矢量化毕业论文

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浅谈GIS技术在水利工程中的应用展望论文

摘要： 近年来， GIS （地理信息系统） 技术在水利工程应用领域中发挥着技术先导的作用。文章通过分析目前GIS技术在水利规划、水资源管理等水利工程行业的具体应用形式， 结合地理信息学科的发展方向， 展望GIS在水利工程中的应用前景。

关键词： GIS； 水利工程；

1 GIS技术概述

20世纪60年代， 世界上第一个GIS （加拿大地理信息系统CGIS） 诞生， 其核心是用计算机来处理和分析具有空间属性地理信息。GIS技术能够有效地管理地理信息资源， 是其能够有效利用的核心技术。20世纪以来， 计算机和网络技术日的新月异极大地推进了GIS在我国的发展进程， 由于应用后能够明显地提高工作效率和经济效益， 因此， GIS技术已成为资源与环境各领域应用中不可或缺的前沿技术。

近20年， 我国经济水平持续增长， 人民生活质量稳步提高， 同时， 水资源需求与水资源利用率相对不足的矛盾逐渐加剧， 这促使水利工作者不断探索如何利用现代信息技术手段缓解这一矛盾。为有效地利用水资源， 在当前条件下最大限度地发挥水利工程的调节作用， 减少建设、管理人员的投入量， GIS技术作为信息化的体现之一， 在水利工程各环节中的应用范围不断扩大， 应用层次也逐渐深入。通过近年来的发展， GIS的应用形式已从最初单纯的可视化应用过渡为集合分析、模拟、预测等多位一体的复杂应用， 功能也提升为对多时期的地理信息变化进行动态监测和分析比较， 将数据收集、空间分析和决策过程统一打包的应用。实践表明， 通过使用GIS系统， 有利于设计人员对工程进行总体规划， 方便施工人员对实施过程进度和质量把控， 有效提高管理人员的工作效率， 从而提升水利行业整体信息化水平。

2 GIS技术在水利工程中的应用

水利工程为消除水害和开发利用水资源而修建， 重要性不言而喻， 而其本身具有一定的地理空间属性， 对工程的地理环境依赖较高。GIS的发展恰好为水利工程的空间属性提供了可行的表现途径和有效的模拟、分析方法。运用GIS技术， 矢量化地理信息数据， 搭建水利工程地理信息平台， 能够直观地展示工程环境， 结合水利资料， 实现环境分析模拟， 有利于管理人员决策[1]。

目前， GIS在水利工程方面的应用主要表现在以下几方面：

（1） 水利工程规划

GIS技术广泛应用于水库选址、复杂工程布局、工程测量[2]、库容量计算、开挖土石方量计算、工程建设监测[3]、工程变形监测等方面， 促使水利工程规划、管理科学发展。

（2） 水资源管理

运用GIS技术能够确定水资源分区， 建立科学有效的管理模式， 分析水资源量， 直观地展示水资源分布和数量的动态变化， 有助于实现水资源的合理利用。

（3） 防洪减灾

GIS应用主要表现在防汛决策支持系统[4]和洪灾损失评估， 它以GIS为基础， 实现了决策方案、防汛信息、损害范围的直观化和形象化表达， 为全国防汛决策提供有力的技术支撑。

（4） 水土保持

利用GIS技术能够进行水土流失预测和动态监测[4]， 查询、统计、分析土地分区和土地利用情况， 有利于重点区域水土流失综合治理措施的制定， 提升治理效果。

（5） 水质监测

建立GIS水质监测应用平台， 能够掌握水质的实时动态变化， 及时辨析污染源头， 有利于地表水、地下水储量分析， 模拟水量调度， 提高水资源利用水平。

（6） 水文预报

通过GIS技术， 整合水文基础数据， 实现基础背景数据管理， 对空间和属性数据的查询， 统计数据以及显示检索， 为水文预报提供基础数据支撑[5]。

3 GIS技术应用展望

随着计算机技术的发展， GIS技术在水利工程应用的内容已从结合地理要素的水利信息查询展示发展到利用GIS空间运算完成水利信息的分析、计算、模拟与统计。近年来， 结合遥感、GPS等前沿技术， 构建3D、4D地理信息系统平台， 实现多维度水工建筑仿真应用已成为水利信息化应用新趋势 （如三维可视化洪水淹没分析与灾情评估系统、4D水利施工管理系统等[6]） 。水利要素具有的空间地理属性促进了GIS在水利应用中的高速发展， 纵观发展历史， 水利GIS应用的发展趋势主要表现为应用内容的发散性扩展及应用技术的融合性集成。

