Resumen: En los últimos años, la tecnología SIG (sistema de información geográfica) ha jugado un papel destacado en el campo de aplicación de proyectos de conservación de agua. Se analizan las formas de aplicación específicas de la tecnología SIG en la planificación de la conservación del agua, la gestión de recursos hídricos y otros proyectos de conservación del agua, y se prospectan las perspectivas de aplicación de los SIG en proyectos de conservación del agua con base en la dirección de desarrollo de la ciencia de la información geográfica.
Palabras clave: SIG; proyecto de conservación del agua;
1 Descripción general de la tecnología de sistemas de información geográfica
En la década de 1960, se creó el primer SIG (Sistema Canadiense de Información Geográfica) del mundo. Nació System (CGIS), cuyo núcleo es utilizar computadoras para procesar y analizar información geográfica con atributos espaciales. La tecnología SIG puede gestionar eficazmente los recursos de información geográfica y es una tecnología central que se puede utilizar de forma eficaz. Desde el siglo XX, la creciente tecnología informática y de redes ha promovido en gran medida el desarrollo de los SIG en China. Dado que su aplicación puede mejorar significativamente la eficiencia del trabajo y los beneficios económicos, la tecnología SIG se ha convertido en una tecnología de vanguardia indispensable en aplicaciones ambientales y de recursos.
Durante los últimos 20 años, el nivel económico de China ha seguido creciendo y la calidad de vida de la gente ha mejorado constantemente. Al mismo tiempo, la contradicción entre la demanda de recursos hídricos y la utilización relativamente insuficiente de los recursos hídricos se ha intensificado gradualmente, lo que ha llevado a los trabajadores de conservación del agua a explorar continuamente cómo utilizar la tecnología de la información moderna para aliviar esta contradicción. Para utilizar eficazmente los recursos hídricos, aprovechar plenamente el papel regulador de los proyectos de conservación del agua en las condiciones existentes y reducir la inversión de personal de construcción y gestión, la tecnología SIG, como una de las manifestaciones de la informatización, continúa ampliando el alcance de aplicación y profundizar su aplicación en todos los aspectos del nivel de proyectos de conservación del agua. A través del desarrollo en los últimos años, la forma de aplicación de SIG ha cambiado de simples aplicaciones de visualización a aplicaciones complejas como análisis integrado, simulación y predicción. Sus funciones también se han actualizado a monitoreo, análisis y comparación dinámicos de cambios en la información geográfica. múltiples períodos, así como recopilación de datos, empaquetado unificado de análisis espacial y procesos de toma de decisiones. La práctica ha demostrado que el uso de sistemas GIS es útil para que los diseñadores planifiquen el proyecto en su conjunto, para que los trabajadores de la construcción controlen el progreso y la calidad durante el proceso de implementación y para mejorar efectivamente la eficiencia del trabajo de los gerentes, mejorando así la informatización general. nivel de la industria de conservación del agua.
Aplicación de la tecnología SIG en proyectos de conservación de agua
La construcción de proyectos de conservación de agua tiene como objetivo eliminar los daños causados por el agua y desarrollar y utilizar los recursos hídricos. Esto es evidente, pero son proyectos de conservación de agua. tienen ciertos atributos geográficos y espaciales que dependen en gran medida del entorno geográfico donde se ubica el proyecto. El desarrollo de SIG proporciona una forma viable y un método de análisis de simulación eficaz para expresar los atributos espaciales de los proyectos de conservación del agua. La tecnología SIG se utiliza para vectorizar datos de información geográfica y construir una plataforma de información geográfica de proyectos de conservación de agua, que puede mostrar intuitivamente el entorno de ingeniería y realizar análisis y simulación ambientales combinados con datos de conservación de agua, lo que es beneficioso para la toma de decisiones de los administradores [1] .
