3s技术在水利工程测量中的应用分析

3s技术在水利工程测量中的应用分析

多里肯·尼合买提

塔城地区水利水电勘察设计院 新疆塔城市 834700

摘 要：水利工程作为惠民工程，其应用质量直接影响到周围居民的生活满意度。随着水利工程项目规模的不断扩大，如何做好前期测量工作也成为施工企业需要重点关注的问题。3S技术作为一种新型的测绘技术，主要由遥感技术、地理信息系统和全球定位技术构成，具有非常高的测量精度，通过将3S技术应用到水利工程测量当中，对提升水利工程测量数据利用价值有积极的意义。

关键词：3s技术；水利工程；测量；应用

1 3S技术的基本组成

1.1遥感技术

RS技术（遥感技术）在3S技术结构组成中，属于非常重要的技术应用载体。在技术的具体应用过程中，遥感技术的主要应用原理是对作业区域的相关信息进行获取，之后利用计算机技术对数据信息进行系统处理，根据不同类型需求将数据信息针对性输出，最后将输出信息进行传递，使其可以为工程施工奠定坚实的基础。相比于传统测量技术，遥感技术能够对作业区信息进行动态监测，同时可以根据相关要求进行数据信息的针对性输出。在水利工程测量中，遥感技术的应用可以提升数据信息采集的完整度，同时可以明确作业边界，防止数据采集重叠的情况[1]。

1.2 地理信息系统

GIS系统（地理信息系统）在3S技术中属于辅助类应用结构。该技术的作用原理为对目标区域的基础地理信息进行多层次分析，从而获取到所需的应用信息，提高工程信息的应用价值。在水利工程测量过程中，地理信息系统可以根据实际应用需求，对采集的各类信息进行处理，使其可以组合成便于后续应用查询的数据信息。该系统还具备可视化的应用特征，能够将工程测量图像以高度还原的形式在大屏幕上显示，提高了数据信息的直观性，提高了水利工程测量的工作效率。

1.3 全球定位系统

全球定位系统属于3S技术中的关键组成。该技术的工作原理是借助地球卫星对区域内某一位置的坐标位置进行精准定位，在水利工程测量中，经常需要对控制测量点数据信息进行测量，全球定位系统的应用，可以减少实际测量过程中的工作量，并且系统对于作业区环境的适应性较强，能够适应地形较为复杂的作业区域环境，有效提升数据信息采集的准确度和完整度。

2 3s技术在水利工程测量中的应用

测区概况：流域平均高程211m，流域平均坡度3.35%，流域长度16.5km，流域形状系数0.23。测量工作引入业内主流的3S测量技术，覆盖对象包含开展河湖及水利工程划界确权情况调查工作，摸清河湖及水利工程划界确权实际情况，基于测量数据，按1∶1000的比例测绘地形图。

2.1 RS技术的应用

遥感技术的测定数据能够给水利工程施工作业的开展提供重要参考。在管理与保护范围划线中应用遥感技术时，主要完成内业规划设计、保护范围的初步划定等工作，为后续的测量放样提供参照基准，实现内业向外业的转化，切实保证外业的工作质量、提高效率。

水利工程施工前需收集水利基本信息、卫星遥感影像等，对地形和影像做叠加处理，生成工作底图，作为水利管理与保护范围划线工作的参照基准。部分地区缺乏大比例尺地形图或所能提供的影像资料不具备足够的分辨率时，较适合用无人机现场航飞，由此确定DOM影像资料，继而开展工作地图的制作划界工作。受地形、地势、水文条件等多项因素的共同影响，还有部分地区的通达性较差，即外业测量人员难以到达现场，迫使工作进程受阻，此时依然可采用无人机航测遥感技术，获取测区划界数据[3]。为了提高管理的准确性与便捷性，界桩埋设后辅以无人机航拍的方法，期间在界桩顶部设置醒目的标记，以便从影像中直接观察出具体的界桩分布位置。

2.2 GPS技术的应用

GPS技术兼具精度高、效率高、便捷性好等多重优势，能推动水利工程测量工作的开展，依托于GPS-RTK技术提供全面的服务，切实满足各类测绘工作的需求。具体至本水利工程测量中，则应用GPS-RTK技术进行实地测绘。