3。1 应用内容扩展

利用GIS技术， 实现工程环境分析模拟的形象化， 并且在一定程度上提高了获取信息的时效性和准确性， 有利于管理和决策。因此， 今后GIS技术将逐渐覆盖水利行业的各个方面， 促使水利信息化进一步发展。

（1） 洪水模拟

利用洪水历史资料， 结合GIS平台， 建立合理的流域模型， 通过可视化模拟， 分析流域洪水成因、洪水特性及其规律；通过地理信息要素分类， 分析各主要河道的自然条件；运用GIS技术， 进行上下游洪水演进模拟分析， 促使建立一定洪水标准下合理的蓄、滞、泄关系及管理措施等。

（2） 供水预案

建立供水、需水、蓄水地理信息管理平台， 通过电子地图可视化展示水源地分布， 有助于研究可能的供水方案与主要工程措施及用水管理与供水水质保证措施。

（3） 水质分析

实现水质采集自动化， 分析地质、水质信息的地理属性， 应用GIS技术研究土壤侵蚀分区；分析各类可能污染源；利用历史资料， 模拟预测不同规划水平年的污染负荷量和水质变化， 以此为基础研究保护水资源应采取的措施。

（4） 工程测量

应用无人机搭载遥感、GPS设备， 采集、处理工程测量数据， 利用GIS技术实现测量数据可视化， 减少外勘人力成本， 提高工程测量的.精度与效率， 便于数据成果的合理应用。

3。2 应用技术深入

（1） GIS技术发掘

随着GIS技术的发展， 多种空间数据结构 （如“真三维”、“时空四维”） [7]应运而生， 面向对象的数据模型和实用的界面语言正处于高速发展阶段， 数据自动输入技术不断完善， 各行各业GIS应用模型开发力度不断加大， GIS的网络共享能力 （webGIS） 不断增强。在这样的大环境中， 水利与GIS的结合必将更加深入， 具体表现为水利数据信息的表达将趋于多维度、丰富性、立体性、共享性， 水利应用模型将趋于结构化、可扩展性， 形成整个水利行业的GIS综合管理平台， 逐渐打开GIS综合系统与水利专业系统共存共荣的局面。

（2） 相关技术集成

鉴于水利空间数据的时间性和复杂性， 单一的GIS技术很难满足水利要素的处理要求。因此， 在水利工程的应用中， “3S”技术 （全球定位系统GPS、遥感RS、地理信息系统GIS） 、无人机技术的集成已成为必然的发展趋势。GPS为GIS的快速定位和更新提供手段， 遥感技术的多谱段、多时相、多传感器和多分辨率的特点， 为GIS不断注入“燃料”， 反过来又可利用GIS支持从遥感影像数据中自动提取语义和非语义信息， 而无人机则可作为遥感设备提供载体[7]。利用无人机航拍， GPS和RS赋予了GIS实时、动态属性。3S技术整体结合所构成的水利地理信息系统是高度自动化、实时化的GIS系统。这种系统不仅具有自动、实时地采集、处理和更新数据的功能， 而且能够分析和运用数据， 为水利各学科应用提供科学的决策咨询。

多媒体地理信息系统 （MGIS） 将文字、图形 （图像） 、声音、色彩、动画等技术融为一体， 为GIS应用开拓了新的领域和广阔的前景[8]。它能够以最直观的方式表达和感知空间地理信息， 以形象化的、可触摸 （触屏） 的甚至声控对话的人机界面操纵空间地理信息处理的技术。应用MGIS的水利地理信息系统将对结构、功能及应用模式的设计产生极大的影响， 使得各类信息的表现形式更丰富， 更灵活， 更友好。