En la actualidad, la aplicación de SIG en proyectos de conservación de agua se refleja principalmente en los siguientes aspectos:
(1) Planificación de proyectos de conservación de agua
La tecnología SIG se ampliamente utilizado en embalses La selección del sitio, el diseño de ingeniería complejo, la medición de ingeniería [2], el cálculo de la capacidad del embalse, el cálculo del movimiento de tierras de excavación, el monitoreo de la construcción de ingeniería [3], el monitoreo de la deformación de ingeniería y otros aspectos han promovido el desarrollo científico de la planificación y gestión de proyectos de conservación del agua. .
(2) Gestión de recursos hídricos
La aplicación de la tecnología SIG puede determinar la división de los recursos hídricos, establecer un modelo de gestión científico y eficaz, analizar la cantidad de recursos hídricos y visualmente mostrar la distribución y cantidad de los recursos hídricos. Los cambios dinámicos ayudan a lograr una utilización racional de los recursos hídricos.
(3) Prevención de inundaciones y reducción de desastres
La aplicación de SIG se refleja principalmente en el sistema de apoyo a las decisiones de control de inundaciones [4] y en la evaluación de los daños por inundaciones. Basado en SIG, logra la expresión intuitiva y vívida de los planes de toma de decisiones, la información sobre el control de inundaciones y el alcance del desastre, brindando un sólido soporte técnico para la toma de decisiones nacionales sobre el control de inundaciones.
(4) Conservación del suelo y el agua
Utilizando la tecnología SIG, podemos predecir y monitorear dinámicamente la pérdida de suelo y agua [4], y consultar, contar y analizar la zonificación y el uso del suelo. Es propicio para la formulación de medidas integrales de control de la erosión del agua y del suelo en áreas clave y la mejora de los efectos de control.
(5) Monitoreo de la calidad del agua
El establecimiento de una plataforma de aplicación de monitoreo de la calidad del agua SIG puede captar los cambios dinámicos en tiempo real en la calidad del agua, identificar fuentes de contaminación de manera oportuna, y facilitar el análisis de las reservas de agua superficial y subterránea y simular el despacho del volumen de agua y mejorar el nivel de utilización de los recursos hídricos.
(6) Pronóstico hidrológico
Utilice la tecnología SIG para integrar datos hidrológicos básicos, realizar una gestión básica de datos de fondo, consulta de datos espaciales y de atributos, datos estadísticos y visualización de recuperación, y proporcionar pronósticos hidrológicos. Soporte de datos básicos [5].
3 Perspectivas de aplicación de la tecnología SIG
Con el desarrollo de la tecnología informática, la aplicación de la tecnología SIG en proyectos de conservación del agua ha evolucionado desde la consulta y visualización de información sobre la conservación del agua combinada con elementos geográficos hasta Utilizando operaciones espaciales SIG se realizan análisis, cálculos, simulaciones y estadísticas sobre información sobre conservación del agua. En los últimos años, se han combinado sensores remotos, GPS y otras tecnologías de vanguardia para construir plataformas GIS 3D y 4D para realizar aplicaciones de simulación de edificios hidráulicos multidimensionales (como análisis visual de inundaciones y sistemas de evaluación de desastres en 3D, sistemas de gestión de construcción para la conservación del agua en 4D). , etc.) se ha convertido en nuevas tendencias en la aplicación de información sobre conservación del agua. [6]). Los atributos geográficos espaciales de los elementos de conservación del agua promueven el rápido desarrollo de aplicaciones SIG en el campo de la conservación del agua. A lo largo de la historia del desarrollo, la tendencia de desarrollo de las aplicaciones SIG para la conservación del agua se refleja principalmente en la expansión divergente del contenido de las aplicaciones y la integración de la tecnología de las aplicaciones.
3.1 Ampliación del contenido de la aplicación
Utilizando la tecnología GIS, se realiza la visualización del análisis y la simulación del entorno de ingeniería, lo que mejora la puntualidad y precisión de la obtención de información hasta cierto punto y es beneficioso para gestión y toma de decisiones. Por lo tanto, en el futuro, la tecnología SIG cubrirá gradualmente todos los aspectos de la industria de la conservación del agua y promoverá un mayor desarrollo de la informatización de la conservación del agua.
