探讨水利工程测量中3S测量技术的应用论文_刘润强

山东省第六地质矿产勘查院 山东威海 264209

摘要:水利工程测量工作是水利工程建设工程中一个十分重要的工作,传统选线方法有许多的不足之处,对水利工程的发展有所制约。本文就空间信息处理中常用的3S( GPS、RS、GIS)技术及其特点进行了简述,着重讲述了3S 技术在水利工程测量中的应用这一方面的内容,希望以此来促进水利工程的发展。

关键词:水利工程;设计;3S技术

1引言

我国水利工程在近几年得到迅速发展,这与中国科技的推广和经济文化的支撑密不可分。伴随着经济的发展,人们在我国水利方面要求更高。水利工程测量是水利工程建设的前提,水利工程的质量好坏直接关系到工程投资和运行的可靠性,水利工程测量是水利工程建设的重要工作。

2 3S技术及其在水利工程测量中的应用

3S技术是由遥感(RS),地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)组成。作为3个空间信息处理系统,它们各自在空间信息管理方面都有各自的特点,能够独立地发挥各自的功能。同时,它们所能解决的问题之间存在着许多联系,各有其独特的功能特征。如果将三者结合在一起,可以解决水利工程中遇到的空间数据更新问题,提高水利工程测量的效率和质量。3S 技术如图1所示。

图1 3S 技术示意图

2.1地理信息系统技术(GIS)

GIS技术作为一种有关空间数据管理、空间信息分析及其传播的计算机技术的应用也日益广泛,GIS技术将图形管理和数据管理有机地结合起来,突破了图形系统和数据库各自原有的局限,并且融合了两者的优势,在测绘中发挥着越来越重要的作用。在测绘中,运用图形管理可以将地面上的物体和各种地貌的具体位置在图上准确地表示出来,但是却很难将地面上地物和地貌的属性表示上去,而对这些标示属性数据进行查询和统计分析就会更加困难;数据库系统虽然可以保存并管理这些标示属性的数据,对其进行查询和统计分析,但是却很难做到将这些标示属性的数据表示在图中。GIS作为一种先进的信息技术,融合了图形管理和数据管理这两者的优势,使得水利工程测绘工作更加快速的进行。GIS依靠三维仿真图,通过三维图形再现空间信息。同时,可视化技术与多媒体技术结合,改善地理信息的传播方式,然后突破表格、图形、文本等的表现方式具有的局限性等缺点,通过这些要素的一体化技术,使可视化变成具有更加多样的形式,将所要进行表达的地理信息,通过一系列可视化的静态表现方式,可以形象的展现在屏幕之上,进而利于下一步工作的进行。

2.2遥感技术(RS)

相比于其它技术,遥感技术的主要优点在于不仅能够对远距离物体进行检测,而且不直接接触物体本身。遥感技术功能的原理主要是可以在外层空间以及高空等平台上利用红外灯电磁探测器对地面上的物体进行扫描,从未确定物质所处的环境以及物体的形状,然后进一步处理对象的特定信息,从而获得一些有效的信息。在现实生活中,利用微波和可见光对测量过程中光反射的电磁波进行测量,通过一定的计算以及识别,就可以获得比较精确的遥感图像。随着遥感技术的发展,其应用逐渐广泛,现在的遥感技术主要应用在目标环境语义和非语义信息的检测当中,可以快速准确的完成检测工作。此外,遥感技术还可以对地表的环境变化进行检测以及及时的对GIS相关数据进行更新。遥感技术在对水利工程进行设计的实际过程中,主要应用在比例范畴比较小或者是中等的地形图当中。动态监测主要是通过处理测量获得的相关数据,从而获得土地利用率等相关的资料。此外,遥感技术的测量方式还可以设置相应的检测周期,通过定期比较相关数据,从而得到更准确的数据报告。针对遥感技术进行现代水利工程测量时存在的上述优点,该技术已得到广泛应用。

2.3全球定位系统技术(GPS)

2.3.1 GPS测量技术的特点

1)GPS测量技术的特点是应用广泛、功能齐全

GPS技术可广泛应用于各个领域,在测量工作中得到越来越广泛的应用。GPS 定位系统使用范围比较广泛,大到山川河流,小到拇指大的设备,它对环境影响也并不是很大,无论在寒冷环境下、较热地区、地震、暴雨都可以实现精准测量工作,所以说GPS定位系统适应能力较强,对于传统的城镇水利工程测量,GPS定位系统具有节省时间、高效率的优点。

