一、GIS在防洪減災(zāi)方面的應(yīng)用
　1.防汛決策支持系統(tǒng)或信息管理系統(tǒng)的平臺(tái) 

　在國家防汛指揮系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架下，各流域或省、自治區(qū)、直轄市的防汛決策支持系統(tǒng)或防汛信息管理系統(tǒng)都以GIS為平臺(tái)。GIS在這些系統(tǒng)中的作用主要有以下幾個(gè)方面： 

     （1）空間數(shù)據(jù)管理，包括查詢、檢索、更新和維護(hù)；
　　（2）利用空間分析能力為防汛指揮決策提供輔助支持；
　　（3）為各類應(yīng)用模型提供數(shù)據(jù)；
　　（4）優(yōu)化模型參數(shù)；
　　（5）預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)；
　　（6）防汛信息及決策方案的可視化表達(dá)。 

　2.災(zāi)情評(píng)估 
　 在災(zāi)情評(píng)估中，GIS是主角，它發(fā)揮的主要作用是： 
　　（1）基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)（包括地理、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)）的管理；
　　（2）空間和屬性數(shù)據(jù)查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)和顯示的基礎(chǔ)；
　　（3）洪水演進(jìn)的基礎(chǔ)平臺(tái)；
　　（4）災(zāi)情數(shù)據(jù)的提取和分析；
　　（5）災(zāi)情的可視化表達(dá)；
　　（6）輔助決策的工具（行蓄洪區(qū)應(yīng)用、搶險(xiǎn)救災(zāi)物資儲(chǔ)運(yùn)、避險(xiǎn)、遷安等）。 
　　目前洪澇災(zāi)害的監(jiān)測(cè)評(píng)估業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)已在水利部遙感技術(shù)應(yīng)用中心投入運(yùn)行。 

　　3.洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與區(qū)劃 
　　采用GIS技術(shù)，是進(jìn)行洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與區(qū)劃的有效手段。GIS發(fā)揮的作用有： 
　　（1）多源、多尺度數(shù)據(jù)的管理；
　　（2）空間數(shù)據(jù)的疊加與綜合處理；
　　（3）圖形處理的特殊功能。 

　　4.城市防洪 
　　GIS在城市防洪中發(fā)揮的作用更多更大，目前比較突出的有以下幾個(gè)方面： 
　　（1）城市積水、退水的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)；
　　（2）現(xiàn)有排水設(shè)施（排水管網(wǎng)、泵站等）信息的管理；
　　（3）排水設(shè)施的規(guī)劃與設(shè)計(jì)；
　　（4）城市綠地（透水面積）的面積與位置的規(guī)劃；
　　（5）暴雨時(shí)空特征分析（4DGIS）；
　　（6）以街道為統(tǒng)計(jì)單元和以街區(qū)為空間單元的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)空間展布；
　　（7）暴雨分布及積水街道分布的可視化顯示；
　　（8）高分辨率、多層次、多源和更新頻繁的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、維護(hù)和管理。 
　　由于城市防汛信息管理及決策支持系統(tǒng)的復(fù)雜性，不少方面還在繼續(xù)深入，可以肯定的是GIS技術(shù)在這進(jìn)程中能發(fā)揮的作用將越來越大。 
　　

二、GIS在水資源管理方面的應(yīng)用 
　　上海、廣東、山西等省、直轄市已建設(shè)了一批以GIS技術(shù)為支撐的水資源信息管理系統(tǒng)，有的已在此基礎(chǔ)上向水資源管理決策支持系統(tǒng)邁開了新的步伐，形式上大多是空間決策支持系統(tǒng)（SDSS）。 
　　在水資源信息管理系統(tǒng)中GIS發(fā)揮的作用大致有以下幾個(gè)方面： 
　　（1）歷史數(shù)據(jù)管理和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)加載；
　　（2）信息的空間與屬性雙向查詢；
　　（3）時(shí)空統(tǒng)計(jì)；
　　（4）以多種方式直觀地可視化表達(dá)各類信息的空間分布及動(dòng)態(tài)變化過程；
　　（5）區(qū)域水資源的空間分析；
　　（6）區(qū)域水資源管理模式區(qū)劃，如地下水禁采與限采區(qū)劃、水環(huán)境區(qū)劃等。 
　

