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《长安大学》 2004年
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水文地质空间信息系统研究

孔金玲  
【摘要】:人类社会正从工业经济迈向知识经济时代,一场以信息技术为核心的革命正在深刻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地理信息系统(GIS)的建设利应用,极大地推动了水文地质领域的信息革命,促进了数字水文地质学科的形成与发展。地下水资源及其相关的地质生态环境具有明显的空间分布特征,决定了GIS可以在该领域发挥重要作用。开发基于GIS的水文地质空间信息系统可以对水文地质信息进行有效管理、支持对水文地质实体进行分析、模拟与评价,以解决复杂的地卜水资源评价、管理等问题,改变了传统水文地质空间分析中以纸为介质,利用单一表格、数据和单个模型分析的缺陷,提高了地下水勘查、评价与信息管理的效率和精度,为水资源合理开发利用,提供了新的技术途径。 本论文基于GIS技术,以水文地质空间信息系统的研究为主题,从理论上研究解决基于GIS的水文地质空间信息系统的概念与总体结构、数据模型、应用模型结构体系等问题;从技术方法上研究解决数据库的建立、应用模型的实现、应用模型与GIS环境的集成、用户界面的设计与实现等问题。以此为指导,论文在全面分析、总结GIS在水文地质领域应用现状的基础上,分析和研究了基于GIS的水文地质空间信息系统的概念、构成与功能;以区域水文地质信息化与空间分析为目标,运用结构化系统设计方法,对系统可行性进行分析,研究了基于GIS的水文地质空间信息系统的研究目标、设计原则和系统总体结构;在深入研究控制地下水形成、赋存等因素的基础上,以服务于用户和空间分析模型为前提,研究了水文地质空间数据库结构、空间数据图层的划分及图元属性数据结构;从区域地下水空间分析的需要出发,研究、建立了由空间统计分析、地下水量计算与潜力分析、地下水流数值模拟和综合评价四大类模型21个模型元构成的水文地质空间分析模型结构体系;系统以ARC/INFO 8.1为技术平台,ArcObjects+ODE+VB或ArcCatalog、ArcMap、ArcTools+VBA为应用技术开发模式,开发了基于GIS技术的水文地质空间信息系统,以嵌入方式集成了水文地质空间分析模型,实现了GIS平台与分析模型的无缝集成。该系统由空间数据库管理模块、模型库管理模块、空间分析模块、数据转换模块、查询与检索模块和系统管理模块六部分构成,实现了在同一平台对地下水资源信息的存储、管理、检索、更新、再现、分析与评价等功能。 运用开发的水文地质空间信息系统,以河西走廊地下水勘齐资料为基础,完成了空间数据库建设、实现了水文地质空间信息的叠加分析、大气降水系列资料频谱分析及水文地质要素间的统计分析、地卜水水化学成份分类与水质评价、地下水量计算和资源评价与潜力分析、数值模拟分析、地质生态环境评价等内容,取得了满意的效果。同时对系统的性能、系统分析评价的可靠性进行了验证。 本系统的建立,不仅对水文地质传统的工作方法导致新的变革,而且对数字水文地质学科的形成与发展,将会产生深远的影响,具有重要的理论利实际意义。
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