GIS环境下的流域水资源优化配置模型
水资源配置优化决策模型研究
水资源配置优化决策模型研究水是生命之源，是人类社会发展和生态系统平衡不可或缺的重要资源。
然而，随着人口增长、经济发展以及环境变化，水资源的供需矛盾日益突出。
在这种背景下，水资源配置优化决策模型的研究显得尤为重要。
水资源配置优化决策模型旨在通过科学合理的方法，对有限的水资源在不同区域、不同行业和不同用户之间进行分配，以实现水资源的高效利用和可持续发展。
这一模型的构建需要综合考虑多种因素，如水资源的供给能力、用水需求、水质状况、生态环境要求以及社会经济发展目标等。
在水资源的供给方面，需要对当地的水资源总量、可开采量以及水资源的时空分布特征进行详细的分析。
例如，某些地区在雨季水资源丰富，但在旱季则面临缺水的困境；而有些地区则由于地理和气候条件的限制，水资源一直处于相对匮乏的状态。
准确掌握水资源的供给情况是进行合理配置的基础。
用水需求则是另一个关键因素。
不同行业和用户的用水需求差异很大。
农业灌溉需要大量的水资源，工业生产中的某些环节对水质和水量有特定的要求，城市居民生活用水也随着人口增长和生活水平的提高而不断增加。
此外，生态环境也需要一定量的水资源来维持其正常的功能和平衡。
水质状况同样不能忽视。
优质的水资源可以直接用于生活和生产，但受到污染的水则需要经过处理才能使用，这不仅增加了成本，还可能影响水资源的有效利用。
因此，在水资源配置中，要考虑水质对不同用途的适用性。
社会经济发展目标也是影响水资源配置的重要因素。
为了促进经济增长和社会发展，可能需要在一定程度上优先保障某些重点产业和项目的用水需求。
但同时，也要兼顾公平和可持续性，确保广大居民的基本用水权益和未来世代的水资源需求。
构建水资源配置优化决策模型的方法多种多样。
常见的有线性规划模型、非线性规划模型、多目标规划模型以及系统动力学模型等。
线性规划模型是一种较为简单和常用的方法。
它假设决策变量之间的关系是线性的，通过建立目标函数和约束条件，求解最优的水资源配置方案。
GIS技术在水资源管理与水环境保护中的应用案例
GIS技术在水资源管理与水环境保护中的应用案例随着经济的不断发展和人口的增长，水资源管理和水环境保护成为全球范围内亟需解决的重要问题。
在这个背景下，地理信息系统（GIS）技术的应用日益广泛，为水资源管理和水环境保护提供了有效的工具和方法。
一、水资源管理中的GIS应用案例在水资源管理中，GIS技术的应用主要体现在水资源的调查、评估、规划和管理等方面。
以某水库的管理为例，利用GIS技术，可以对水库的水质、水量、水流等进行实时监测和统计，进而评估水资源的利用情况和变化趋势。
同时，通过GIS技术可以将这些信息与地理位置进行关联，生成水资源分布图、水资源利用规划等。
这样，水库管理者可以通过空间分析和数据挖掘等方法，更好地了解水源地的特点和供水区域的需求，为水资源的合理调配和管理提供技术支持。
此外，GIS技术还可以应用于水资源的保护和保育中。
例如，在自然保护区的管理中，利用GIS技术可以对水源地的位置、范围、地形、植被等进行综合分析，制定出科学合理的水资源保护措施。
通过空间分析和模拟等方法，可以预测和评估不同保护措施对水资源的影响程度，从而选择最佳的保护方案。
二、水环境保护中的GIS应用案例水环境保护是保障人类健康和生态系统完整性的重要任务。
GIS技术的应用为水环境保护提供了空间分析、数据管理和决策支持等方面的有力支持。
在水环境监测中，利用GIS技术可以实现对不同地点的水质和污染源的分布进行可视化和动态监测。
通过采集水质数据和污染源数据，并与GIS系统进行整合和分析，可以实时在地图上展示水质状况和污染源分布情况，为环保部门提供科学依据和决策支持。
同时，GIS技术还可以与遥感技术相结合，利用卫星图像等数据，对水体质量进行遥感监测和分析，实现对大范围水环境变化的监测和预警。