三、GIS在水環(huán)境和水土保持方面的應(yīng)用 
　　水利部門已有包括170多個(gè)主要測(cè)站的全國水環(huán)境信息管理系統(tǒng)，有如廣東那樣的省級(jí)系統(tǒng)，有如三峽庫區(qū)那樣的區(qū)域性系統(tǒng)，也有如九州江那樣的江河級(jí)系統(tǒng)。這些以GIS技術(shù)為支撐的信息管理系統(tǒng)和SDSS的功能主要有以下幾個(gè)方面： 
　　（1）數(shù)據(jù)管理，包括自然、地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)，水利工程與設(shè)施，監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，水質(zhì)與水量的歷史與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，水環(huán)境評(píng)價(jià)等級(jí)，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)和條例，決策項(xiàng)目和邊界條件數(shù)據(jù)，水污染預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，等等。 
　　（2）水質(zhì)參數(shù)的雙向查詢，即點(diǎn)出站點(diǎn)位置查詢?cè)撜镜幕�本信息、水質(zhì)參數(shù)、水質(zhì)等級(jí)、超標(biāo)物名稱、以月或年為單位的水質(zhì)等級(jí)過程線；也可由水質(zhì)等級(jí)或某物質(zhì)超標(biāo)來查（顯示）測(cè)站位置，或河段。 
　　（3）統(tǒng)計(jì)某流域或區(qū)域各等級(jí)水質(zhì)的測(cè)站占的比例或各等級(jí)水質(zhì)的河段長，等等。 
　　（4）區(qū)域或上下游水質(zhì)的空間分析，找出某水質(zhì)參數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)的污染源。 
　　（5）各類可視化表達(dá)。 
　　（6）水質(zhì)水量模擬與預(yù)測(cè)。 
　　（7）污染排放管理與控制。 
　　（8）取水口位置優(yōu)化。 
　　（9）突發(fā)污染事件的處理方案及優(yōu)化。 
　　（10）改善水質(zhì)現(xiàn)狀的對(duì)策及優(yōu)化。 
　　水環(huán)境信息管理系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)或者是組成部分，而GIS是其基礎(chǔ)。GIS與空間決策支持的各類模型有三種結(jié)合方式： 
　　（1）以GIS為平臺(tái)建模；
　　（2）松散結(jié)合，從GIS提取數(shù)據(jù)，又回到GIS上顯示結(jié)果；
　　（3）用GIS軟件本身的建模功能建立一些數(shù)值分析模型，實(shí)現(xiàn)有限的決策支持功能。 
　　GIS在水土保持中的的應(yīng)用是比較全面的，是全過程的應(yīng)用。從土壤侵蝕發(fā)生與否的判斷、侵蝕強(qiáng)度劃分、侵蝕量的計(jì)算、流域泥沙輸移、水保措施的效益評(píng)價(jià)，一直到土壤侵蝕過程的模擬與預(yù)測(cè)，GIS始終在技術(shù)上起著支撐作用。所以與其他領(lǐng)域比較，水土保持中一些應(yīng)用模型大多采用與GIS緊密結(jié)合的方式，也就是直接用GIS為建模平臺(tái)，這是一個(gè)比較鮮明的特點(diǎn)。 

四、GIS在水利水電工程建設(shè)和管理方面的應(yīng)用 
　　水利水電工程建設(shè)與管理中利用GIS功能最多的有以下幾個(gè)方面： 
　　（1）三維可視化顯示及貫穿飛行模擬；
　　（2）位置或路線的優(yōu)化；
　　（3）空間信息的疊加與分析；
　　（4）影響區(qū)（范圍）的確定；
　　（5）開挖量及剖面分析；
　　（6）淹沒分析；
　　（7）交互式的工程布置方案修改。 

五、GIS技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì) 
　　在以信息化帶動(dòng)水利現(xiàn)代化的戰(zhàn)略方針指導(dǎo)下，GIS在水利行業(yè)的應(yīng)用將“無處不在”，而且迅速地占領(lǐng)管理和決策層面。它的發(fā)展趨勢(shì)有以下四個(gè)。 

