3S技术水利工程测量应用

3S技术水利工程测量应用

摘要:

随着人类的进步,科技的发展,信息化已经成为了世界发展的重要趋势,给我们的工作和生活带来了很多的便利。其中3S技术包括遥感技术(Remotesensing,RS)、地理信息系统(Geographyinformationsystems,GIS)和全球定位系统(Globalpositioningsystems,GPS),因为其多方面的优点,被广泛地应用在各个领域,。古往今来,水利工程测量在工程测量中占有很重要的地位,由于水的流动性,使得水利工程测量工作有层层阻挠,而3S技术很好的解决了这些困难。本文介绍了3S技术的具体内容和在水利工程测量中的简单应用。

关键词:

3S技术;水利工程测量;信息化

在古代,地图都是人们亲眼看到,亲自测量才能绘出,而且误差极大,造船时,船体的规模、大小,只能根据河道宽窄、水流急缓、水深高低来判断,并且大多数都是靠经验而来,这样难免会有很多差错和意外的发生。这种因为不能获得精确信息而出现误差的例子屡见不鲜,但是现在随着各种基础学科的发展,科学技术越来越发达,我们生活在信息化的时代,各项高科技的发明被应用在方方面面,其中3S技术就在水利工程测量中发挥了巨大的作用,解决了很多难题。

13S技术包含的具体内容

1.13S技术中的遥感技术

遥感的英文是RemoteSensing,remote就是遥远的意思,sensing是感觉、感受、触感的意思,所以遥感就是在很远的距离下也能感受到,并且是在不接触的情况下,简称RS。遥感技术是一门综合性技术,为现代前沿科学技术之一,具有很多优势。遥感的物理基础是电磁波,每一种物体对电磁波的反射情况不同,正是由于每个物体这样的特性使得能够通过测量反射率来得知物体的具体信息。遥感的数据来源有4种,分别是航空遥感、Landsat系列卫星、SPOT系列卫星、和雷达遥感。信息源、信息获取、信息处理、信息应用四部分组成遥感技术装备。信息源就是要进行测量的目标物体。信息获取就是用一种装备来接受并记录目标物体电磁波特性的一个探测过程。信息获取所采用的装备主要包括遥感平台和传感器,其中遥感平台是一个运载工具,用来搭载传感器,而传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备。信息处理是指用计算机对所获取的信息进行校正、分析和解释处理的技术过程。信息应用就是将这种技术运用到各个领域。最大优点是不管情况多难,需要勘测的时候都可以进行遥感勘测。

1.23S技术中的地理信息系统

地理信息系统,英文全称是GeographicInformationSystem或Geo-Informationsystem,简称GIS。地理信息,就是地球表面和空间中的各种信息,比如山川河流的分布,城镇人口的特点,大气层流的变化等。地理信息系统就是将这些信息进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。这样的一个系统肯定离不开计算机的支持,还需要地图学提供基本的地理信息,所以又是一门综合性的学科,被应用在多个领域。通过对地理信息采集、储存、管理,形成了一个巨大的数据库,可以提供查询服务,比如,你将经度、纬度输入,计算机就会显示这一点及附近的地理特征信息。而通过计算机的运算、分析,可以实现预测功能,例如,将某条河流近几年的流量状况和天气情况输入,可以预测未来几年流量变化,威尼斯将在几十年后消失的结论就运用到了这项技术。如果将遥感技术和地理信息系统结合,通过显示和描述功能,可以在计算机上展现出更真实、更具体的图像。

