完善。
（二）GIS技术应用于水文地质领域的应用方面来看，只有少数的三维或者四维的应用案例，而水文地质领域实体是三维的，而杜宇地下水的模型运行的结果是四维的，因此当下需要不断完善GIS技术在水文地质领域中三维及四维功能的应用。
（三）分布式水文模型在地下水和地表示的联合调度管理方面发挥着重要的作用，不过目前分布式水文模型和GIS技术的集成程度还有待加强。
（四）GIS技术对数据的处理功能强大，不过在信息共享以及标准化等方面存在着缺陷，导致不同地区的系统数据不能够很好的共享以及实现标准化的转换，这种局限性影响了GIS技术在水文地质领域的进一步应用。
四、GIS技术在水文地质领域中的应用前景分析
（一）实现地下水数值模型和GIS与RS技术的融合
地下水数值模型在一定程度上与GIS和RS技术有某些相似之处，前者的离散网格和后两者的栅格数据有着共同之处，因此可以实现两者的融合。另外，GIS和RS的栅格信息更加丰富，而且可以将两者的优势结合，比如RS在实时信息的提供上具有众多的优势，将GIS技术和RS技术的结合，能够将两者在动态监测和空间数据的管理和处理方面的优势进行充分的结合利用。将现有的计算模型转化为栅格为计算单元的分布式模型，从而将地下水的数值模型与GIS、RS技术充分的结合起来，是水文地质领域研究的重要方向之一。
（二）实现基于GIS技术的地下水三维或思维可视化研究
当前在应用GIS技术实现地下水的三维或四维研究方面还不是太成熟，下一步要实现包括水文地质条件、地下水动态以及模型运行的三维或者思维显示。这就需要开发出能够实现三维或思维分析的GIS软件，同时还要研究出与之配套的三维水文地质概念模型。
（三）提高GIS技术与分布式水文模型的集成程度
分布式水文模型在实现地下水和地表水的联合调度、管理中发挥着重要作用，而当前分布式水文模型与GIS技术的结合还不够紧密，因此提高两者的集成程度也是今后的重点研究方向。
（四）网络地理信息系统发展
网络地理信息技术（WEBGIS）的发展也受到越来越多的关注，该信息技术系统的数据库趋向标准化，能够实现地下水数据信息的共享，这就打破了区域限制，确保了地下水研究人员能够及时的掌握需要的数据信息，从而及时的了解不同地区的地下水信息，确保下一步工作的开展。
（五）构建水资源管理决策支持体系
水资源管理决策支持体系是将GIS技术同人工智能以及模拟技术相结合而组建的，这个体系能够实现对水文地质的管理，同时也能为管理工作提供一定的参考。不过该体系的使用还存在这一定的问题，其科学性还有待完善，我们应该针对该支持体系的不足及时改进、优化，构建出更加合理的GIS技术，并且构建智能型DSS，为水文地质的工作做好服务。
小结：
GIS技术广泛的应用在水文地质的多个领域中，不可否认该技术为水文地质领域的研究和发展做出了重大贡献，不过我们还需要进一步的开发和利用GIS技术，推动该技术在水文地质领域中得到更加广泛、更加深入的应用，更好的服务于水文地质领域的研究。
参考文献：
[1]杨国镁，华云.GIS技术在水文地质领域的应用进展[J].黑龙江科技信息，2017（8）：107-109
[2]谢剑勇.GIS技术在水文地质领域的应用[J].低碳世界，2017（7）：98-99
[3]钱程，武雄，穆文平，等.GIS技术在水文地质领域的应用进展[J].南水北调与水利科技，2016，14（3）：115-122
论文作者:孟贵和
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
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