　　1.網(wǎng)絡(luò)GIS（WebGIS） 
　　WebGIS可用于除了一般數(shù)據(jù)外的特殊數(shù)據(jù)類型，尤其是矢量數(shù)據(jù)的處理，以網(wǎng)絡(luò)瀏覽器為應(yīng)用工作平臺(tái)，在客戶端可以實(shí)現(xiàn)對(duì)矢量數(shù)據(jù)的操作，可以在多個(gè)客戶端實(shí)現(xiàn)原來在本機(jī)上才能實(shí)現(xiàn)的功能，并可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程調(diào)用和發(fā)布各類數(shù)據(jù)、圖形、圖像。 

　　2.組件式GIS（ComGIS） 
　　GIS軟件的技術(shù)體系經(jīng)歷了GIS模塊、集成式GIS和模塊式GIS這三個(gè)階段后，已發(fā)展到了組建式GIS階段，即基于組件平臺(tái)，以一組具有某種標(biāo)準(zhǔn)通信接口實(shí)現(xiàn)交互，甚至是跨計(jì)算機(jī)交互。ComGIS使軟件的可配置性、可擴(kuò)展性和開放性更強(qiáng)，使用更靈活，更便于二次開發(fā)，特別有利于應(yīng)用系統(tǒng)集成和拓展。 

　　3.三維GIS和四維GIS 
　　三維尤其是實(shí)時(shí)的三維GIS系統(tǒng)為各種水利信息提供了更為直觀的表現(xiàn)方式。在調(diào)水線路沿線貫穿飛行、城市及蓄滯洪區(qū)洪水演進(jìn)、水利工程布置、大壩及堤防等工情信息的表達(dá)、地面與地下結(jié)合的地質(zhì)構(gòu)造描述、水流流動(dòng)的三維表現(xiàn)、廠房或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的描述、庫區(qū)的描述、宏觀地形地貌表現(xiàn)、通視性分析等等方面使用得特別多或者是特別有前景，而且它也是虛擬或仿真的基礎(chǔ)。目前三維功能較強(qiáng)的GIS軟件也趨于采用組件架構(gòu)。 
　　水利上很多問題是時(shí)間序列問題、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及過程問題。因此，加上時(shí)間維的4DGIS應(yīng)用需求也很廣。 

　　4.VR-GIS技術(shù) 
　　VR-GIS技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與GIS技術(shù)的結(jié)合，包括與WebGIS和ComGIS結(jié)合的技術(shù)，專門用于研究地學(xué)或以地球系統(tǒng)為對(duì)象的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，目前只能達(dá)到仿真的水平，可以做到： 
　　1 對(duì)現(xiàn)時(shí)的地理區(qū)域的非常真實(shí)的表達(dá)；
　　2 可在所在地理范圍內(nèi)外自由移動(dòng)；
　　3 在三維數(shù)據(jù)庫中有GIS的各種功能；
　　4 以可視化功能作為用戶接口的自然的整體部分。 
　　在水利行業(yè)可模擬的例子也不少，例如工程結(jié)構(gòu)、河流地貌過程、三角洲演化過程、天氣過程、湖泊與沼澤演化過程、調(diào)水工程、水資源調(diào)控、河道整治、大型水利工程的環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)污染過程、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)系統(tǒng)的惡化與恢復(fù)、洪澇災(zāi)害的發(fā)生與救災(zāi)、防洪規(guī)劃、河口與港口整治、垮壩潰堤、土壤侵蝕、水土保持效果、荒漠化過程、大型水利水電工程規(guī)劃以及替代傳統(tǒng)的水工模擬，等等。 
　　要在水利行業(yè)更好地應(yīng)用和發(fā)展GIS技術(shù)，必須在進(jìn)一步加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的基礎(chǔ)上，大力開展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，尤其是富有水利行業(yè)特色的數(shù)據(jù)庫，如蓄滯洪區(qū)空間展布式社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫、雨情和水情數(shù)據(jù)庫、水旱災(zāi)情數(shù)據(jù)庫，等等。此外還要加快提高GIS的應(yīng)用水平，充分發(fā)揮GIS現(xiàn)有的和潛在的功能，并且與遙感、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)以及水利行業(yè)本身的技術(shù)緊密地結(jié)合在一起。