4 结语

毋庸置疑， 水利GIS应用的基础是地理空间数据和水利专题要素数据， 相关专业 （如测量专业） 的发展将对其产生明显的限制或促进作用。因此， GIS在水利工程中的应用水平应依据各专业的发展稳步提高， 防止闭门造车， 构建海市蜃楼。

复杂技术集成的GIS在水利工程上的应用将会成为今后一段时期内水利信息化的主要趋势。搭建集工程规划、建设、管理为一体的水利工程综合地理信息平台， 能够实时、有效地展示工程运行情况， 模拟防洪工况， 提高管理决策能力， 为水利信息化事业发展添砖加瓦。

参考文献

[1]刘林宁。地理信息系统在水利工程中的应用探讨[J]。农村经济与科技， 2016， 27 （18） ：65。

[2]鞠尊洲。3S技术在水利工程测量中的应用[J]。科技信息 （学术研究） ， 2008 （14） ：239—240。

[3]李蕾。浅谈在水利工程建设管理中信息技术的应用[J]。建设科技， 2016 （17） ：93。

[4]王芳， 卜倩倩。探析计算机地理信息系统在水利中的应用[J]。资源节约与环保， 2015 （03） ：154。

[5]赵晓敏， 李本怀。GIS技术在水文预报中的应用—以长春新立城水库为例[J]。水利技术监督， 2013， 21 （02） ：64—66。

[6]刘丹， 刘萍， 樊耔均。GIS在水利现代化中的应用和发展趋势[J]。硅谷， 2012， 5 （24） ：43+42。

[7]张会玲。GIS技术应用及未来发展趋势[J]。信息系统工程， 2012 （04） ：98—99。

[8]董凤服， 刘洋。GIS技术的发展趋势[J]。网络与信息， 2007 （08） ：65。

浅谈符号在环境艺术设计中的运用 摘 要：继承与创新之间的关系问题多年来一直是环境艺术设计关注的焦点。本文希望通过对于符号的设计运用来探讨关于文化的继承与创新的奥秘的一丝感悟。 关键词：符号 语法 变形 分裂 构成 继承与创新之间的关系问题多年来一直是环境艺术设计关注的焦点。其实，从语言学的观点看，这一矛盾就是语言的稳定性和变易性之间的矛盾。作为设计者在形式设计上的得失成败取决于所掌握“词汇”的丰富程度和运用“语法”的熟练程度。设计者要想使自己的作品能够被他人真正理解，就必须选择恰当的“词”并遵守一定的“语法”。但这并不意味着设计者只能墨守成规，毫无个人的建树。设计者巧妙地运用个别新的符号，或者有意识的改变符号间的一些常规组合关系，创造出新颖动人的作品，这也就是设计上的创新。 构成中有一种“特异”的构成手法，即在似乎很平淡的构成中突然出现一个“异类”的元素，使得本身很平淡的方案达到意想不到的效果，带有创新意识的新符号就如同这个“异类”。在人们对习以为常的事物难以引起足够的注意和兴趣情况下，将一些常见的符号变形、分裂，或者把代码编制顺序加以改变，就可以起到引人注目、发人深省，加强环境语言的信息传递的作用。 美国著名建筑师查尔斯·摩尔设计的奥尔良市“意大利广场”就是在设计中大胆抽取各种古典的要素符号，并以象征性的手法将其再现出来。整个广场以巴洛克式的圆形平面为构图，以逐渐扩散的同心圆及黑白相间的地面铺装向四周延伸出去，直至三面入口的街道上。罗马的古典柱式经过改头换面以全新的面貌呈现，如科林斯柱式用的是不锈钢柱头，檐壁上用拉丁文雕刻着“此喷泉为市民们献予全民之赠礼”的献词；多立克柱式上流泉汩汩，圆券上嵌着微笑的摩尔头像，水正不断地从他嘴里吐出…在这里不仅充满了欢快浓郁的现代商业气氛，而且具有对乡土强烈的依恋之情。