(1) Simulación de inundaciones
Con base en datos históricos de inundaciones y una plataforma SIG, establezca un modelo de cuenca razonable y analice las causas, características y patrones de las inundaciones en la cuenca mediante simulación visual. Analizar las condiciones naturales de los principales ríos mediante la clasificación de elementos de información geográfica, utilizar tecnología SIG para simular y analizar la evolución de las inundaciones aguas arriba y aguas abajo, y promover el establecimiento de relaciones razonables de almacenamiento, detención y descarga de inundaciones y medidas de gestión bajo ciertos estándares de inundaciones; .
(2) Plan de abastecimiento de agua
Establecer una plataforma de gestión de información geográfica para el suministro de agua, la demanda de agua y el almacenamiento de agua, y mostrar visualmente la distribución de las fuentes de agua a través de mapas electrónicos, que ayudará a estudiar posibles planes de suministro de agua y grandes medidas de ingeniería, así como medidas de gestión de los recursos hídricos y medidas de garantía de la calidad del agua.
(3) Análisis de la calidad del agua
Realizar la automatización de la recolección de la calidad del agua, utilizar tecnología SIG para analizar los atributos geográficos de la geología y la información sobre la calidad del agua, estudiar la zonificación de la erosión del agua y del suelo; posibles fuentes de contaminación; utilizar datos históricos, simular y predecir la carga de contaminación y los cambios en la calidad del agua en diferentes niveles de planificación en años, y estudiar medidas para proteger los recursos hídricos.
(4) Estudio de ingeniería
Los UAV están equipados con sensores remotos y equipos GPS para recopilar y procesar datos de medición de ingeniería, y utilizan tecnología GIS para visualizar los datos de medición, lo que reduce el costo de mano de obra. de levantamiento de campo. , que mejora la precisión y eficiencia de las mediciones de ingeniería y facilita la aplicación racional de los resultados de los datos.
3.2 Aplicación profunda de la tecnología
(1) Minería de tecnología SIG
Con el desarrollo de la tecnología SIG, varias estructuras de datos espaciales (como "real Nació el "espacio-tiempo tridimensional", el "espacio-tiempo cuatridimensional") [7]. Los modelos de datos orientados a objetos y los lenguajes de interfaz prácticos se encuentran en una etapa de rápido desarrollo, la tecnología de entrada automática de datos mejora constantemente, el desarrollo de modelos de aplicaciones SIG en diversas industrias continúa aumentando y la capacidad de red * * * de SIG ( webGIS) continúa aumentando. En un entorno tan general, la integración de la conservación del agua y los SIG inevitablemente se volverá más profunda. Específicamente, la expresión de la información de los datos sobre la conservación del agua tenderá a ser multidimensional, enriquecida, tridimensional y * * * agradable y. El modelo de aplicación de conservación del agua tenderá a ser más estructurado y escalable, formando una plataforma de gestión integrada SIG para toda la industria de la conservación del agua y abriendo gradualmente la situación * * * * de los sistemas integrados SIG y los sistemas profesionales de conservación del agua.
(2) Integración de tecnologías relacionadas
Dada la puntualidad y la complejidad de los datos espaciales de conservación del agua, es difícil que una sola tecnología SIG cumpla con los requisitos de procesamiento de los elementos de conservación del agua. Por lo tanto, en la aplicación de proyectos de conservación de agua, la integración de la tecnología "3S" (GPS, RS, GIS) y la tecnología de drones se ha convertido en una tendencia de desarrollo inevitable. Los sistemas de posicionamiento global proporcionan un medio para localizar y actualizar rápidamente los sistemas de información geográfica. Las características multiespectrales, multitemporales, multisensores y multiresoluciones de la tecnología de teledetección continúan inyectando "combustible" a los SIG. Luego, los SIG pueden usarse para respaldar la extracción automática de información semántica y no semántica a partir de datos de imágenes de teledetección, y los drones pueden usarse como portadores de equipos de teledetección [7]. La utilización de fotografías aéreas con drones, GPS y RS brindan a los SIG una naturaleza dinámica y en tiempo real.
