❶ 水資源綜合評價中的信息管理系統
尹紅美
（河南省地質礦產勘查開發局第一水文地質工程地質隊，新鄉，453002）
摘要目前，GIS技術在我國水資源評價、規劃和管理中的應用處於起步階段，其應用的深度和廣度還有待進一步拓展。GIS因其技術上的特點，在區域水資源評價、規劃和管理的各個環節中，分別有著各自的工作方法和特點。例如，在數據的收集階段，由於GIS支持遙感、站點、社會調研等調查手段，還可以利用所提供的技術能力，完成數據格式的相互轉換，從而使各種水資源及其開發利用的原始數據得以完善使用。因此，GIS技術應用的重點在於拓展數據調查的廣度和深度，為開展水資源評價、規劃和管理等工作提供條件和強大的技術支撐。
關鍵詞GIS信息管理水資源
1GIS的概念及特點
地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS），產生於20世紀60年代，最初的定義是「用來存儲、提取、分析地理信息的軟體系統」。在幾十年的發展中，地理信息系統的能力不斷提高，應用不斷擴大，定義也隨之不斷拓展。1996年美國國家地理信息與分析中心（NCGIA）的Michael G在「地理信息系統與環境模擬」會議上給出的GIS定義為：「在世紀化地理信息這個大題目下的廣泛的行為活動。」地理信息系統（GIS）是綜合處理和分析空間數據的技術，它的發展為科研和管理決策人員提供了有關區域綜合、方案優選和戰略決策等方面可靠的地理和空間信息。主要內容的特點是：
1.1空間模型
它可以將現實世界抽象為相互聯結不同特徵的層面（layer）組合，進行空間的查詢和分析。
1.2地理參考系
空間數據包括絕對位置信息（經緯度坐標）以及相對位置信息（統計調查值等），GIS的地理坐標系可有效幫助用戶在地球表面任意空間定位。
1.3矢量和柵格數據結構
GIS數據包括矢量和柵格兩種基本模式。矢量數據以點、線、面方式儲存管理，是表現離散空間、特徵的最佳方式；柵格數據是通過一系列網格單元表達連續地理特徵。
2GIS的應用前景
近年來隨著GIS技術從外圍到內核上的進展，使得GIS的能力不斷增強，應用范圍也不斷擴大。GIS自身同時具備了解決水資源問題的能力，在水資源領域的應用條件逐漸成熟起來，其技術上的拓展使區域水資源評價、規劃和管理中的應用成為可能，具體表現在以下三個方面：
2.1計算機技術和互聯網的飛速發展
GIS受益於計算機硬體近年來令人驚嘆的長足進步，大量數據的高速處理能力使GIS的實際應用范圍急劇擴大，並且硬體的性能提高和GIS軟體價格的下降為GIS的推廣、普及提供了基礎。另外，網路系統是GIS軟體採用分布式結構的基礎，高性能數據處理機伺服器和人機交互與客戶機配合使用（client/sever），有效地處理了效率和成本之間的矛盾。GIS同時跟進採用了這些技術。
2.2大規模數字化地理信息的出版
隨著GIS的普及，對數字化信息的需求越來越迫切。一個明顯的趨勢是大型的數字化地理信息產品不斷推向市場，另外開始把資料庫和常用必需的GIS功能整合成產品，客戶可以直接使用，發布的信息種類也由初期的基本地形圖擴大到專業數據上。1998年ESRI發行的「First Dtreet—With Tiger 94 files」。
就是一個完整的覆蓋了全美國的GIS資料庫。在萬維網上也已經有大量的免費數據提供使用。這些數據有的是樣品，有的是各類公司和組織的服務。例如美國聯邦政府緊急災害處理中心FEMA的河流資料庫在萬維網上免費提供各地區水災風險的水文信息供民眾參考。中國測繪局與ESRI合作發行的「中國數字地圖」是中國政府出版的第一個全國1∶100萬的數字地圖，包括了道路、河流、居民、行政邊界等基本要素，是中國出版大型GIS資料庫的開端。
2.3地理學的發展