1.33S技术中的全球定位系统

全球定位系统,英文全称GlobalPositioningSystem,通常简称GPS。顾名思义,全球定位就是可以定位到海陆空的任何一个地方,实现全方位的三维导航,是美国从上世纪70年代开始研制,历时20余年,耗资200亿美元,于1994年全面建成。全球定位系统由三部分组成,空间部分、地面控制部分、用户设备部分。空间部分由24颗卫星组成,这24颗卫星以一种特殊的方式分布,使得地球上任何一点的任何时间都可以有四颗卫星同时提供信息,为时间上连续的全球导航提供了技术支持。地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成,监测站负责接收卫星发回来的各种数据,简单处理后发送到主控站,主控站根据这些数据生成指令,然后发送到地面控制站,控制站再将指令发给卫星,形成了一个完整的信息传送圈。用户设备部分即GPS信号接收机,能捕获到对应上空卫星所发出的数据,经过接收机内置微型计算机的处理,准确显示出用户所在位置的各种信息。全球定位系统有军用和民用两种服务方向,其中军方信息为各国高级机密,设置密码,不能被外界获取。民间服务范围广泛,从飞机航线导航到个人旅游行车路线导航,从城市规划到工程施工中的工程测量,从野外勘测到电子地图,从车辆防盗系统到丢失手机的追回等等。全球定位系统有很多优点,它不受任何天气的影响,可以进行移动性的追踪定位,全球范围内覆盖,省时精确又效率高,是以被应用在多方面,给生活提供了很多便利,同时发展前景也很可观。

23S技术在水利工程测量的具体应用

2.1准确得到所测河道的水文信息

河道的水文信息包括流程长短、水量大小、水量季节变化、泥沙含量、流速、汛期、结冰期、有无凌汛。传统的测量方法是人工用各种专业测量仪器到实地进行勘测,流程长短就得将河流流过的地方全走一遍,水量大小要乘船固定在河流某一点测量河床高低,再结合其他数据运用公式进行计算,水量季节变化要一年重复进行多次这样的工作。传统的水利测量工作耗时、耗力、耗材、准确性不高,所以很有必要利用现在发达的科技技术进行改进,3S技术就是一个完美的方式。可以利用遥感技术测出各种河道水面下的地形情况,再用计算机计算各种数据,输入河道的基本信息,利用地理信息系统中存储的数据预测汛期、结冰期等。

2.2水流变化的动态监测

由于天气因素的影响,使得河流流量、水位高低等时刻在发生变化,在以前,这种变化不可能时时都记录下来,失去一定的准确性。现在,利用3S技术中的全球定位系统可以时刻监测河流的动态变化,从河流源头到最终汇入大海,每一次每一点的变化都可以记录在地理信息系统中,通过计算机的各项运算,又可以在其他方面提供数据以供使用,同时结合地理信息系统中已有的数据,可以提前预知,为防洪、抗洪、水资源合理调度提供科学依据。另外,也可以对海洋水位高低,冰川融化速度等进行动态监测,为全球水资源分布、水流变化研究提供数据基础。

2.3洪灾过后的灾情评估

大自然时刻在发生变化,数据库里也不可能有所有情况的记录,一切的事物都有超出人类和计算机预算的可能,灾难时有发生。洪灾过后造成的灾区情况复杂难辨,常常由于不知道继发的洪水而造成二次灾难,浸泡在水里的财产也因为无法知道准确位置而无法挽回。灾难已经发生,灾情还可控制,利用3S技术可以及时检测到灾区水位变化,检测到其他地区河流水文信息,为是否有继发洪水、洪水的引流工作提供理论基础。沉积在水下的财物被毁坏的建筑物层层掩埋,利用遥感技术,可以分析出水下房屋损坏的程度,堆积的方式,为制定抢救重要财物方案提供物理基础。

3结语

总而言之,随着科学技术的高速发展,信息化已经渗入到人类生活的方方面面,虽然说有利有弊,但是不可否认,我们的生活已经越来越离不开它。由遥感技术、地理信息系统和全球定位系统组成的3S技术被广泛应用在各个领域,其在水利工程测量中的应用已经越来越成熟,已经慢慢取代传统方式,但是很多的工作还需要大量的人力来完成,还需要进一步的改进和发展。将来3S技术的发展会越来越快,越来越全面,应用范围越来越广,使更多的工作变得简单。

作者:罗建平 单位:江西双德建筑工程有限公司

参考文献

[1]黎三喜.水利工程中gps静态测量探讨[J].甘肃水利水电技术,2009,10(1):32-33.

[2]闫新,杨永辉.3S技术在水利建设领域中的应用[J].黑龙江水利科技,2008,02(1):56-58.