水利工程测量中3S技术的运用

摘 要：本文首先对3S技术所指的内容和自身的特点进行概述，之后指出传统河道水文测量方法的一些不足之处，最后再对3S技术在水利工程测量中的运用分别进行介绍。

关键词：水利工程 测量 3S技术

1.引言

水利工程是国家十分重要的基础设施，不仅影响到国家经济的发展，还会影响到公民日常生活的正常进行，因此，对水利工程的测量和保护是一项十分重要的工作。然而传统水利工程测量中使用的技术在保证测量的准确性和及时性方面存在较大的问题，对于维护水利工程的安全来讲是不利的。3S技术出现后，因其自身的优势，逐渐被应用于水利工程的测量中。

2.3S技术概述2 . 1内容

3S技术是RS（遥感技术），GPS（全球定位系统）和GIS（地理信息系统）的统称，它是一种融合多项学科和多种专业的现代化信息技术，主要被用于信息的收集，分析和处理；又因为其能够获取测量对象和其周边环境等空间信息，因此，还可以通过建立模型的方法对测量对象进行管理。

2 . 2特点

3S技术包括三种不同的技术，每种技术都有独特的特点：

（1）遥感技术（RS）的特点：通过使用高空卫星对测量的对象进行探测，可以做到无接触勘探，并将测量出来的信息进行收集和分类，以便于之后的分析和处理。因为使用的是高空卫星，不必对测量对象进行实地接触，因此，当测量环境复杂时，就可以使用遥感技术，能够降低测量难度，而且还可以代替人工测量，提高测量的准确度；

（2）全球定位系统（GPS）的特点：全球定位系统技术的应用需要依靠卫星通信技术，因为其定位的功能，主要被应用于工业、农业生产以及军事等方面。它可以在全球范围内进行快速准确的定位，进行速度测量以及为船舶，车辆等提供导航服务。随着现代科学技术的发展，全球定位系统能够与其他技术相结合，提高定位系统工作的准确度和精度。

（3）地理信息系统（GIS）技术的特点。地理信息系统需要遥感技术为其提供数据和信息，并对这些信息进行分析和处理。遥感技术将所收集到的图像信息或数据信息传递给地理信息系统，地理信息系统利用相关的计算机技术和一些软件，对这些信息进行编辑和分析，并建立出相对应的三维空间模型，表示出测量对象的空间构造。

3.传统河道水文测量方法的不足

（1）强度大，耗费多。为了对河道进行治理和调度水量，在进行河道水文测量时需要涉及到对水下泥表面和其相邻地带的物理特性的测量和描述。而在传统河道水文测量方法中，需要使用经纬仪，六分仪和水准仪等测量工具，在进行测量时，因为要重复不断的利用多种工具进行测量，就会延长测量的周期，长时间的测量使测量人员承受着较高的劳动强度，对人力和物力的消耗大，并且最终测量的结果也不一定准确，会影响河流水文测量的效率和准确度，不能够满足对河流进行治理的要求，影响防洪减灾的效率。

（2）需要掌握的资料多。进行河道水文测量时，涉及到对水下地形的测量，容积和冲淤量的计算，除此之外，还要对往年河道变化情况的记录，以及往年冲淤量变化的记录等相关资料的收集，还要收集和分析河道平面的形态以及河道的纵剖面的变化。只有具备这些丰富的资料，进行准确全面的分析，才能够对水资源的有效管理，为泥沙的控制和防洪减灾，以及水资源的灌溉提供充足的数据支持。

（3）分析难度大，难以保证准确度。传统的河道水文测量方法必须在一定的条件下才能够保证测量的准确性。举例来说，在进行测量时会使用断面法，而断面法必须在保证断面间距能够准确测定，断面间水底地形和河床变化平稳，或者变化有规律可言，而且没有支流的情况下，才能够使用。但是在实际工作中，河道地形复杂，难以把握河床的变化规律，这样就使得河道测量分析的难度加大，不能保证测量出来的结果的准确性。