地理學是GIS的科學基礎，為信息科學提供了空間定位檢索分析的規律和技術，也提供了整合地理信息特徵的空間數據和屬性數據的構架和依據。地理學的迅速發展極快地改變著GIS的面貌。在GIS成功地描述大量的地理現象後，已經開始進一步用於模擬地理的變化過程。例如圖論網路功能在GIS的成功實現，為模擬水文、交通、管網等地理過程創造了條件；又如Arc/Infor Grid對擴散現象的描述，為模擬運動過程提供了條件。三維模型表達的實現，也同時增強了真實地理現象的能力。Arc/INGO Tin和ArcView 3D Analyst的廣泛應用是很好的實例。ArcView和Map Object和GPS的結合也提供了條件。
3GIS在水資源綜合評價中信息管理系統的功能
3.1直觀、理性的可視化功能
常用的CAD軟體如AUTOCAD等，往往圖形能力強而相對屬性數據的管理能力弱，所以一般只能作繪圖使用。而地理信息系統由於其對空間數據和屬性數據的綜合分析能力，彌補了其他工具純圖形、純數字的缺陷，而使空間數據的圖形表現和屬性數據的空間分析有了很大程度的提高，因而可以提供一個直觀、理性的可視化工具。可視化可促進建立概念及提高對事物的觀察力。
3.2大量空間數據的儲存和管理功能
與人們早期對數據的掌握不同，今天是數據爆炸的時代。正如Naibitt所說：「我們第一次擁有如此眾多的數據，這些數據不僅僅是自新的，而且是再生的。問題的關鍵不在於他們是否夠用，而在於我們將會被他們所淹沒」。這些空間的、非空間的數據，靜態的、動態的表示在GIS中可以實現。以資料庫管理系統為支持之一的GIS，開發了對大型資料庫儲存、管理的能力，並提供了對數據快速查詢的功能。ARC/INFOR開發的SDE（Special Database Engine），作為一個高性能的空間資料庫管理系統，提供了用戶對超大型地理資料庫的訪問能力。通過SDE對以百萬個數據查詢的響應時間小於0.03s，從1500萬個點中選擇8000個點中的響應時間小於0.04s。使用者可以獲得快速和適時的結果。在管理容量越來越復雜的情況下，建立超大型的資料庫是必要的。必須有一個綜合統一的系統來管理數據，數據的已知性和完整性才能得到保證。GIS為大量的區域水環境的空間數據提供了儲存和管理的能力。
在水資源綜合評價管理系統中，可以完成各種地圖信息的輸入編輯，建立地圖數據文件，主要有矢量和柵格兩種數據類型。在系統的支持下，還可以對與水資源相關的所有圖形按圖幅范圍、圖幅表示內容、圖幅比例尺以文件方式逐級管理。
GIS支持多種形式的空間數據方式，並可通過數據的轉換使之為區域水資源管理服務。傳統的現場測量數據一般是將地圖數據輸入資料庫，而隨著GIS和相關的CPS的發展，使GPS獲得的數據可以直接提供給GIS使用，遙感的結果經過人工解譯或計算機解譯也可直接納入GIS的資料庫中。GIS對空間數據多種表現形式的支持使空間信息可以直接為區域水資源管理服務，並使水資源管理工作得到全面、多層次地體現。
3.3提供良好的數據維護和更新功能
GIS提供了圖幅變形矯正、接邊、核對等空間數據維護技術，空間數據的增加、刪除和更改在資料庫中可以很快得到實現。另外，通過網路分布式管理，可以使更新的數據迅速地體現在相應的模塊並傳遞給相應的應用客戶。GIS這種良好、快速的數據維護和更新能力，從長遠來看，提高了水資源管理的時間效益。
3.4基於空間的數據分析功能
基於GIS的水資源綜合評價信息管理系統提供了查詢、疊加、分類、網路、鄰近、數字高程模型等空間數據的分析功能。
3.4.1查詢和量算
GIS提供的查詢和量算功能可以進行空間數據和屬性數據的相互量算。通過地理信息系統查詢和量算的功能，可以實現圖文互查，首先，可以按屬性信息的要求來查詢空間信息的位置（即「文查圖」）和按空間位置來查詢屬性信息（即「圖查文」）。其次，可以實現系統中點、線、面元素的相互查詢。例如，從線到點的查詢可以實現對某一線性元素如河流上點元素（排污口）的信息查詢（位置、特徵等）。
