GPS在水利工程测量中的应用探讨

GPS在水利工程测量中的应用探讨

程华明

武汉市城市防洪勘测设计院有限公司 430014

摘要：全球定位系统的英文缩写为GPS，主要是利用基于已发射地球卫星的无线式导航系统，每时每刻卫星将三维导航定位信息向地球发射，进而对地心坐标系中地面上某点的三维坐标进行测量，以实现导航或定位功能。转为民用后卫星定位系统技术已在各领域中的应用十分广泛，水利工程测量中相对于传统测量技术而言，其优势主要体现在效率较高、成本低廉、精度较高、工作无需较大强度等方面，具有比较广阔的应用前景，但GPS目前应用水利测量中也存在一些亟待解决的问题。

关键词：GPS；工程测量；应用探讨

引言

水利工程具有施工范围广、野外作业、地形复杂等特点。GPS测量技术的应用极大地降低了水利工程施工测量工作的强度，提高了工作效益。本文结合水利工程施工实例，介绍了GPS在水利工程施工中一些实际应用。

一、摄影测量的概念

航空摄影测量顾名思义主要被航空工作所应用，它之所以可以准确测量十分渺小的物质，是因为它拥有着许多的传感器，可以将红外线、可见光、重力等因素很好的利用，在测量时，可以避免许多误差。例如：在航空工作中，探测功能是十分重要的，因其需要探测周围是否存在需要避开的物质，因此紫外线传感器就十分重要，它可以接收物质所传出的紫外线，从而对其距离自身的位移进行准确判断。而航空摄影测量在水利工程中应用的更加广泛，水利工程在进行施工前，需要对水下的深度、温度等重要条件进行测量，而在以往的水利工程中，施工团队往往采用人工测量的方式，而水中具有的浮力，会导致测量的结果造成偏差。不准确的数据可能导致施工材料的选择不准确，从而导致水利工程得不到更高的标准，甚至可能发生安全性问题。而如今，航空摄影测量在水利工程中是不可缺少的条件，进行测量时，其所使用的测量方式不会产生任何影响。甚至对于定位系统也有了更高的效率，它运用了如今先进的GPS技术，取代了老旧笨拙的摄像头。更加准确的进行定位，减少水利工程的误差。

二、倾斜摄影测量技术的优点

（一）测绘成本低

无人机低空飞行拍摄是倾斜摄影测量的主要方法，对天气和周边环境的要求较低，飞行周期相对来说较短，而且只需要少数专业技术人员操作，灵敏度高，极大降低了飞行拍摄和人工的成本。目前，传统的航摄技术已经逐渐无法满足现代发展的需求，倾斜摄影在其基础上进行了创新，将多台摄像机安装在同一无人机中，以便为后续自动化批量处理分析提供更多的信息数据，减少航拍次数，降低了工程的成本，有效缩短建模时间的同时，减少了仪器损耗。

(二)可操作性强

倾斜摄影技术的应用极大减轻了工作人员的负担，他们只需要使用计算软件处理各项数据，进行高水平的自动化处理，不再需要后期拍摄。倾斜影像与垂直角度拍摄的正射影像相比较，能够更好地获取目标对象的信息，进而补充地面侧面的细节，弥补了人工模仿真实度低缺陷的同时，使得三维模型更加接近真实场景。倾斜摄影测量无人机中的摄像头可以任意调节角度，从而获取更大的视场角，为角度测量数据信息的采集与分析提供基本保障。

三、GPS的发展趋势

（一）工作态度严谨，偶然误差尽可能减少

各种测量技术在应用过程中都难免存在一些偶然误差，但可采取一定措施尽可能减小偶然误差。为获得质量较高的测量数据，一定要在工作中采取严谨的态度，使工作责任心不断提高，将偶然误差尽可能减少，从而使测量准确性不断提高。虽然在水利测量工作中GPS具有效率高、精度高、成本低、无需相互视通等明显优势，在水利测量工作中今后应进一步加强对GPS的宣传力度，使GPS在水利测量中不断扩大应用范围。