4.3S技术在水利工程测量中的运用

4 . 1对遥感技术的运用

（1）通过遥感图像获取水文信息：在进行水利工程的测量时使用遥感技术，能够得到测量对象的遥感图像，再利用计算机技术和相关软件，对得到的遥感图像进行校正和分类，增强图像的分辨率和地理位置对照的准确度等。在完成对遥感图像的一系列处理工作后，将图像传给地理分析系统进行分析，能够进行体积，高线和冲淤量等的计算，获取需要的水文信息；

（2）通过遥感影像进行动态监测：通过设置多台传感器，获取测量区域在不同时段的遥感图像，再利用遥感影像技术，把这些遥感图像合成为遥感影像，从而能够获取测量区域在不同时段的变化情况，便于对水利工程进行定期或不定期的调查和测量，及时准确地反映出水利工程的实际情况，提高水利工程测量的准确度。而且因为能够做到对水利工程的动态监测，可以延长对水利工程的监测时间，在不同的季节和不同的天气状况下，都可以维持对水利工程的监测，当有异常情况发生时，可以做出及时的处理和解决措施的调整，并且因为能够把不同时段的水利工程数据进行记录，能够进行对数据的分析，这对于及时了解丰水期和枯水期水域的变化情况，对提出防洪减灾对策，以及规划水资源的合理使用措施提供数据支持，提高水利工程管理的科学性和及时性；

（3）通过水深遥感分析冲淤变化：可见光在水体内具有穿透性，水深遥感根据这一特点，安装辐射计和摄影机，再利用卫星等遥感技术平台，能够对水下一定深度内的数据进行收集和处理。当信息传递到计算机后，可以通过相关的处理软件，将可见光透的水体厚度信息分离，能够推测出水的深度。而且还可以通过对入水强度辐射和水深以及水体浑浊度之间的关系分析，以及对辐射强度的测定和处理，得到水深数据。水深遥感技术因为可以探测到水下，经常被用于河床冲淤的研究，在进行河床冲淤研究时，会出现难以得到部分数据信息的现象，为了继续进行系统分析，不影响工作进程，可以根据以往的遥感资料进行谨慎的推测，完成对河床冲淤状况的分析。

因为影响水深遥感测量数据的因素有很多，为了保证河床冲淤状况分析的准确性，可以对不同时段的水深遥感数据进行分析，以降低误差。同时，还可以将水深遥感技术和地理信息系统技术结合使用，实现水下地形图数字化，并对水下河床冲淤状况进行实时分析。

4 . 2对地理信息系统技术的运用

（1）提高冲淤分析的准确度：地理信息系统技术能够进行一系列的数据分析，比如，能够进行水深距离的计算，水底某点的高程计算等，并且可以根据遥感或者全球定位系统提供的数据，进行模型的建立，因为有模型可依，就可以大大提高河床冲淤分析的准确度；

（2）有利于科学的河道分析：地理信息系统能够进行不同图形的绘制，以及相关模型的建立。因为其能够对数据进行不间断地分析，就能够对水利工程的变化情况进行绘制和观察，有利于找出河床的变化规律，有利于提高河道分析的准确性和科学性。

4.3对全球定位系统技术的运用

应用实时动态差分法：实时动态差分法（RTK）是对全球定位系统的进一步发展和提高，能够避免常规测量要求点间通视，精度不均匀，费工费时等问题。因为GPS静态定位和相对定位之后还需要进行后处理，而使用实时动态差分法可以避免后处理的过程，还可以解决因后处理失误而造成的水利工程测量失误。通过应用实时动态差分法可以对水利工程状况进行及时和持续的分析，提高水利工程测量的质量。

将3S技术应用于水利工程测量中，对于提高测量准确度，节省人力物力，实现准确的水利工程维护，以及防洪减灾措施的制定具有重要意义。

参考文献：

[1]台文彬.浅析水利工程测量中的3S技术[J].《大科技》，2015（9）：123-124.

[2]贾志军.水利工程测量中3S技术的应用分析[C].//5月建筑科技与管理学术交流会， 2013：213-214.

[3]李宁.3S测量技术用于水利工程测量的分析[J].《科技创新与应用》，2015（32）：238.

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