除了水质监测，GIS技术还可以在水环境保护规划和管理中发挥重要作用。
例如，在城市雨水管理方面，通过GIS技术可以建立雨水管网模型，利用网络分析和模拟方法，确定合理的雨水流向和排放点，最大限度地减少城市内涝和水污染。
基于GIS的水资源及水质管理与评估系统建设
基于GIS的水资源及水质管理与评估系统建设近年来，水资源的管理与评估成为了全球范围内的一项重要任务。
为了更好地保护水资源和确保水质的安全，各国纷纷利用地理信息系统（GIS）技术建设水资源及水质管理与评估系统。
本文将从系统建设的需求、主要功能、技术支持和应用前景等方面对基于GIS的水资源及水质管理与评估系统进行探讨。
首先，为什么需要基于GIS的水资源及水质管理与评估系统呢？水资源是人类赖以生存和发展的重要基础，但由于工业化和城市化进程的加速，水资源日益受到污染和过度开发的威胁。
因此，建立一个能够实时监测、评估和管理水资源及水质的系统具有重要意义。
而GIS技术作为一种以空间数据为基础的信息技术，具备空间数据采集、处理、分析和可视化的能力，非常适合用于水资源及水质管理与评估。
基于GIS的水资源及水质管理与评估系统主要包括以下几个功能模块。
首先是空间数据采集模块，该模块通过各种传感器和监测设备，实时采集水质数据、水文数据和水资源利用数据等，确保系统具备准确的数据支持。
其次是数据处理和分析模块，该模块利用GIS技术对采集到的数据进行处理和分析，包括数据清洗、数据融合、空间分析和统计分析等，以获取有关水资源及水质的全貌和趋势。
再次是水资源管理模块，该模块基于采集到的数据，对水资源进行实时监测、分析和管理，包括水量的管理、水位的监测和流域模拟等。
最后是水质评估模块，该模块通过GIS技术对水质数据进行综合评估，包括水质指标分析、水质模拟和水质评价等，以对水体的水质状况进行评估。
在技术支持方面，基于GIS的水资源及水质管理与评估系统依赖于多种技术手段。
首先是传感器技术，用于实时采集水质数据、水文数据和水资源利用数据等。
其次是遥感技术，通过卫星和航空影像获取大面积水资源信息，包括水域分布、水体面积和湖泊深度等。
再次是空间分析技术，该技术利用GIS工具对采集到的数据进行处理和分析，包括空间关系分析、空间插值和空间化统计等。
基于GIS的水资源空间分布分析
基于GIS的水资源空间分布分析水是生命之源，对于人类的生存和社会的发展至关重要。
了解水资源的空间分布情况，对于合理规划水资源的开发、利用和保护具有重要意义。
地理信息系统（GIS）作为一种强大的空间分析工具，为水资源空间分布的研究提供了有力的支持。
GIS 是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术系统。
它将地理空间数据与属性数据相结合，通过空间分析功能，能够揭示地理现象的空间规律和相互关系。
在水资源研究中，GIS 可以整合地形、土壤、植被、气候等多种数据，对水资源的空间分布进行全面、深入的分析。
首先，GIS 可以通过数字高程模型（DEM）来分析地形对水资源分布的影响。
地形的起伏决定了水流的方向和速度，从而影响着地表水和地下水的形成与分布。
利用 DEM 数据，可以计算出坡度、坡向等地形参数，进而了解不同地形条件下水资源的潜在分布情况。
例如，在山区，地势陡峭，水流速度快，容易形成地表径流；而在山谷和平原地区，水流速度较慢，更容易形成地下水的储存。
其次，土壤类型和质地也会影响水资源的分布。
不同类型的土壤具有不同的渗透性和持水能力。
GIS 可以将土壤数据与其他地理数据进行叠加分析，确定哪些区域的土壤能够更好地保持水分，哪些区域容易发生水分的渗漏和流失。
这对于农业灌溉和水资源的合理调配具有重要的指导意义。
气候因素在水资源的形成和分布中起着关键作用。
降雨量、气温、蒸发量等气候数据可以通过 GIS 与地理空间信息相结合，分析不同地区的水资源补给和消耗情况。