（二）对测量技术人员加强培训，使其测量技能进一步提高

只有将GPS测量的基本操作技能深入掌握，才能开展水利测量工作中充分利用GPS的优势，要求有关技术人员应加强个人在相关专业知识方面的学习，进而提高相关业务素质。一是提高操作速度，在上岗前要求操作人员应加强练习，直至符合工作岗位的实际要求方可上岗工作。二是操作应认真准确，尽可能减少各种失误。基于操作速度，提高对操作员操作质量的重视程度，避免由于人为原因造成测量工作中出现错误，进而使工程产生更严重的失误。三是扩大知识面，在发生一些小问题时，应总结分析积累经验，避免对技术人员的依赖性，从而造成测量速度降低的情况。

（三）数据控制

水利工程的施工现场一般在地形较为复杂，可能围绕着许多山丘和木植，而土地表面还可能覆盖着许多植被，从而导致施工无法尽快的开展，从而耽误工程进度。而在之前的施工过程中，施工团队将使用光学仪器进行测量，而光学仪器在遇到部分无法穿透的障碍物时无法进行继续测量，如此则需要工作人员记住余下的测量，因此会导致测量结果不够准确。而航空摄影测量技术不仅拥有轻便的特点，还可以穿透任何的障碍物。测量完成后，还会将所测量的数据、路径等测量进程都完整的展示出来。施工团队可以根据显示的进程从而确定施工的方向和具体位置，减少了因误差而导致错误的情况发生。该技术所生成的遥感镜像，可以体现障碍物的温度数值，并在工作人员的控制下随意变换显示的比例，使水利工程的工作效率有大幅度的提升。

（四）工程检测

在水利工程施工的过程中，可能因自然条件，某些已经施工完成步骤遭到破坏，从而留下安全隐患。而这种隐患通常不会被肉眼所发现，因此需要航空摄影测量进行反复的查验，对已经完成的施工步骤定期的进行检查，其所具有的定位系统和接收系统，能够更直观的将隐患显示，一旦发现隐患产生，应立即停止施工，对隐患部分进行更加严密的复工。安全问题是每一个工程成功最主要的条件，若无法保证安全问题，那么企业将会面临倒闭的严重后果。因此，该技术是十分重要的检测技术，其可以更好的提高工程的标准。

（五）提供更接近现实的数据

低空飞行是无人机倾斜摄影技术普遍采取的飞行方式，由于其安装的摄像机使用的是高清摄像头，所以采集到影像数据的地面分辨率能够达到2cm，处理后得到的三维模型十分真实、直观。一般情况下，无人机设定的地面分辨率是5cm，以此来计算，一日之内收集到的数据可达1km2。形成三维模型后，还可以利用各种软件平台再次对其进行量取、编辑、立体测量等操作。三维模型使得视觉效果更加直观、立体，为决策者做出判断提供便利，同时提高了工作效率。

结束语

随着国家经济水平的不断发展，人们对水利工程的要求也越来越高，只有加强水利工程中的每一步技术，才能够为水利工程提供更好的发展。而航空摄影测量技术是一项十分综合的专业技术手段，企业需加以使用，以此来保证工程的施工质量达到最高。

参考文献

[1]李婷婷,褚霄洁,关键,张巍.测量不确定度在水利工程质量检测中的应用[J].水利技术监督,2019(05):37-39.

[2]张勇.现代工程测量新技术在水利工程的应用探究[J].滁州职业技术学院学报,2019,18(03):64-66.

[3]沈鹏.航空摄影测量在水利工程地形测绘中的应用[J].农家参谋,2019(18):170.

[4]范鹏康.GPS-RTK技术在农田水利工程测量中的应用[J].现代农业研究,2019(09):141-142.

[5]王富坤.全站仪与测绘软件在水利工程测量中的应用探讨[J].农家参谋,2019(17):127.