河道地形测量历史悠久,资料丰富,这些资料作为沿岸经济建设、水资源开发利用、防灾减灾等工作的基础信息,在江河治理和水利工程规划建设中发挥着重要的作用.随着现代测量技术的发展,尤其是水下地形测扫系统的问世,河道测量速度进一步加快、频次也急剧增加,随之产生的海量测量信息,在大大增强信息利用和成果可信度的同时,也带来了一些相应的亟待解决的问题,尤其表现在信息的科学高效管理和充分利用方面.信息管理问题不但严重地影响着信息的充分利用,同时也严重制约着相关分析手段的滞后,因而,该问题的研究就显得十分迫切和必要.地理信息系统(Geographic Information System,简称"GIS"),是60年代以来迅速发展起来的一门新兴的多学科综合技术,它具有较强的时空数据管理和分析能力.若将GIS技术应用于河床演变分析,在计算机软、硬件的支持下,可对河床演变中的各类时空数据以及描述这些数据特性的属性数据进行各种综合处理和有效管理,研究这些空间实体及其相互关系,通过对多因素信息的综合分析,可以快速地获取满足需要的信息,并能以数据、图形和分析报告等形式表示出来.因此,将GIS技术用于河床演变冲淤分析,可改善传统的河床演变分析方法,增强海量信息的科学管理和综合分析能力,提高分析过程与结果的形象性和直观性.该文在综述GIS技术发展历程、趋势,分析河床冲淤演变研究方法现状的基础上,结合二者的特点,提出了将GIS应用于河床冲淤演变专题中的思想和方法.为确保河床演变源数据的可靠性,结合源数据的特点,对其滤波方法进行了深入的研究,尤其考虑现代水下地形测量的动态特征,提出了适合于地形数据滤波的趋势面法和基于M估计的抗差滤波法,以及适合于动态水位观测数据的卡尔曼滤波模型.考虑可视化图形绘制技术在该专题GIS系统中的重要性,图形绘制方法和绘制精度被深入研究,经过分析和实践,确定了适合不同情况下的最优图形绘制方法和数据内插模型,并对部分方法和模型进行了改进,将这些思想和方法应用于河床演变计算和分析中,提高了系统运行效率及计算精度,增强了系统的直观表达能力和定性、定量分析能力;为克服GIS在复杂问题分析和求解中的薄弱,深入研究了专家系统、神经网络这些非线性分析方法及其在该系统中的应用,并取得了理想的结果;最后,在多系统、多技术的支撑下,研制了河床演变GIS专题系统.