例如，在降雨量丰富的地区，水资源相对充足；而在干旱地区，水资源则较为匮乏。
通过这种分析，可以为水资源的跨区域调配和节水措施的制定提供依据。
植被覆盖情况也会对水资源的分布产生影响。
植被可以通过蒸腾作用消耗水分，同时也能够保持土壤的水分，减少水土流失。
利用 GIS可以分析不同植被类型和覆盖度下的水资源状况，为生态保护和水资源管理提供参考。
在实际应用中，基于 GIS 的水资源空间分布分析通常包括以下步骤：数据收集是基础。
GIS在流域水资源管理中的应用
GIS在流域水资源管理中的应用摘要：GIS（GraphiInfratinSyste，地理信息系统）具有高效的空间数据管理和灵活的空间数据综合分析能力，在众多研究领域得到了广泛应用，对流域水资源管理系统的建立也起着重要支持作用。
本文在欧盟-辽宁综合环境管理项目的背景下，提出了基于GIS的流域水资源管理系统解决方案，实现对流域水资源的综合管理。
关键词：GIS水资源管理流域1引言水资源作为人类社会生存和发展的基本条件，其综合开发利用越来越受到重视。
但由于人类对水资源规律认识的不足以及常规的规划和管理手段的局限性，对水资源实现综合全面的管理难度很大。
随着计算机技术的发展尤其是GIS技术的逐步成熟，开发基于GIS系统的综合水资源管理系统成为可能。
在辽河流域水资源管理系统的建设过程中，GIS作为基础的数据平台对数字化地图等空间数据和水文信息等属性数据进行统一的管理，同时，GIS还为流域规划项目中所采用的水量模型（IGS）和水质模型（IKE11）等提供了统一的数据接口，将各个环境模型很好的衔接和协调起来。
GIS系统强大的图形处理和输出能力更为水资源管理决策提供了直观的数据支持。
从辽河水资源管理系统实际的应用情况来看，GIS技术在流域水资源相关空间数据的获娶管理、分析、模拟和显示等方面起到了不可替代的作用，在评价水资源规划方案和进行复杂的水资源管理决策方面也起了重要的支持作用。
2GIS技术和水资源管理的结合（1）GIS技术的优势GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析和显示的计算机系统。
它采用地理模型分析方法，适时提供多种空间地理信息，辅助相关的地理研究和地理决策[1]。
由于GIS可将地理空间模型化并存储在计算机中，因此它还具有对研究对象进行描述、模拟和预测的功能。
相对于常规意义上的信息系统，GIS具有空间分析能力强、数据来源广泛、工作方式直观形象等特点[2]，在对空间数据的查询和分析功能要求较高的领域得到了广泛的应用。
基于GIS的水资源调控技术研究
基于GIS的水资源调控技术研究随着全球气候变化和人口增长的不断加剧，全球各地的水资源短缺问题日益突出。
对于人们来说，水是生命之源，也是经济和社会发展的基础。
因此，研究水资源调控技术成为了当下的重要课题之一。
近年来，基于地理信息系统（GIS）的水资源调控技术成为了研究的热点。
GIS 技术可以通过空间分析和实时监控等方式对水资源分布和利用情况进行精细化管理，为水资源的可持续利用提供了有效的手段。
一、GIS在水资源调控中的应用1.水资源分布模型的构建GIS技术可以通过对水质、水量及水位等固有特征进行分析，并综合考虑自然条件和人类活动等因素，构建水资源分布模型。
该模型能够准确反映水资源的分布情况，为调控提供了依据。
2.水资源利用的动态监测GIS技术可以通过传感器和遥感技术等手段，实时监测水资源的利用情况，及时掌握水资源变化和利用信息，为水资源调控提供了实时数据支持。
3.水资源遥感监测GIS技术可以通过卫星遥感技术对水面积、淹没范围、洪水灾害等进行监测，提前预防和预警水灾风险，有效避免灾害损失。
二、GIS在水资源调控中的优势1.精准定位GIS技术在水资源调控中可以实现精准的地理定位，通过对地理信息的可视化呈现，使管理者更为直观地了解水资源的利用情况。
