佛羅里達(dá)西南部水資源管理
簡單來說，沒有水我們就無法生存。近30年來，佛羅里達(dá)一直應(yīng)用地理學(xué)和GIS來保護(hù)管理地表水和地下水，監(jiān)控水質(zhì)，降低洪水風(fēng)險(xiǎn)，并確保為居民提供干凈安全的水資源。
來自SouthwestFloridaWaterManagementDistrict的團(tuán)隊(duì)展示了如何利用GIS戰(zhàn)略來迎接水資源管理的全新挑戰(zhàn)。
解決農(nóng)民與住戶的地下水之爭
制作洪泛區(qū)專題圖
地表水許可管理
環(huán)境監(jiān)控和海藻治理
沼澤內(nèi)部物種收集
公眾參與
1.解決農(nóng)民與住戶的地下水之爭
水是佛羅里達(dá)州的典型特征，有超過20000英里的海岸線，3000個(gè)湖泊，11000英里的小溪與河流。西南區(qū)管理的水資源有80%都來自蓄水層，這個(gè)地下石灰?guī)r地層有1000多英尺厚。
TampaBay東部區(qū)域是全國第二大冬草莓生產(chǎn)基地，農(nóng)民和住戶爭搶有限水資源的事情時(shí)有發(fā)生。在2010年的一次冰凍災(zāi)害中，農(nóng)民為了保護(hù)草莓持續(xù)抽取地下水，造成超過750口井干涸，并形成了140個(gè)落水洞。我們要做的就是研究抽取地下水對蓄水層水位會帶來怎樣的影響。通過蓄水層透視圖可以看到，當(dāng)水位線下降，住戶的井就會干涸。這就讓這些住戶無水可用，并且在一些情況下，還會損害他們的水泵。
他們利用這些分析成果來開發(fā)制定新的用水和井建設(shè)的規(guī)則，一方面讓農(nóng)民能夠保護(hù)他們的草莓，另一方面住戶有可靠的水資源。
2.制作洪泛區(qū)專題圖
洪水方面，佛羅里達(dá)的洪水保險(xiǎn)是其他州的四倍。他們負(fù)責(zé)繪制區(qū)域洪泛平面圖。他們利用ArcHydro增強(qiáng)地表水建模能力，滿足防洪需要。
制圖流程中，首先需要使用區(qū)域雷達(dá)數(shù)據(jù)生成DEM。通過該高程模型，他們能夠描繪地表水域盆地，可以發(fā)現(xiàn)在降雨過程中哪些地方會匯集雨水。然后我們繪制水流如何在這些積水盆地間流動。
由于佛羅里達(dá)非常平坦，他們在分析中還加入了次表層信息，比如管線、雨水排水道。地表水和次表層信息的結(jié)合提供了在該系統(tǒng)中水如何流動的完整畫面。
所有信息作為地表水模型的輸入，輸出全部回到ArcHydro中，然后他們可以繪制洪泛區(qū)地圖。
過去如果發(fā)生洪水，他們什么都做不了，現(xiàn)在情況要好很多。開發(fā)者能夠使用他們的模型采取進(jìn)一步行動，并且確定將民房安置在什么位置。
3.地表水許可管理
接下來又展示了如何利用這些信息來支撐地表水許可業(yè)務(wù)。環(huán)境資源許可制度目的是為了減少洪水災(zāi)害，并確保最新發(fā)展不會對水質(zhì)和自然系統(tǒng)造成負(fù)面影響。
我們修改了許可申請流程，通過web地圖為非傳統(tǒng)GIS用戶提供預(yù)申請審查。當(dāng)申請人想要進(jìn)行新的發(fā)展建設(shè)時(shí)，pre-app可以快速評估提交的許可申請，并提供對該地區(qū)權(quán)威數(shù)據(jù)的訪問。
申請人在圖上繪制他們的申請范圍，這個(gè)范圍用于識別可能會影響發(fā)證的因素。比如，是不是在洪泛區(qū)？是否位于濕地或是否鄰近濕地？該范圍是否有井而申請人并不知道？
申請人接下來可以利用e-permitting系統(tǒng)來申請?jiān)S可。使用pre-app審查獲取的信息，申請人提交獲得的被許可的邊界范圍，啟動一個(gè)許可申請的自動化流程。
然后在該區(qū)水資源管理信息系統(tǒng)中，我們可以看到這條記錄。
