水利工程测量中3S技术的应用探讨

1、    水利工程测量中3s技术的应用探讨    齐鑫摘 要：随着人类社会的发展，信息化、全球化已成为一种世界性的大趋势。现状已经进入数字信息化的时代，3s技术不断的发展更新，投入应用的领域越来越广泛。特别是在水利水电工程测量行业，其全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性等高效性能，为保证水利工程测量奠定了基础。笔者根据多年的工作经验，主要针对水利工程测量中3s技术的应用进行分析和讨论。关键词：水利工程；3s测量技术；应用1 3s技术的含义3s技术是遥感（rs）、地理信息系统（gis）及全球定位系统（

2、gps）的统称。是多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。能够对空间实体快速地进行精确定位，同时宏观地获取信息，对所得到的特定位置空间信息进行综合分析。2 3s技术的特点遥感（rs）技术是一种卫星遥感技术，不直接接触目标或现象就能收集信息，并据此进行识别与分类。即在地球不同高度平台上使用某种传感器，收集地球各类地物反射或发射的电磁波信息，对这些电磁波信息进行加工处理，用特殊方法判读解译，从而达到识别、分类的目的，为科研工程的生产应用服务。地理信息系统（gis）技术是以空间数据为研究对象，在各种地理图形的基础上，以计算机为工具对空间数据进行录入、编辑

3、、判读存储、查询、显示和综合分析应用的技术系统。全球定位系统（gps）技术是一种全新的现代定位方法，具有多功能、高效率、高精度的特点，可在全球任意地点，为任意多个用户同时提供几乎是瞬时的三维测速、三维定位服务，极大地改变了传统的定位技术和导航技术，并已逐渐在越来越多的领域中取代了常规光学和电子仪器。3 3s测量技术的运用3.1 通过遥感图像得到河道水文数据信息遥感技术得到的河道信息利用信息提取的方式，从而获得所需专题图像，利用计算机对图像进行校正、增强以及分类变化等，把遥感数据信息提供给gis，在遥感图像判断与分析之前，先对遥感图像进行处理，包括投影变化以及几何纠正等，为确保遥感图形和地形图在

4、地理几何位置上确保一致，要对遥感图像进行投影变换的处理，把图像处理结果转换成任何gis可以接受的数据格式皆可。通过图形资料的利用，特别是电子地图等图像资料，促进高程数据提取的便利性，建立与完善数字高程模型，对遥感图像进行校正。数字高程模型建立之后，通过gis软件的分析功能进行各种计算，包括高线计算、体积计算、冲淤量计算等。3.2 遥感动态监测遥感动态监测实际上是针对同个地区采用不同时相的遥感图像，从而得到该地区改变的遥感图像。动态变化监测目前已经成为一个主要技术，多时相、多类型的传感器，持续不断地对统一区域进行资源与环境方面的调查，可以及时、准确地获取各种情况。并且，以多时相遥感影像技术为基础

5、，利用重点分析最佳组合波段等技术，结合水体信息特点得出的图像处理办法，统统为遥感技术在水环境相关研究的开展提供技术支持。除此之外，通过数字遥感器完成了在时间维度的水域动态监测，从而为防洪减灾、河道规划与治理提供技术支持。3.3 水深遥感冲淤变化分析水深遥感是通过可见光在水体内的穿透性，利用飞机、卫星等遥感技术平台，通过辐射计、摄影机等装置，把水下一定深度的立体单元信息根据一定的采集规则，利用信息处理软件对可见光透的水体厚度信息进行分离，从而获取水深。通过入睡辐射强度和水深、水体浑浊度之间的关系，对辐射强度进行测定与处理，得到水深数据。遥感技术获取数据信息更加方便，水深遥感的相关研究已经开始投入

6、應用，所以如果真有实测数据缺失，可以通过历史阶段遥感资料对水深进行推测，从而完成冲淤分析的作用。除此之外，还考虑某一时相遥感资料精度不准的问题，实测地形和遥感获得的数值存在较大差别，因此可以采用两个时相的遥感水深对河床冲淤情况进行计算，可以达到要求精度。具体原因是因为遥感水深存在比较大的误差，然而断面图分析发现，遥感水深误差大的影响因素比较多，两个时相的遥感水深误差的表现形式大体一致，因此，差值降低了系统误差。这个方法获得的结果和实测地形资料得出的结果保持一致，可以达到河床演变分析与冲淤量计算的要求。因此，水深遥感方法能够在地形资料确实的前提下对长时间河床演变分析。如果把gis和水深遥感技术进

7、行结合，能够完成水下地形图数字化，也能更加便捷地对所测水域不同时间段与不同冲刷深度的冲淤分布进行探测。4 水利行业中3s技术的发展趋势4.1 网络化发展当下是一个信息化、数据化和网络化集为一体的时代，3s技术作为网络化时代的重要产物之一，必定会实现网络化，这就要求水利部门要充分利用现代网络技术及网络资源，来实现水利方面的资源共享，即实现3s系统的b/s和c/s模式支持。4.2 集成化发展通过对3s技术在水利行业中的实际应用了解到，rs系统、gis系统和gps系统的联合不但要通过数据接口实现，以保证三者之间的严格性、紧密性和系统性，还需要将三个系统集成一个应用价值最大的3s综合系统，并且三个系统

8、的联合的过程中，会将其它系统融入其中，如mis系统和oa系统等，以最大限度的满足水利行业发展需要，进一步证实3s技术集成化发展是必然趋势。4.3 数学模型和决策分析一体化发展水利工作者都了解，用3s技术单独对浏览、查询和分析采集数据形成的图形，对水利行业发展是没有太多意义的，只有将3s技术中的数学模型构建功能及决策分析功能一起应用到水利工作中，才能有效提高水利工作效率和质量，进而促进水利行业发展，所以3s技术中数学模型和决策分析一体化已然成为一种必然发展趋势。4.4 实时三维和虚拟现实技术的逐步实现水利工程在建设过程中往往会涉及到时间的序列问题、动态的监测问题及施工过程监测问题等，所以水利工程

9、对具有时间维性质的3s技术需求很大，而实时三维3s系统则能够很有效和很直观的提供一切相关水利信息，并将信息表现出来。另外，3s技术中的虚拟现实技术能够实现对蓄滞区洪水的演进监测、水利工程的布置规划、工情信息的表达、地质构造的描述、库区的描述等，为虚拟现实技术的成熟奠定了良好基础。结束语3s技术在水利建设上的应用越来越广泛和深入，要想在水利工程建设管理中更好地应用和发展3s技术，首先要在标准化、规范化的基础上，大力开展水利工程建设管理的基础数据库建设。此外还要加快提高3s技术的应用水平，充分发挥3s现有的和潜在的功能，并且与网络计算机等高新技术以及水利工程建设本身的技术紧密地结合在一起，更好的服