同时，可以针对不同地理位置制定不同的调控方案，提高水资源利用的灵活性。
2.快速响应GIS技术可以实时掌握水资源的利用情况，并进行动态监控。
通过分析数据，可以发现问题并快速响应，提供快速、精准的应对方案。
3.高效管理GIS技术可以提高水资源的利用效率和管理效率，通过对各种水资源数据进行有效整合和综合分析，为水资源调控提供科学、有效的依据。
三、GIS水资源调控技术的应用案例1. 太湖流域综合治理太湖流域是长三角地区的重要水资源基地，也是全国著名的旅游度假区。
由于人类活动及自然变化等多种因素的影响，太湖流域的水资源受到了严重的污染和破坏。
针对这种状况，利用GIS技术建立了太湖流域的水资源分析与管理系统，通过实时监控和动态调控，对太湖流域进行了深度治理，提高了水资源的管理效率和质量。
基于GIS技术的城市水源优化供应方案设计
基于GIS技术的城市水源优化供应方案设计随着城市化进程不断加速和人口增长的不断加剧，城市水资源供需矛盾也越来越严重，为了满足城市发展和人民日益增长的生活用水需求，城市水资源的管理、保护和利用已经成为城市可持续发展的重要问题。
为此，采用GIS技术设计优化供水方案成为了解决城市用水问题的一种有效手段。
一、GIS平台概述GIS是从地理学和计算机科学两个学科发展而来的一种信息系统，它将空间信息与属性信息结合起来，实现了空间数据的存储、查询、分析、处理、显示等功能。
GIS技术的基本原理是通过将地球表面上的自然、人文和经济等各种信息用地理信息系统的数据结构进行组织和管理，使之成为可视化、可分析、可处理和可操作的地理信息系统。
二、城市水资源的管理城市水资源包括地表水和地下水两部分，不仅要满足城市的生活用水需求，还要满足农业、工业和生态用水等方面的需求。
但是由于大气、水文、地质、土地等因素的影响，城市水资源的供应面临着一些问题，例如水源地周边环境恶劣、水质不达标、水资源开发利用率低等。
因此，为了更好地管理城市水资源，需要采用GIS技术对城市水资源的分布、开发和利用情况进行全面调查和分析。
三、城市水资源优化供应方案的设计城市水资源优化供应方案是指为了满足城市用水需求，针对城市水源、水质、水管网、水厂等因素进行全面优化，制定科学、可行、经济和环保的供水方案。
在GIS平台上，可以进行以下方面的优化设计：1、水源地的选址和规划：在GIS平台上，可以通过综合分析、多因素评价等方式，选取水源地的最佳位置、数量和规模。
同时，针对城市的拓展和新建，需要进行水源地的合理规划和优化。
2、水源地的水质评价：在GIS平台上，可以对水源地进行水质评价，分析水源地周边环境、水化学、微生物、重金属等方面的污染情况。
在评价的基础上，可以提出明确的保护措施，保证用水的安全和健康。
3、供水管网的优化：在GIS平台上，可以对城市供水管网进行全面的分析和优化。
GIS在水资源管理中的应用与案例分析
GIS在水资源管理中的应用与案例分析GIS（地理信息系统）是一种强大的工具，可用于管理和分析地理数据。
在水资源管理领域，GIS的应用已经得到广泛的认可和采用。
本文将介绍GIS在水资源管理中的应用，并通过案例分析进一步阐述其有效性和优势。
一、GIS在水资源管理中的应用1. 地表水资源管理GIS可以用来收集、存储和分析地表水资源相关的数据，如水域分布、水质、水量、水流方向等。
通过GIS的空间分析功能，决策者可以了解不同水域的水质状况，并进行合理的规划和管理，以确保地表水的可持续利用。
2. 地下水资源管理GIS可以用来建立地下水资源管理系统，包括地下水的储量、水质、补给区域和抽水井等重要信息。
通过对这些数据的分析和建模，决策者可以制定合适的抽水政策，避免地下水资源过度开发和污染。
3. 水资源评估和预测GIS可以整合不同来源的水资源数据，包括降雨数据、蓄水量、地表和地下水水位等，以评估当前的水资源状态。