意大利地图和亚平宁半岛，西西里和撒丁岛的平面图；古罗马的五种柱式、帕拉蒂奥母题的变形组合和凯旋门；柱廊围合的圆形广?涤饕獯罄�ケ说么蠼烫玫耐衷残喂愠 �庖磺懈丛拥奈穆觯�靡�骱妥笆问址ㄒ阅＠饬娇苫虿蝗范ǖ谋湫巍⒍狭选⒎瓷涫址�庸ぷ楹掀鹄础S行┤私�淇闯墒嵌宰�系墓诺湫问降馁翡拢�率瞪希�杓普咧��哉庋�杓颇康氖墙�庑┤嗣鞘煜さ姆�疟湫畏至押笾匦录右员嗯牛�顾�谴τ谌嗣遣幌肮叩奈恢茫��⑾质涤刖�榈拿�艹逋唬�又刑逑忠恢痔厥獾囊馕丁V��ㄖ�缆奂腋甑虏�裰赋觯?实际上，你马上意识到它完全不是对古典主义的嘲弄。这是一种欢欣，几乎是对古典传统歇斯底里般的高兴的拥抱。” 今天，各种方盒子式建筑被认为超然于历史性和地方性之上，只具有技术语义和少量的功能语义，没有思索回味的余地，导致了环境的冷漠和乏味而受到批评。对此用信息论有关原理来解释，就是环境符号系统所载有效信息太少。鉴于此，后现代建筑师文丘里大声呼吁：“丰富建筑的内容，同时使建筑成为包括其他方面的多维艺术，甚至包括文字，使它不再是一个纯粹的空间的工具。”它主张以环境的复杂性和矛盾性代替现代派提倡的简洁性；以语义的模棱两可和紧张感代替平铺直叙；以语义的多重性反对非此即彼的机会主义；要混杂而不要一目了然的统一。斯特恩设计的“最好的”产品陈列室是一个典型的例子，它立面上采用了许多传统的符号和构成形式，尤如古希腊神殿的立面图，以此暗示他要表达的主题立意：即把该建筑作为“消费主义的神殿”，反映商业化社会人们的价值观念和商业活动在今天人们日常生活中的重要性。但是隐喻的手法是复杂的、多重的，不经认真思考，人们难以马上从其表象领会到真正的意义。这样的设计作品，不但比方盒子有思想深度，就是比单纯地追求像一艘帆船或者一只猛禽等具象的象征主义更耐人寻味，更富有哲理。 把环境作为一种符号现象，为解决为长期困扰设计人员的继承和创新的矛盾问题提供了一条有效的途径。设计符号像文字语言一样，既根于往昔的经验，又与飞速发展着的社会相联系，新的功能、新的材料、新的技术召唤着新的思想。所以一方面它如同文字语言一般缓慢地变化着，另一方面又随着社会飞速地发展。怎样使环境既具有历史的连续性，又适应新时代的要求？ 随着时代的前进，科学技术的进步和文化交流的频繁，“词汇”和“语法”在发展中趋于统一的态势，但是一个民族由于自然条件、经济技术、社会文化习俗的不同，环境中总会有一些特有的符号和排列方式。就像口语中的方言一样，设计者巧妙地注入这种“乡音”可以加强环境的历史连续感和乡土气息，增强环境语言的感染力。日本现代建筑大师丹下健三设计的香川县政厅就是一个“新形式的传统语义”的典范。该建筑虽采用的是普通的钢筋混凝土框架结构，但外部形式处理却采用露明椽头、梁头等传统符号，立面的横向分割使人自然联想到日本主塔的层层屋檐。平面布局也吸收了方塔的优点，把交通和公共设施集中在平面核心（类似于古塔的塔心室），使他们所占面积最小，到达各层的交通路线最短。从而为人们展示了一种用现代结构技术形式反映传统地方风格的方法。 美国美学家苏珊·朗格曾经说过“一个符号总是以简化的形式来表现它的意义，这正是我们可以把握它的原因。不论一件艺术品（甚至全部艺术活动）是何等的复杂、深奥和丰富，它都远比真实的生活简单。