2)GPS具有定位精度高的特点

在静态相对稳定的状态下,对GPS测量技术在水利工程测量中的应用进行分析。以前的研究已经表明,它可以在50km以内的基线实现1×10的负六次方到2×10-的负六次方,的定位准确度,如果其基线范围从100至500km,然后准确定位它可以达到10的负七次方到10的负八次方,随着GPS技术的不断发展、更新和发展,如果基线范围超过2000km,定位精度可以优于10的负九次方,能满足水利工程测量和测量的所有需要。

3)GPS测量技术自动化程度高,操作方便

在应用GPS测量技术的过程中,该技术具有自动化程度高,操作简单的特点,操作人员只需使用仪器仪表进行气象数据的收集、测量、监测仪表的开关和其工作状态。GPS系统中的设备可以自动捕获卫星并跟踪观测项目以及记录等。观察项目结束后,操作人员只需关闭电源开关。如果采用GPS测量技术在水利工程测量中,一方面可以改进工作的方式。另一方面,可大大提高精度,同时提高效率。

4) GPS技术的观测时间较短

在相对定位的动态测量,当移动台开始,观察时间仅为1~2分钟,然后立即定位,以及各站的观测时间只有这需要几秒钟时间。可见,利用GPS技术建立控制该网络大大缩短了观测时间,提高了运行效益。GPS技术如图2所示。

图2 GPS技术

2.3.2水利工程测量GPS技术应用的策略

1)测量硬件设施的检验

在GPS对水利工程进行测量作业之前,我们需要对接收机经常出现的问题提前检验。全面了解GPS接收机的各方面参数数据、特点和性能,可以提高GPS接收机在处理水利工程测量数据的准确性。

2)测量的方法和手段

GPS水利工程测量精度水平的提高,应根据测量工作的实际需要,改进测量方法和手段。(1)GPS网络设计。首先,为了平衡GPS水利工程测量的精度分布,需要控制GPS基线长度的差异。然后是对GPS网型结构采用封闭式,以此来形成闭合环;最后是为了全面的提高整网和点位精度的分布均匀水平,可以在水利工程测量条件准许的情况下,构建连续的三角网型结构模式。(2)测量方法。首先,工作人员要对仪器的高度进行测量,如果在过程中遇到突发情况而出现误差,可以建立观测墩的方式,使误差最小化。其次,保证观测的时间结合实际测量的要求,计算要测量的次数和时间点。(3)严谨的测量数据。测量工作结束后,检查数据是否有差错。

3)补充性的测量方法

(1)编制GPS水利工程测量的方案,在测量中认真执行方案中的内容,并且需要进行检验和记录。(2)GPS水利工程测量的标准要以国家和建筑行业为根据,在技术管理水平上,确定每个岗位的测量职责。(3)项目技术的管理层人员,要保证水利工程测量在技术范畴内的质量达标,根据GPS水利工程测量实际设计参数和相关的设计需求,然后安排专工作人员对水利工程测量的质量进行门门把关,突出点在水利工程测量的结果和验收。(4)对水利工程测量加强检查和监督。要求水利工程测量的管理人员要坚持按照制定的标准进行测量。

3结束语

目前,中国的计算机网络技术、通信技术和传感器技术的不断发展,水利工程的发展方向也越来越强。本文就空间信息处理中常用的3S( GPS、RS、GIS)技术及其特点进行了简述,着重讲述了3S 技术在水利工程测量中的应用这一方面的内容,希望以此来促进水利工程的发展。水利工程的测量是一项复杂的任务,社会、经济、环境和自然因素对水利工程有着重要的影响。传统的选线方法往往占用大量的时间、人力和物力,效果不理想。3S技术在水利工程测量中的应用,不仅可以提高工作效率,而且可以利用实时遥感图像作为强大的空间数据源,大大提高选线质量。因此,3S技术是水利工程测量的发展方向。

参考文献

[1]陈香红.研究水利工程测量中3S测量技术的应[J].财经界(学术版),2016(06).

[2]方永平.水利工程测量中3S测量技术应用的问题及对策研究[J].中国国际财经(中英文),2017,(5):76-77.

[3]梁丽芬. 水利工程测量中3S测量技术的应用探讨[J].东方测量单位文化,2018(1):232,234.

论文作者:刘润强

论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期

论文发表时间:2019/4/11

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