同时，GIS也可以借助模型和算法，对未来的水资源供需进行预测和规划，提供科学依据和决策支持。
4. 水环境管理GIS可以对水环境进行监测和管理，包括水污染源的分布、污染物的扩散和水质的变化等。
通过GIS的数据分析和可视化功能，决策者可以及时掌握水环境的状况，制定相应的环境保护和治理策略。
二、案例分析：GIS在某地区水资源管理中的应用某地区的水资源管理局利用GIS系统对该地区的水资源进行管理和分析，取得了显著的成效。
以下是其中的一些案例:1. 水电站选址利用GIS系统，水资源管理局对该地区的河流、地形、土地利用等数据进行了综合分析。
根据水电站的需求，确定了最佳选址，并进行了效益评估。
最终，成功建设了一座水电站，提供了可靠的清洁能源。
2. 水源保护区划通过GIS系统，水资源管理局对该地区的水源保护需求进行了评估和划定。
根据地理条件、水质要求和水量需求等因素，划定了一系列水源保护区，采取了控制和管理措施，保障了水源的安全和可持续利用。
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3 表示了一系列网络连线 )。 2 . 3. 3. 2 数据 ( DA TA ) Q 0 ( n, t) DATA M od elO bj , n N odes ( 表示 河流、 水 库、 渠 道等供水区 )。 表示水 的供给量 , 如降 水径流 排到河 流、 水 库或与地下水进行交换等。 WD ( n, t) 表示需水量。 W R ( n, t) DATA DA TA M od elO bj, n M od elO bj , n N od es (表示需水区 ), N od es (表示需水区 ),
形状和面积、 被包含或相交叉的 河流、 渠道、 水库等
和其他外部属性 , 而连线对象继承了节点对象之间的空间关系 , 例如相连、 相邻、 相交和包含等。
表 2 水资源配置系统网络节点类型及其生成方法 节点类型 河段 渠道 水库 需水区 原始地图数据类型 A rc A rc Po lygon Po lygon 网络节点生成方法 以弧段的中点为节点 以弧段的中点为节点 以多边形的中心点为节点 以多边形的中心点为节点
2 流域水资源优化配置模型
2 . 1 以面向对象的方法来连接 G IS 和应用模型
面向对象方法对于 G IS 和应用模型的紧密结合是一种非 常 有前景的方法。面向对象方法表达的现实世界包括空间对象 和 专题对象。空间对象表达 真实世 界为具 有地理 和物理 的、 环境 和社会经济属性的实体 ; 专题 对象表达 了与空 间对象 相关的 方 法和目标。方法是用来描 述和分 析空间 对象之 间关系 的函数 , 例如 , 水库的水量平衡函数。目标是系统要达到的任务 , 例如 水 库的水资源供应目标。 这样 , 应用模 型和 G IS 函 数被认 为是 应 用到目标的方法。 为简化模型 , 本研究中水资源系统包括如 下部件 : 河段 ; 渠道 ; 水库 ; 需 水区 , 包 括 农业、 工 业、 生 活用 水 区等。 部件在 G IS 地图中被表达成点、 线、 面层。定义每个部件为一 类 空间目标 , 在 G IS 中 存储 为矢 量格 式并 以地 图形 式进 行 显示。 这些空间实体的各种空间关系 , 例如 : 相邻、 相接、 交叉和包含 关 系 , 在 G IS 中能够通过 对这些 地图层进 行叠置 分析 来确定。 对 于每个空间目标 , 有两类属 性 : 地 理相 关特征 , 例 如坐 标、 线 的长度、 多边形 的面积和周长以及这些目标之间的空间关系 ; 与地理特 征相关的 外部信息 , 包括自 然、 社 会经济和 环境信息。 对于流域内的水资源配置 模型而 言 , 表 1 显示 了上述 对象的 主 要属性。
表 1 水资源配置系统空间对象及其属性