3.4.2疊加
疊加的基本思路是：在利用地圖進行資源評價和土地利用規劃過程中，人們認為地球表面的各個要素不是彼此獨立地進行作用，而是相互影響、綜合地進行作用的。因此，有必要進行綜合的、多學科的評價。進行這類綜合評價工作的一個簡單方法是在一個透明的正面上復合（疊加）各種資源地圖的透明拷貝，然後在疊加的地圖上尋找各種屬性恰好適宜的地點。這種方法與計算機技術結合，在網格紙上列印出需要值來製作單因素地圖，疊加這些網路值，用行式列印機字元疊加的方式產生適宜的灰度來表示綜合評價的值，這就是基於網格的GIS。最終獨立信息系統中的疊加是把分散到不同層上的空間和屬性信息按相同的空間位置疊加在一起，成為新的一層。疊加的過程主要是對空間信息及其相應屬性信息進行集合的交、並、補的運算，也可以進一步對屬性做其他運算。
3.4.3分類
分類的目的是為了把復雜的事物進行簡化，從而便於進一步地思考和分析。人類正是藉助分類的方法來揭示自然界的內在規律。實質上，對空間數據的分類，就是對空間信息的分析過程。GIS對區域水環境管理提供了從單元素到多元素的分類方法，並提供了自動分類的有效功能。
3.4.4網路分析
網路分析功能的涵義是藉助線性要素的組合來描述某種資源或物質在空間上的運動，藉助網路分析，通過線性阻抗等方法的計算，可以實現路徑選擇、負荷估算、職員分配、時間和距離的統計等。在基礎設施的布點分析等方面，網路分析都有很好的應用價值。
3.5數字高程模型
與一般的點、線、面不同，自然地形是一個連續起伏變化的表面，往往沒有明確的邊界。傳統的地圖制圖，常常用等高線來表示地形、地貌。從二維的角度，等高線便於視覺觀察和分析，也可做手工的量算。但把等高線作為數據存儲起來，不便於計算機進行分析，而且手工方式產生等高線費時費力，為此，產生了以計算機為基礎的數字高程模型（DEM）或數字地形模型（DTM）。通過對數字高程模型的點、線、面賦予特殊的屬性、高程，可以使其變成三維的表面模型。數字高程模型提供了對空間屬性數據的直觀分析，可以用於代表分析、匯流路徑分析。
水資源綜合評價的目的在於了解水源的數據、質量及其時空分布、水資源開發利用現狀等，以達到調控人類自身活動，合理開發和高效利用水資源，防止水資源的污染和再生環境的破壞，從而保護人類生存和經濟社會的穩定發展。水資源管理是一種克服人類經濟社會生活的盲目性和主觀隨意性的科學管理與決策活動。近年來隨著計算機的發展和GIS技術的進步，帶來了這種科學決策和管理信息的新方法，改進了以往水資源管理的工作方法，因而基於GIS的信息管理技術是當前最先進的科學管理方法。在水資源評價、規劃和管理方面，很強的圖形顯示功能和帶有時間的三維GIS，有利於水文水資源工作者研究流域或區域的水文空間分布，並有助於了解降雨、地表水和地下水等在時間和空間上的變化情況。地理信息系統以管理大量的空間屬性見長，可以作為空間屬性數據的有效管理工具。應用地理信息系統，可以管理、分析、處理大容量的空間屬性數據，特別是水文水資源各要素中的應用，解決了水文、氣象和水文地質等分析工作中長期以來存在的數據量不足和信息量不豐富的問題。同時，當前地理信息系統的低成本趨勢、具有實時預報的特點和數據的可持續利用，在水資源評價、規劃和管理領域中具有廣泛的應用前景。
❷ 怎樣減少CAD出圖紙中的錯誤
查圖不細也是我最初的弱點，後來通過多多的練習，現在好多了。查圖時一定要列印出來查，列印出來後比較直觀，而且能用記號筆標記所犯的錯誤。檢查圖最忌諱掃略，就是眼睛東一眼西一眼的查，那樣差的不細，查圖要每個尺寸每個標記的查，不要怕麻煩就省略圖中的任何部分，那樣很容易出現披露。