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隨著知識經(jīng)濟(jì)時代的到來，以信息技術(shù)為核心的研究已延伸到水文地質(zhì)學(xué)，尤其是地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展，極大推動了數(shù)字水文地質(zhì)學(xué)科的形成與發(fā)展。水文地質(zhì)空間信息內(nèi)容豐富，種類繁多，主要反映的是地下水的水量與水質(zhì)在時間和空間上的變化規(guī)律，具有綜合性、系統(tǒng)性、復(fù)雜性、不確定性和滯后性等特征。水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)的建立，可以提高水文地質(zhì)領(lǐng)域中工作的效率，有效地開發(fā)利用地下水資源，有很重要的實(shí)際意義。

1.水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)

水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)（HSIS，HydrologicalSpatialInforma⁃tionSystem），指在GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建的水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)，可以采集、存儲、管理、更新、合成水文地質(zhì)空間信息，同時還可以對空間信息進(jìn)行查詢、分析、評價(jià)與可視化表達(dá)等。水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)共有七個子系統(tǒng)，分別是空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、應(yīng)用模型管理子系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)查詢與檢索子系統(tǒng)、空間分析子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)以及系統(tǒng)幫助。

2.水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

2.1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)精度控制原則

我國常用的平面坐標(biāo)系主要有四種，而投影方式多樣，根據(jù)不同種類的地圖，選擇的投影方式也不同，我國1:20萬區(qū)域水文地質(zhì)圖則是在1954年北京坐標(biāo)系、高斯一克呂格投影基礎(chǔ)上進(jìn)行繪制的。同時通過降低地圖固有誤差、確保系統(tǒng)庫和參數(shù)表的正確性、控制點(diǎn)要素、線要素和面要素的矢量化、保證屬性內(nèi)容的確定性等方法來提高矢量化的精度。

2.2空間數(shù)據(jù)完整性原則

數(shù)據(jù)的多余和缺失都是不合理的，不能較好的描述和表達(dá)實(shí)際情況，所以要控制保證空間數(shù)據(jù)的完整性。水文地質(zhì)空間信息采集是多方面的，涉及社會經(jīng)濟(jì)、自然地質(zhì)、水文氣象和生態(tài)環(huán)境四類，對于數(shù)據(jù)源的選擇則需要依據(jù)一般性原則、資料最新原則以及全面性原則?？臻g圖層的完整性要考慮水文地質(zhì)信息在研究領(lǐng)域的信息需求，在邏輯分類的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同特點(diǎn)分成不同數(shù)據(jù)層。全要素圖的完整性不僅包括水文地質(zhì)要素的完整性，同時還要加強(qiáng)全要素圖的可識別性。文檔完整性是重要的參照依據(jù)，便于信息成果的管理。

2.3邏輯一致性原則

邏輯一致性原則包括空間圖層概念一致性、格式一致性和拓?fù)湟恢滦匀矫鎯?nèi)容，主要是指在符合水文地質(zhì)信息要求的圖層的分類、命名、圖元及圖層劃分等的一致性，數(shù)據(jù)文檔格式、存儲、元數(shù)據(jù)等的一致性，構(gòu)建的點(diǎn)對點(diǎn)、線對線、面對面、點(diǎn)對線、點(diǎn)對面、線對面和的六種拓?fù)潢P(guān)系。

2.4質(zhì)量控制原則

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量是指空間數(shù)據(jù)產(chǎn)品在數(shù)據(jù)源、點(diǎn)位精度、屬性精度等方面滿足一定使用要求的特性，此外還包括要素完整性和屬性完整性和數(shù)據(jù)邏輯一致性等。質(zhì)量控制則是指在數(shù)據(jù)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中控制數(shù)據(jù)達(dá)到要求的數(shù)據(jù)質(zhì)量的一系列規(guī)則，每一階段的成果質(zhì)量都會對下一個階段的數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。

3.水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

3.1數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

對水文地質(zhì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，是構(gòu)建水文地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫的前提與基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)包含四方面內(nèi)容：引用國家的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；對數(shù)據(jù)庫的基本屬于進(jìn)行統(tǒng)一定義；對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；在以上三方面的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

3.2數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

水文地質(zhì)空間數(shù)據(jù)來自于社會經(jīng)濟(jì)、自然地質(zhì)、水文氣象和生態(tài)環(huán)境，數(shù)據(jù)的屬性和特性均不同。因此，水文地質(zhì)空間數(shù)據(jù)的分類需從以上四方面分別考慮分析。數(shù)據(jù)庫是空間數(shù)據(jù)層次模型中的最高層次，由圖類組成，而圖類可分為不同的子類，若干個圖層組成又可以構(gòu)成子類，所以，根據(jù)該邏輯層次結(jié)構(gòu)，可以將水文地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫中各種不同種類的數(shù)據(jù)根據(jù)不同數(shù)據(jù)來源和不同屬性劃分為不同的圖層，并以圖層的形式在水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)中將進(jìn)行組織、存儲、管理、調(diào)用和計(jì)算等。與此同時，數(shù)據(jù)庫中還需要描述圖元性質(zhì)、狀態(tài)、變化規(guī)律等的圖元屬性的非空間數(shù)據(jù)。

3.3數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

3.3.1數(shù)據(jù)庫的建立

全面收集研究區(qū)的圖像、報(bào)告、數(shù)據(jù)等資料，選取合理有效的數(shù)據(jù)，進(jìn)行屬性表和圖形編輯，通過構(gòu)建拓?fù)潢P(guān)系，完成圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的對接，在校正和投影轉(zhuǎn)換之后即可備用。不同的模型軟件對數(shù)據(jù)的格式要求不同，但都是基于GIS軟件，所以需要將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ARC/INFO軟件中所需的數(shù)據(jù)格式（Coverage格式）。在水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)中，需將無投影Coverage數(shù)據(jù)格式的單位由“秒”變?yōu)椤岸取?，再將圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行投影，轉(zhuǎn)換到單位為“米”的坐標(biāo)系中，重建拓?fù)潢P(guān)系。為了更好地管理和使用數(shù)據(jù)，就需要按照模型和規(guī)則構(gòu)建地理數(shù)據(jù)庫，按照不同的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容建立相應(yīng)的對象類、要素類和要素?cái)?shù)據(jù)集。

3.3.2數(shù)據(jù)庫建設(shè)的工作流程

水文地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫要在收集資料、整理數(shù)據(jù)和屬性的基礎(chǔ)上，采集屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖形編輯、拓?fù)涮幚?，并?jīng)過投影變換、圖幅拼接、格式轉(zhuǎn)換之后，將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，即可形成數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。

4.結(jié)語

數(shù)據(jù)庫是水文地質(zhì)空間信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，按照一定的設(shè)計(jì)原則，建立完整的、標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)庫，編輯、整理、提供有效的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，可以大大提高數(shù)據(jù)的使用效率，更好的存儲、管理、查詢空間數(shù)據(jù)信息以應(yīng)用于水文地質(zhì)領(lǐng)域。

作者：全浩 單位：吉林省第六地質(zhì)調(diào)查所