空间对象 河流 地理相关特征和空间关系属性 起始终止 节点、 形状 和长 度、 上 下游河流、 相 连接的 渠道、 相交 叉的需水区、 相联系的水电站等 水库 形状和面 积、 进出河 流、 进出 渠 道、 相交叉的 需水区、 相 联系 的 水电站等 正常蓄水 位、 死 水位、 防 洪限 制 水位、 设计洪水位、 校核洪水位, 死库容、 兴利库容、 防洪库容、 总 库容等, 蒸发率、 水质要求等 容量及水流损失量等 其它属性 为社会经 济、 生 态环 境、 航运 或 其它目的的流量、 水质要求等
渠道; 渠 道 道 河段 渠道
水 库; 河 段 需水 水库
需水 区; 渠 道 区; 渠道 水库 渠道
河 段; 水 库
2 . 3 专题对象的逻辑表达
对于流域水资源 配置模 型 , 定义 了 3 类 专题 对象 : 流域 水资源 系统 节 点 连 线 网络 对 象 ( N etwo rkO b j); 控制 对 象 ( ControlO bj), 即 流域水资源系统遵循的自然规律和社会管 理规 定; 模型对象 ( M ode l O bj) , 为流域 水资 源配置 分析 而建 立的 数学模型。
66
化问题 , 一个流域水资源系统一般包括两部 分 :
人
民
长
江
2009 年
供水部分 , 例
G IS 网络中 , 空间对象 ( 自然实体 ) 被当作是节点 , 自然实体之 间 的空间关系被当作是 有方向 的连线。例 如 , 一 条河流 穿过一 个 需水区 , 这种关 系被表达为从河流到需水区的一条连线 , 这条 连 线表示河流将供水到需水区。图 1 为某流域水资源系统网络。
表 3 水资源配置系统网络连线及其派生方法
连线类型 河段 河 段; 河 段 河段; 渠 原始地图数据类型 A rc- A rc 网络连线生成方法 假如 A rc1 的终止节点 与 A rc2 的起始 节点 相同, 则作一条从 A rc1中点到 A rc2中点的 连线 A rc- P olygon 假如 A rc 和 Polygon 相交, A rc 的 终止 节点 在 Po lygon内 或省 与 Polygon 相邻, 则 作一 条从 A rc 中点到 P olygon中心点的连线 P olygon- A rc 假如 Po lygon 与 A rc 相交, A rc 的 起始 节点 在 Po lygon内 或与 P olygon相 邻, 则作 一条 从 Po lygon中 心点到 A rc 中点的连线 水库 需水区 Polygon- Po lygon 假如 Polygon 1与 Po lygon 2相邻或 相交, 则 作一条 从 P olygon 1 中心点 到 Polygon 2 中 心点的连线
1
万俊杰
2
( 1. 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室 , 湖北 武汉 430079 ; 430010)
2. 长 江水利委 员会 设计 院 , 湖 北 武汉
摘要 : 采用面向对象 的方法 , 把流域水资源配置问 题当作 空间对 象和专 题对象的 一个集 合 , 建立一 个概念 G IS 数据结构 , 将流域水资源配置 模型的物理表达和逻辑表达整合到一个可操作的框架中 。 基于这样一个框架 , 扩 展 G IS 的功能来实现 G IS 和流域 水资源配置模型的紧密结合 。 这样 , 流域水资源配置的数据 、 模型和用 户的交 互被整合到了 G IS 中 , 能够很方便灵活的建立模 型并进行分析 。 关 键 词 : G IS; 面向对象方法 ; 水资源配置 ; 流域 中图分类号 : TV 21; TP3 文献标识码 : A
2 . 2 空间目标的物理表达
流域的水资源配置问 题是在 流域尺 度上进行 考虑的 , 它 是 在流域范围内基于自 然、 社 会经济 条件下 的决策 问题。为了 简