分阶段依次推进实地测绘工作进程，有条不紊完成各项工作，具体如下：

①应用GNSS-RTK的技术组网组织控制测量工作，实测GNSS一级点，综合考虑测量现场的界线分布位置以及地形特征，根据此类基础信息建设132座GNSS一级控制点。细分数量方面，水库、山塘每处的控制点数量至少为两个，必要时适当增加[4]。

②经过前一阶段的工作后确定控制测量数据并将其作为起算数据，进一步组织河湖的平面与高程数据测绘，利用GPS-RTK技术完成对地形图资料的补充（弥补缺失的部分，保证地形图资料的完整性）。测量时，依托于GPS技术全方位优化与完善既有的GNSS网络，并调查测绘范围内的属性信息，形成更加系统的认识。

③测量放样界碑、界桩点及水位尺，考虑到精度要求，统一按图根点要求施测，观测环节选择JHCORS网模式。具体操作机制为，首先确定界桩（碑）的图解坐标，将该部分信息输入至RTK内，而后启用JHCORS系统完成放样工作，随后用RTK施测其解析坐标。但现场工作环境复杂，部分区域的界桩（碑）施测难度较大，此时采用全站仪极坐标法施测。④经过前述三个阶段的操作后，确定地形图、界桩（碑）点、界址点坐标，在此基础上划定管理以及保护的范围线，并完成界桩（碑）、水位尺的埋设作业，使各自精准到位。

2.3 GIS技术的应用

GIS技术的合理应用对于水利工程规划、选址、图纸设计等工作的开展均有促进作用。依托于GIS技术全面存储和管理水利数据，并深入分析以及集中展示。在本水利工程测量中，联合应用GIS技术和RS技术制作内业地图，规划界址点位方案，内业阶段提前考虑到现场以及周边的环境，由此夯实工作基础，为外业实测提供良好的条件。

受设计洪水位资料有限的制约，对于难以精准界定库区管理范围线高程的地区，联合应用GPS技术和GIS技术，集多重技术优势于一体，精准确定库区设计洪水位。测绘后再完成山塘、水系等测绘施工范围内的水系专题图绘制工作。

为高效管理包含界桩（碑）、水位标在内的成果数据，适配GIS入库软件，依据基础地理信息要素对该部分数据成果执行录入、编辑、整理等一系列操作，实现对数据的存储，根据需求及时调用。数据成果所含类型丰富且体量较大，包含现场测量的基础数据、划界成果数据、权属范围等，由此细分为界桩点、界址点、控制点、界桩移位点等点要素成果；保护范围界线、管理范围界线等线状要素成果；权属范围面、保护范围面等面要素成果。此外，在协同应用GIS技术和RS技术后，构建地理信息系统管理服务平台，发挥出其信息精度高、操作便捷性好的优势，通过对水利划界范围、保护范围数据库、基础测绘数据库的联合应用，在平台上高效完成标准化管理工作，确保管理的实效性以及保护范围划定的精准性。

2.4 成果范围线划定

以JHCORS系统为支撑，适配GNSS-RTK接收机硬件装置，在软硬件协同工作的模式下完成一级平面控制测量、四等高程控制测量工作，由此生成具有参考价值的信息，例如将该部分信息作为界桩放样的施测起算依据。多途径收集工程信息，包含遥感影像资料、水利水文资料等，在既有信息的基础上制作工作地图；为避免混乱，遵循水库、山塘划界原则，予以精准的划界处理；对于部分地区无校核洪水位资料的情况，进一步组织校核工作，以已经掌握的溢洪道宽度为依据展开调洪演算操作，准确划线水库管理范围、保护范围。

结束语

总而言之，3S技术的运用研究也要进一步加强，使3S系统的作用得到最大程度的利用，同时要把3S技术与互联网技术和水利工程自身的技术相融合，为我国水利事业的信息化与智能化做出贡献。

参考文献

[1]高慧.水利工程测量技术的分析[J].科技创新与应用，2020(04):163-164.

[2]韩胜.水利工程测量中施工放线的应用探讨[J].科技创新与应用，2020(03):173-174.

[3]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.

[4]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.