這些表看起來都很枯燥，但外表是會欺騙人的。因?yàn)檫@些表背后代表了跨整個(gè)區(qū)的GIS的完整集成，包括許可審核地圖、流程圖、科學(xué)地圖，由地理學(xué)驅(qū)動，并驅(qū)動他們的業(yè)務(wù)。這是我們成功至關(guān)重要的基礎(chǔ)設(shè)施。
4.環(huán)境監(jiān)控和海藻治理
接下來，該區(qū)科學(xué)家Kris介紹使用GIS技術(shù)來增強(qiáng)環(huán)境監(jiān)控方式。在前面介紹的用水許可制度可以幫助保護(hù)Tampa灣河口免受新污染源的污染。20世紀(jì)80年代，該區(qū)開始改善被嚴(yán)重污染的Tampa灣。他們建造了雨水處理和棲息地修復(fù)工程。在灣口還構(gòu)建了一個(gè)項(xiàng)目用于增加水循環(huán)，該項(xiàng)目對海草治理有積極效果。海草草甸可以保護(hù)重要魚類，并是魚類的攝食區(qū)。另外也是海龜和海牛的食物源。
為了檢測他們的努力有沒有收效，該區(qū)開展了大范圍的海草制圖程序。他們將海草作為海灣健康的生物指標(biāo)。由于其對水質(zhì)非常敏感，因此一旦水質(zhì)受到污染，海草就會有相應(yīng)“指示”。他們通過航空影像穿透水層查看水草，人工描繪海草的鮮明特征。
海灣水質(zhì)隨著時(shí)間的推移不斷改善，他們30年的地圖程序記載，Tampa灣的海草隨著時(shí)間的推移在不斷增加。我們可以通過地圖看到增長情況。
Tampa灣現(xiàn)在像20世紀(jì)50年代那會一樣干凈清澈，2014年地圖顯示，海灣包含了破紀(jì)錄寬闊的海草區(qū)。
他們也在繪制向北三十英里處墨西哥灣溫泉海岸地區(qū)的海草?，F(xiàn)在，這個(gè)區(qū)域是一個(gè)挑戰(zhàn)。他們正在長達(dá)20英里的海上近30英尺深的水中收集數(shù)據(jù)，這個(gè)區(qū)域具有很高的生物多樣性，不僅包括海草，還有藻類，珊瑚和海綿。他們推進(jìn)了在該地區(qū)的科學(xué)議程，目前正在評估衛(wèi)星圖像和工作流的自動化來進(jìn)行海草的特征提取。
他們可以迅速分割空客影像，執(zhí)行單一光譜特征快速分類。結(jié)果展示出劃定的兩個(gè)不同類型的海岸線，鹽沼和紅樹林以及關(guān)鍵的海草資源。
5.沼澤內(nèi)部物種收集
這是Flatford沼澤的傳統(tǒng)植被圖。這片沼澤現(xiàn)在正處于困境中。周圍農(nóng)業(yè)在該區(qū)域過度灌溉導(dǎo)致植被被淹死，該區(qū)域被入侵植物占領(lǐng)。他們在該區(qū)域的問題是這片沼澤的內(nèi)部問題他們從陸地上無法解決的。這阻礙了他們收集詳細(xì)的物種級數(shù)據(jù)。
作為外業(yè)工作的另一種選擇，他們收集了高清視頻。他們從兩個(gè)不同的平臺采集到視頻。上面紅框中是固定翼飛機(jī)采集的視頻，下面黃框中是他們的直升機(jī)采集的視頻?，F(xiàn)在看到地圖區(qū)域正在跟蹤直升機(jī)，并顯示視頻幀。
全動態(tài)視頻能夠在視頻中劃定并繪制植被特征，并在地圖窗格中顯示。在這里劃定一個(gè)侵入藤，海金沙，這樣之后可以跟蹤和控制它。
另外他們也關(guān)注由甲蟲傳播的真菌殺死的樹木，并追蹤其他重要樹種。全動態(tài)視頻給了他們一個(gè)空間鳥瞰圖，使他們可以創(chuàng)建功能強(qiáng)大的地圖。
6.公眾參與
以上看到了GIS系統(tǒng)在該區(qū)的普遍性。他們也越來越多的使用ArcGISOnline推動業(yè)務(wù)，他們用它向住戶們傳遞洪水信息，監(jiān)控許可流程的效率和有效性。
由于GIS已經(jīng)集成到該區(qū)業(yè)務(wù)的各個(gè)方面，因此他們認(rèn)為水資源管理區(qū)能為子孫后代持續(xù)保護(hù)水資源提供服務(wù)和支持。
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