因此，艺术理论无疑是建立一个有效于生动现实的心灵概念这样一个更为伟大事业的序言。”符号活动已经包含了某种抽象概念的活动，已经不再停留在个别之上了。视觉符号是一种艺术符号，也是表现性符号。相对推理性符号而言，视觉符号没有自己的体系，任何视觉符号都有一定的文化内涵，只有体现在一定的情感结构中，围绕着一个特定的主题有机的结合在一起。知青饭店、老三届、毛家菜馆等等商业建筑里，都采用了斗笠、玉米棒、粗木桌椅、水井等等，甚至为了营造气氛更是将服务员的服装、以及菜单名也巧妙地融入其中，这些不同地域农村中富有典型意义的视觉符号营造的环境，在这里就如同一本旧相册，记录着不同人的经历，使得设计变得更亲切，更值得去回味。视觉符号的象征性不仅在形式上使人产生视觉联想，更为重要的是它能唤起人们思索联想，进而产生移情，达到情感的共鸣，建筑也因而更具有意义。 城市建设的高速发展带来了日新月异的变化，但与此同时我们也失去了许多永远无法复得的东西——历史文脉。历史形成的街道、胡同、牌坊、宗教圣地等等城市形态作为完整表达建筑和城市意象的符号系统，被成片、成街、成坊地被拆除，威胁到城市形态的相容性和延续性。尊重历史传统并不等于食古不化、拘泥于传统。相反，有意识地保留这些传统，将使得这个城市更富有地方风味。其实，“立新”不必“破旧”，关键在于如何以传统而又时尚的手法，创造出新旧共生的新的城市形态（符号）。“新天地”项目是位于上海市兴业路黄陂路、中共一大会址的周边地区。“会址”对面的南地块，设计为不高的现代建筑，其间点缀一些保留的传统建筑，与“会址”相协调。而“会址”所在的北地块，则大片地保留了里弄的格局，精心保留和修复了石库门建筑外观立面、细部和里弄空间的尺度，对建筑内部则作了较大的改造，以适应办公、商业、居住、餐饮和娱乐等现代生活形态。从目前已建成的部分看，得到的好评很多，已有较大的影响。据说销售与经济效益亦见好。其实，在上海这个东西方文化冲击的大都市里，传统的里弄生活形态从来没有死过，“新天地”给予它的只是合理的变化和延续，留给我们的是更多的思索与启示。 著名哲学家恩斯特·卡西尔认为人是符号的动物。人类所有精神文化都是符号活动的产物。人的本质即表现在他能利用符号去创造文化。因此，一切文化形式，既是符号活动的现实化，又是人的本质的对象化。而所谓精通文化，在符号层面上起码应该做到娴熟地操作构成该文化的符号文化系统而不是符号本身，将新的经验和见识编织到符号中去，其实符号本身也在发生变化，而有关文化的继承与创新的奥秘也就存在于这变异之中了。孔子和苏格拉底仍然是人类的万古明灯，而符号学这门现代学科呼唤我们从返苏格拉底。将简约而又复杂的语义，以传统而又时尚的语构，运用于现代艺术设计中，从而创造出个性化、人文化的全新设计符号。 ----------------------------------------- 【参考文献】 1．詹和平. 《后现代主义设计》. 南京： 江苏美术出版社 2001.8 2．梁朝昆. 《符号在室内环境设计中的运用》. 《装饰装修天地》2001.3 3．莫天伟 , 陆地.《再生上海里弄形态，开发性保护“新天地”》.《时代建筑》2000.8 4．〔德〕恩斯特·卡西尔 著 .甘阳 译.《人论》. 上海译文出版社 1985.12 5．〔美〕苏珊·朗格 著 . 《情感与形式》. 刘大基等 译.北京：中国社会科学出版社