摘要：地理信息系统（GIS）过去只作为一项专门技术，仅仅用于测绘、制图、资源及环境管理等领域。但是，随着计算机技术的迅速发展和社会需求的不断增大，GIS技术逐渐走向成熟，应用领域不断扩大。无论经济建设还是日常生活都与地理信息密切相关，是信息产业的重要组成部分。本文从地理信息系统(GIS)的概念、特点、现状并结合水利这一专业领域的特点，简单探讨水利信息系统的解决方案。最后，对地理信息系统在水利行业的应用发展趋势作了展望。
关键词：地理信息系统（GIS）；水利地理信息系统；水利行业
1地理信息系统概述
1.1地理信息系统的基本概念
地理信息系统是一种特定的空间信息系统, 是一门介于地球科学与信息科学之间的交叉学科。它是在计算机硬件和软件系统支持下, 对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、模拟、分析、显示和描述的技术系统。它是一门为区域和工程规划、设计、管理决策服务的信息加工与管理技术, 是一种综合性强、适用性广的工具［1］。
1.2地理信息系统的构成
地理信息系统通常包括三个基本部分：计算机系统（包括软件和硬件）、地理数据库系统及应用人员和组织机构，见下图1。
1.3地理信息系统(GIS)的特征
地理信息系统具有以下三个方面的特征：1.采集管理分析和输出多种地理空间信息的能力, 很强的空间性和动态性;2.以地理研究和地理决策为目的, 以地理模型方法为手段, 具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力, 并能产生高层次的地理信息;3.由计算机系统支持进行空间地理数据管理。并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法, 作用于空间数据, 产生有用的信息, 完成人类难以完成的任务。
2我国地理信息系统(GIS)及水利信息系统的发展与现状
我国的地理信息系统起步于80年代, 1983年国家科委新技术局成立了资源与环境信息系统国家规范研究组, 标志着我国的地理信息系统的研究提上了历史日程。经过了二十几年的发展, 取得了一定的成果, 如人口信息系统、经济信息管理系统、国土信息系统等。尤其是经过最近10年的努力, 我国GIS软件的技术体系日趋完善, 已经形成了基础平台软件、桌面软件、专业软件、应用软件四个体系。国产软件在近一年时间里又有了长足的进步, 大型基础平台软件产品研发进展良好, 尤其是得到国家863计划支持的两个大型GIS基础平台软件表现突出, 在市场和应用方面有了新的进展［2］。
2004年年初, 美国劳动部将地球空间信息技术( Geo- spatial-technology) 、纳米技术与生物技术一起确定为本世纪最具发展潜力的三大最重要技术。因此, 只有深入研究建立在地理信息系统基础上的水利信息化, 才能逐步实现与经济社会发展相适应的、能有效促进水利事业可持续发展的水利信息化系统的形成。
目前，我国已经完成了国家级水情数据库建设，可以对历史水情、实时水情及降雨信息进行精确的管理和查询，省级流域级水情数据库的建设也正在如火如荼的进行当中。可以说，该技术的应用使我国水利信息管理工作更加规范化，为有关数据的高效使用奠定了基础［3］。
尽管GIS的迅速发展和日趋成熟为我们水利数据及信息管理提供了强有力的技术支持，但是由于我国水利数据量的不断增长，而国内拥有独立知识产权的数据库软件在面对海量数据的同时又显得力不从心，因此，我国地理信息系统需要进一步发展和完善，协同我国的水利事业及其他学科和领域的共同协调发展。
3水利信息系统的解决方案
地理信息系统在水利行业中的应用领域主要包括水文、防汛、水资源、水利工程管理以及其他方面（如水环境污染、水环境保护、节水灌溉及水土保持等）。
21世纪是信息时代，地理信息系统技术在水利方面的应用将越来越广泛。尤其在水利政务、防汛抗旱减灾、水资源监控调度等方面是传统技术所不能比拟的。随着资源卫星航空航天技术的发展，水利遥感技术得到了充分的发挥空间，水土流失调查与动态监测、水利工程前期规划、大型水库工程的地质调查、生态环境及水资源水污染监测与调查、干旱沙漠区的水资源调查等等，在推动国民经济建设中起到了不可估量的作用［4］。 从水利行业本身来说, 正在加快水利信息化进程, 加强水利基础数据库(如雨情和水情、旱涝灾情、水资源数量和质量、各种水利工程数据、社会经济等)的建设, 给GIS应用创造越来越好的条件;另一方面水利管理决策的时效性要求和可视化要求越来越高, 迫切需要GIS技术来满足。
“数字水利” 是新世纪数字时代的一个组成部分，开发和利用水利信息资源，与时俱进，将会推动我国经济社会可持续发展。 --!>
4我国地理信息系统(GIS)在水利行业的发展前景
GIS作为储存和分析空间资料的强有力的工具,针对于水利信息系统的独有特点，因此在水利行业具有广阔的前景，但在应用GIS解决实际问题时, 应注意以下问题及发展方向。
水利工程中有目标的数据库体系的建立和使用仍是GIS储存和处理空间资料的主要方向, 而地理信息系统、全球定位系统和遥感技术三者结合起来对整个流域地形进行三维观察, 利用GIS分析实际问题将是GIS的发展方向。
应用GIS解决实际问题时, 资料的收集、储存和处理之间始终存在一个时间差, 最经济的办法是在已有资料的基础上, 尽量进行空间的综合分析, 并对未来信息进行预测, 以此来制定工程规划方案, 达到系统的最优化。
多媒体技术是计算机技术的一场革命。它与数据库、通讯技术和知识信息处理相结合, 可开发更好的具有一定智能的决策支持系统。在水利工程设计与管理中应该引用多媒体技术, 开发界面友好的系统, 并应用计算机图形( 图像) 模拟技术与GIS结合来解决水利工程中的实际问题。
引入神经元网络技术、模糊控制理论及人工智能理论, 集成专家系统( ES) 与地理信息系统, 解决水利工程施工与管理中的实际问题将使GIS的发展进入一个全新的领域。网络技术发展和信息高速公路的建设, 促进具有统一规范标准的多级、分布式具有网络通讯功能的地理信息系统发展, 将更有利于处理具有分布式特点的水利问题［2］。
随着我国社会的不断进步、基础技术的不断发展以及模型技术专业化的不断发展，将为水利信息化建设提供完备的技术和充足的资金支持，水利信息化技术在未来必将拥有更好的发展前景和应用空间，也必将促进我国的水利事业迈向一个新的时期。（作者单位：郑州大学）
参考文献：
［1］ 贾玲,尹明万.地理信息系统在我国水利行业的应用综述［J］.水利水电技术.2007.
［2］ 刘艳林，文恒.地理信息系统及其在水利中的应用［J］.内蒙古科技与经济.2007.
［3］ 付功云.水利信息化现状和发展浅析［J］.水利科技与经济.2011.
［4］ 王波.浅析地理信息系统在水利中的应用［J］.水利天地.2010(08).