El sistema de información geográfica sobre conservación del agua compuesto por tecnología 3S es un sistema GIS en tiempo real altamente automatizado. El sistema no sólo tiene la función de recopilar, procesar y actualizar datos de forma automática y en tiempo real, sino que también puede analizar y utilizar los datos para proporcionar consultas científicas sobre la toma de decisiones para la aplicación de disciplinas de conservación del agua.
El Sistema de Información Geográfica Multimedia (MGIS) integra texto, gráficos (imágenes), sonido, color, animación y otras tecnologías, abriendo nuevos campos y amplias perspectivas para las aplicaciones SIG [8]. Puede expresar y percibir información geográfica espacial de la manera más intuitiva y controlar la tecnología de procesamiento de información geográfica espacial con interfaces conversacionales hombre-máquina visuales, táctiles (pantalla táctil) e incluso activadas por voz. La aplicación de MGIS en sistemas de información geográfica de conservación del agua tendrá un impacto significativo en el diseño de la estructura, función y modelo de aplicación, haciendo que la información diversa sea más abundante, flexible y amigable.
4 Conclusión
No hay duda de que la aplicación de los SIG para la conservación del agua se basa en datos geoespaciales y datos de elementos temáticos de la conservación del agua, y el desarrollo de especialidades relacionadas (como la topografía). Tendrá Producir restricciones obvias o efectos de promoción. Por lo tanto, el nivel de aplicación de SIG en proyectos de conservación de agua debe mejorarse constantemente en función del desarrollo de cada especialidad para evitar puertas cerradas y espejismos.
La aplicación de SIG integrados con tecnologías complejas en proyectos de conservación del agua se convertirá en la principal tendencia de informatización de la conservación del agua en el futuro. La construcción de una plataforma integral de información geográfica para proyectos de conservación de agua que integre la planificación, construcción y gestión del proyecto puede mostrar de manera efectiva las condiciones de operación del proyecto en tiempo real, simular las condiciones de control de inundaciones, mejorar las capacidades de toma de decisiones de gestión y contribuir al desarrollo del agua. informatización de la conservación.
Referencia
Liu. Discusión sobre la aplicación del sistema de información geográfica en proyectos de conservación de agua [J]. Economía Rural y Ciencia y Tecnología, 2016, 27 (18): 65.
[2]Ju Zunzhou. Aplicación de la tecnología 3S en la medición de ingeniería de conservación del agua [J] Información científica (Investigación académica), 2008 (14): 239-240.
[3]Li Lei. Una breve discusión sobre la aplicación de la tecnología de la información en la gestión de la construcción de proyectos de conservación de agua [J].
[4]Wang Fang, Bu Qianqian. Un breve análisis de la aplicación de sistemas informáticos de información geográfica en la conservación del agua [J]. Conservación de recursos y protección ambiental, 2015 (03): 154.
[5] Zhao Xiaomin, Li Benhuai. Aplicación de la tecnología SIG en la previsión hidrológica, tomando como ejemplo el embalse de Xinlicheng en la ciudad de Changchun [J].
[6] Liu Dan, He Fan. Tendencias de aplicación y desarrollo de SIG en la modernización de la conservación del agua [J].
[7]Zhang Huiling. Aplicación y tendencias futuras de desarrollo de la tecnología SIG [J]. Ingeniería de Sistemas de Información, 2012 (04): 98-99.
[8]Dong Fengfu, Liu Yang. Tendencia de desarrollo de la tecnología SIG [J] Red e información, 2007 (08): 65.
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