gis在区域地下水资源评价中的应用

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1、GIS在区域地下水资源评价中的应用

2、第1　摘要：通过对地下水资源系统特点的分析，应用GIS建立了地下水资源评价系统，该系统能够综合考虑地下水资源中的各子系统的综合影响，对系统内部的不同空间对象采用不同的空间分析方法，从而揭示区域地下水系统中的各子系统的内在联系，对整个区域地下水资源的富水性进行评价。关键词：GIS；空间分析；地下水资源地理信息系统(GeographicInformationSystem简称GIS)是以采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关数据的空间信息系统。由于地球是人们赖以生存的基础，所以GIS是与人类的发展、进步

3、密切关联的一门信息科学与技术，愈来愈受到人们的重视[1]。在地下水资源方面，地理信息系统已经发展成为一个非常有效的工具。在国外的地下水模型研究中，地理信息系统已经有了很大范围的应用。EL-Kadi,A.I.etc[2]。将GIS作为模型的外壳，在Oahu和Haapinfo为平台的塔里木盆地地下水资源管理系统。宫辉立[5]建立了GIS技术支持下的城市水资源管理模型。这些基于GIS的水资源管理系统的共同特点就是充分利用了GIS的数据管理、查询和显示功能，而对于GIS更强大的功能——空间分析功能，则没有涉及到。本文将利用GIS的空间分析功能，对区域地下水富水性的评价做些有意的尝试。1

4、地下水资源动力系统的特点地下水资源动力系统属于开放系统，它与外界环境有物质、能量和信息的交换，因此系统中各元素的研究成果具有多解性和外延性。为了使研究成果具有更大的置信度和更好的精确性，就必须将各子元素(子系统)的研究成果与外部环境，如自然地理子系统、气象子系统、地质子系统、地下水资源的天然补、径、排动力子系统、人工社会环境子系统等研究成果综合叠加，即以各子系统成果的交集来确定所研究系统的特性。用数学符号表达为：SBE={sn∩sw1∩sg∩sw2∩sz

5、x,y,z,t}(1)式中：Sn为自然地理子系统；Sw1为气象子系统；Sg为地质子系统；Sw2为地下水资源天然补、径、排动力

6、子系统；SZ为人工社会环境子系统；x,y,z为空间坐标；t为时间；如果把地下水资源动力系统作为行为系统，其它的子系统作为原因系统，则这些动力子系统在同一四维时空中相互作用，相互迭加，共同作用于地下水资源动力系统。在地下水资源动力系统中，各级子系统内部的各因素之间都相互联系、相互影响、相互依赖、相互制约。地下水资源动力系统研究要求抛弃单一子系统和单一因素的零散孤立研究方式，以便对一个流域地下水资源动力系统中的各种动力学过程得出全面、系统和一致的认识；要查明地下水资源动力系统中各种动力学作用之间的联系和制约，以及各种动力学子系统之间的控制与反馈机制，以便实现对一个地区或一个流域地下

7、水资源动力系统中的形成演化动力过程的定量描述。2系统指标体系在地下水资源评价系统中，将大气降水分布特征、地表水系分布特征、基岩类型、第四系松散沉积类型、构造因子、地形坡度、汇水面积等图层有机的组合在一起，共同形成区域地下水资源富水性评价系统。研究和评价不同地区的地下水资源动力系统的富水效应，首先要考虑的是地质背景。不同的基岩类型、构造特征，其富水特征不一样。建立地下水资源富水性评价的指标体系时所遵循的原则是：(1)入选因子应能充分反映影响地下水资源系统的富水性；(2)入选因子应该有数据；(3)各因子的等级划分不宜过细，以4～5级为宜；(4)因子优选和因子等级划分均以指标体系灵敏

8、度最高为目标函数。3地下水资源评价系统通过对地下水资源系统特点的分析，在系统论的思想指导下，我们建立了区域地下水富水性评价系统，该系统是基于空间信息与计算机技术结合的决策支持系统，系统的目标是通过对地下水资源动力系统中各子系统及其内部要素空间信息的迭置分析，确定富水地段和派生出其它有用信息，为地下水资源评价管理和决策提供准确全面的信息、依据和手段；提高地下水资源管理的水平；促进地下水资源管理的规范化和科学化。系统的主要特点是对地下水资源系统各子系统及其内部要素进行空间迭置分析，并对不同的研究对象采取不同的分析方法，从而揭示其各子系统的内部联系，确定区域相对富水地段。本次研究选择

9、4种因子(自然地理子系统(NGS)——评价自然地理条件对区域富水程度的影响；水文地质环境子系统(HES)——评价地下水补、径、排(天然和人为的)对区域富水程度的影响；地质环境子系统(GES)——评价地层岩性对区域富水程度的影响；地表水系子系统(SWS)——评价地表水系对区域富水程度的影响)来进行评价区域地下水资源的富水性(GW).它们的函数关系可写成　GW=f(NGS,HES,GES,SWS)(2)系统对地下水资源的评价采用简单线性模型和加权模型。简单线性模型就是将各因子图层的相应网格单元值