塔里木盆地水资源开发管理的地理信息系统(GIS).pdf

中国矿业大学学报990 119 中国矿业大学学报 JO U RNA L O F CH I NA U NI VERSI T Y O F M I NI NG a 1，a2为相邻两水质等级I ，J的标准值; μ（X）为某 种元素的隶属度，其中 当X≤a 1 时, X对I 级的隶属度μ（X） 1; 当X≥a 2 时, X对J级没有隶属关系μ（X） 0 ; 当a 1≤X≤a2 时, X对I ，J级都有隶属关系; 利用上述隶属函数, 可求出m 个单项指标对 f i l e / / / E| / q k / z g k y d x x b / z g k y 99/ z g k y 990 1/ 990 119. h t m （第 4／7 页）2 0 10 -3-2 3 15 56 51 中国矿业大学学报990 119 n 级水的隶属程度, 最后得到m n 阶模糊评判矩阵 式中r i j 为第i 个指标对第j 个等级的隶属度. 2 建立评判因子的权重矩阵 利用专家评分的方法给出各评价指标的权重, 得到权重矩阵 A （w 1, w2，⋯, wm） . 3 进行模糊综合评判 根据模糊矩阵的复合运算法则，得出综合评价结果 式中 f i 为某水样对第i 级的隶属度. 2 . 2 . 2 求算地下水资源量数学建模 该系统对于已掌握大量地下水开采资料的地区可以进行地下水资源量的评价. 地下水允许开采资源量是地下水资源评价的核心问题，它是一个受多因素影响的 量，可用下列的多元回归方程来描述［5］ b 0 x0 b1x1 b2x2 ⋯ bmxm p , 式中b i 为第i i 0 , 1, ⋯, m 个待定因素；x i 为第i 个影响因素；p 为地下水可采资源量. 将已有的开采资料代入上述方程后，便得到一个线性方程组，可写成如下的矩阵 形式 f i l e / / / E| / q k / z g k y d x x b / z g k y 99/ z g k y 990 1/ 990 119. h t m （第 5／7 页）2 0 10 -3-2 3 15 56 51 中国矿业大学学报990 119 利用波前法求解上述的多元线性方程组后，便可求得待定系数b 0，b1，b2, ⋯, bm. 3 数据库的建立 通过人机交互终端、数字化仪、扫描仪等外围设备将现有的地图和其拓扑关系、 外业观测试验成果、文本资料等输入到计算机中，形成文本资料库、图形库和属性库. 其中对水系这种重要的地物类型还要分段进行参数设计，以实现线型渐变. 通过公共的 标识码 ID 码 将图形库和属性库关联进行后，便形成了各种专题层 空间数据库 见表 2 . 表2 空间数据分层 T a b l e 2 T h e c o v e r a g e s o f s p a t i a l d a t a 专题层 （空间数据库） 属性字段 行政区划面积, 人口数, 农业用水量, 工业用水量⋯⋯ 交通网总长, 公路等级, 沿途所经村寨⋯⋯ 降雨量年降雨量, 降雨入渗系数, 降雨集中时间⋯⋯ 蒸发量年蒸发量, 蒸发系数, 植被发育情况⋯⋯ 水系 河流、 湖泊、泉 长度、宽度、流量 河流 , 面积 湖泊 ⋯⋯ 含水层划分储存资源量, 含水层厚度, 渗透系数, 岩性特征⋯⋯ 水质特征 水质类型, 矿化度, ［Cl -］, ［Ca2 ］, ［M g2 ］, ［CO 3 2 -］, ［H CO 3 -］⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯ f i l e / / / E| / q k / z g k y d x x b / z g k y 99/ z g k y 990 1/ 990 119. h t m （第 6 ／7 页）2 0 10 -3-2 3 15 56 51 中国矿业大学学报990 119 4 系统的设计原则和系统开发 4. 1 系统设计原则 1 原型模型 由于用户开始对系统功能的定义只是模糊的设想，以后还会不断提 出新的要求，同时由于用户与系统设计人员的沟通障碍，因此在系统设计时，必然要 采用原型模型，及时征求用户意见，不断测试、修改并逐步完善系统的功能. 2 实用性原则 系统简单、实用，能够解决使用单位的实际问题. 3 界面友好原则 本系统界面全部采用按钮式中文菜单，操作方便易行. 数据的输 入及系统与用户的交互都是通过对话框实现. 4 可移植性强 系统以功能较全的M A PI NFO 软件作为平台，采用面向对象的开发 技术，利用Vi s u a l Ba s i c 和M a p Ba s i c 语言联合开发而成，独立性好，可移植性强. 任何装 有M A PINFO 4. 0 以上版本的微机都可以直接拷贝使用，亦可将该系统中的模块当作自 己程序的一个子模块. 4. 2 系统开发 该系统是在M a p i n f o 工作平台上利用M a p Ba s i c 语言二次开发完成的. M a p Ba s i c 是 M a p i n f o 提供的面向对象的程序设计语言和开发环境，它功能强大，利用它可以重新组 织M a p i n f o 的界面，实现用户所需求的功能，从而设计出用户的专业系统. 本系统是利 用M a p Ba s i c 和Vi s u a l Ba s i c 联合编程开发的. 5 结束语 “塔里木盆地水资源开发管理的G I S”的建立，成功地将G I S理论与技术应用到塔 里木盆地水资源的开发、管理中，为我国西北干旱地区水资源的开发利用及管理提供 了一条新的研究途径. 该系统的一个最重要的特点就是实现了G I S与水文地质学的专业 分析的结合. 利用该系统可以求算出降雨入渗量、蒸发量、地下水储存资源量等资源 量，并可进行简单的水化学分析，从而弥补了以往G I S软件的专业分析功能薄弱的不 足. 作者简介 武 强，男，1959年生，教授，博士生导师，工学博士 作者单位武 强 邹德禹 董东林 江中云 黄晓玲中国矿业大学资源开发工程系 北京 10 0 0 8 3 李文鹏 郝爱兵国土资源部环境地质研究所 北京 10 0 0 8 1 参考文献 1 武 强, 曹红梅. 地理信息系统在地下水模型中应用初探. 水文地质工程地质, 1996 , 2 3 1 43 2 钟连琨. 城镇地籍信息系统. 测绘通报, 1997 5 13～14 3 朱儒楷. 高等工程数学 下册 . 徐州 中国矿业大学出版社, 1993. 2 2 5～2 2 7 4 郭向东. 应用模糊数学法进行辽河下游段水质综合评价. 水文科技信息, 1997 2 49～ 50 5 房佩贤. 专门水文地质学. 北京 地质出版社, 198 7 . 10 6 收稿日期 1998 -0 7 -2 8 f i l e / / / E| / q k / z g k y d x x b / z g k y 99/ z g k y 990 1/ 990 119. h t m （第 7 ／7 页）2 0 10 -3-2 3 15 56 51