3S技术在水资源管理中的应用

3S技术在水资源管理中的应用2010.06.011.什么是3S技术？所谓“3S”技术是以遥感技术(RS)、地理信息系统(GlS)、全球定位系统(GPS)为基础,将RS、GlS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其他高技术领域(如网络技术、通讯技术等)有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术。2.3S在水资源管理中各有什么作用1）遥感技术(RS):主要是指从远距离高空及外层空间的各种平台上利用电磁波探测仪器，通过摄影或扫描、信息响应、传输和处理，研究地面物体的形状、大小、位置及其与环境的相关关系等宏观规律的现代科学技术。功能：及时准确地为水资源管理决策支持系统提供详细的地面环境信息,为水资源的时空分析提供空间基础资料2）全球定位系统（GPS):是一种可以定时与测距的空间交汇的导航系统，通过接收卫星信息来给出（记录）地球上任意地点的三维坐标，以及载体的运行速度，同时它还可给出准确的时间信息，具有记录地物属性的功能。功能：可以用于地表径流和水利工程测量、野外调绘,拟补遥感时相短缺的不足。3）地理信息系统（GIS):在计算机软硬件技术支持下，对信息进行采集、存贮、查询、综合分析和输出，并为用户提供决策支持的综合性技术.功能：对水资源管理所需的空间数据库和属性数据库进行存储、采集、处理、空间分析、查询、检索、预测、决策和输出功能。3.3S如何在水资源管理中发挥作用？1）建立水资源管理决策支持系统①决策支持系统（DSS):是以管理学、运筹学、控制论和行为科学为基础,运用信息仿真和计算机技术为手段,综合利用现有的各种数据库、信息和模型来辅助决策者解决非结构化和半结构化问题的人机交互系统。功能：以提高决策为目标,对决策者起着“支持”、“辅助”作用,帮助决策者利用社会大脑进行高水平的决策。②RS、GIS、GPS和DSS应用到水资源管理中便构成了水资源管理决策支持系统(WEDMSS),一般由波谱库、影像库、图形库、属性库、数据库、模型库、知识库(方法库或逻辑库)以及用户界面组成(附图)。GISRSGPS波谱库影像库图形库属性库用户界面数据库模型库知识库DSS4.水资源管理决策支持系统功能(1)查询功能：查询前人有关的研究成果、知识、基本原理、方法及相关的法律和条例;对历年的水文观测资料进行检索,如降水、径流、地下水、水库蓄水等,对用户用水量和废水排放量进行查询;对系统内存储的地物波谱信息、遥感信息和各种图形文件进行查询。(2)预测分析和定量计算功能：利用属性库、数据库、模型库对水文要素进行预测和分析计算。例如某一地区不同特征年份的工农业和生活需水量预测,水资源可利用量预测;某一流域在给定降水量条件下的地表径流量模拟;某一水文地质单元在给定地下水位条件下的地下水资源量模拟等。(3)推理判断功能：运用方法库或逻辑库处理非结构化知识和信息的推理判断功能,对由决策支持系统预测和模拟出的各种结果,通过人机对话途径进行分析判断。这里有些推理、判断可以由计算机实现,但有许多现象是无法做到由计算机进行判断,还要依靠使用者的直觉进行。(4)空间分析功能：利用GIS的强大空间分析功能对管区流域下垫面各项单要素进行空间立体分析和空间叠加分析，空间立体分析主要包括TIN分析和LATTICE分析。如立体剖面分析、空间体积计算、等高线或等值线加密,坡向、坡度、高程等级划分等。空间叠加分析是对各种Coverage图形文件进行拓扑叠加、特征值提取及合并,产生新的Coverage文件,并通过INFO模块下的逻辑表达式和计算表达式对某些特征进行分析,获取新的信息。(5)优化调度功能：在水资源供需出现矛盾时,决策支持系统可以在保证生活用水的基础上,根据农业、工业等各部门在当时国民经济中所起的作用大小和生产现状等各项指标,运用优化调度模型,在逻辑库或方法库的支持下确定最佳的供水方案,使有限的水资源发挥出最大的经济效益。(6)远程访问功能：要建成一个开放式的水资源管理决策支持系统,就必须具备远程访问功能。远程访问功能就是要经过一定的程序设计,迅速获取其他单位(或系统)的信息,如降水量、径流量、蓄水量、用水量以及人口、工业、农业等相关数据。(7)图像处理功能：遥感图像是决策支持系统空间信息更新的主要来源。诸如耕地、道路、水系、水利工程、城市发展、工矿企业布局等。可以运用RS软件对波谱库和影像库进行分析,提取需要的信息。(8)输入、输出和修改功能：各种图形文件、表格、文字均可实现快速输入、编辑,各种分析结果可实现快速全景式屏幕显示或打印输出。随着信息的积累,原有的数学模型有可能不再适用,为保证系统分析结果的可靠性,随时可对各种分析模型进行必要的修改。(9)人机对话功能：通俗友好的界面设计,使决策支持系统具有灵活、方便的人机对话功能。从而最大限度地发挥人的主动性,避免决策失误,既克服了用水资源模型、管理模型等来代替决策者的决策,造成选择余地小的缺点,又克服了完全依靠决策者的主管直觉进行决策的随意性。它在加强了认识的主体———人的思维能动性的同时又充分发挥了模型、知识乃至社会大脑的作用,从而提高了决策管理水平。