基金项目 : 长江勘测规划设计研究院科研基金项目 汉江中下游水资源管理决策支持系统 ( CX 200713) 作者简介 : 黄少华 , 男 , 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室 , 博士研究生 ; 长江水利委员会 设计院工程数字仿真中心 , 工 程师 。
如 : 河流、 渠道、 水库等 ; 需水部分 , 例如 : 农业灌 溉、 工业 和市 政需水、 生态需水、 水电站发电 需水等。为了分析一个流域水资 源系统 , 将它定义为一 个节点 连 线网络 模型。节点 代表 所有 的供水、 需水和中间部分 , 表 2 是水资源配置系统网络节点 类型 及其生成方法。连线代表节点 之间的空间关系 , 连线有两种 : 自然连线 , 例如两个相连河流节点的连线 ; 工程 连线 , 它 表示 水的供需关系 , 例如水库和需 水区之间 的连线。 表 3 是流 域水 资源配置系统网络连线及其派 生方法。对于流域水资源配置数 学模型 , 能够基于这样一个网络表示进行构造。
1 概述
地理信 息 系统 ( G eog raph ica l Infor m ation Syste m, 简 称 G IS ) 是一种处理数字形式地理相关 数据的通用技 术。 G IS 不仅 提供 了水资源系统的空间 表达和系 统对象 的空间关 系 , 融合空 间尺 度到传统的水资源数 据集合中 , 包括 联合各 种与水 资源管 理问 题相联系的社会、 经济和环境因素 , 使它 们能够在一个决策支持 系统中被使用 , 而且相关的 空间分析 能力对 于解决 复杂的 水资 源 规划和管 理问题 是非常 有用和 必要的 [ 1] 。另 外 , G IS 的 可视 化表达能力能够完成 水资源模 型用户 界面 , 允许用 户对数 据的 输入和操作进行控制 , 以及构造规则来控制模型的处理过程。 目前 , 在流域水资源配置领域 , 大多数 G IS 应用仍侧重 于数 据获 取、 存储、 管 理和查 询检 索的初 级阶 段 , 空间分 析、 预测 预 报、 决策支 持功 能 很 低 [ 2] 。 主要 原 因 在于 对 于流 域 水资 源 配 置 , G IS 本身的空间分析是 远远不够的 , 必须和流 域水资源 配置 模型结 合 起 来 , 一 起 进 行 决 策 分 析。陈 华、郭 生 练 等 在 A rc H ydro数据模型基础之上 , 采用面向对 象技术 , 设计 和实现 了基 于 G IS 的水文水资源数据模 型 [ 3] 。 Xu Z X. 等采用 面向对 象方 法实现了 水文 模 型和 G IS 的紧 密 结 合 , 对 流域 水 资 源进 行 管 理 [ 4] 。 D aene C. M cK inney等在 K ashkadary流 域水资源管理中 , 也同样采用面向对象 方法在 A rcV iew 和 GAM S 软件 环境中 , 来 连接 G IS 和流域水资源配置模型 [ 5] 。 本文主要针对流 域内各用 水区之 间的水资 源分配 , 采 用面 向对象方法建立了一个概念模 型来整合 G IS 环境中流域水 资源 配置系统的数 据、 模型 和用 户操 作 , 形成 一个 原型 系统 来连 接 G IS 和流域水资源配置模型 , 以期达到流域水资源的优化配置。 收稿日期 : 2009- 01- 12
2 . 3. 2 控制对象
水资源系统自然规律和管理规定
自然条件和规律及管理规定控制和决定流域 水资源系统的 运转和流域内的水资源分配。本研究主要考虑的自然条件和 规 律包括 : 水量平衡 ; 水库的地形特征 ; 水库、 河流的最 大 容量等。管理规定包括 : 水库管理制 度规定 ; 生 态环境 和 航运必须的水 流 量 ; 等。 需水 区供 水 的先 后 次序 ; 水质 要 求