ArcGIS在水下地形測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)處理中的應(yīng)用

楊慧

摘 要:在現(xiàn)代施工測(cè)量工作中,先進(jìn)的設(shè)備使得測(cè)量的精度有很大提高,速度加快,特別是在水下地形測(cè)量中獲得數(shù)據(jù)量非常龐大,內(nèi)業(yè)處理的工作量也非常大,運(yùn)用ArcGIS軟件可以比較快速的完成內(nèi)業(yè)處理,并能達(dá)到較好的效果。

關(guān)鍵詞:水下地形測(cè)量ArcGIS

中圖分類號(hào):P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(b)-0019-01

1概述

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,信息社會(huì)的到來(lái),信息化水平的迅速提高,人們每天都要面對(duì)大量的信息,面對(duì)這些信息,都需要根據(jù)自己的需要進(jìn)行整理和編輯,以實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo),對(duì)于各種地形圖的成果質(zhì)量要求也在不斷提高,新的測(cè)量?jī)x器、技術(shù)在測(cè)量中的廣泛應(yīng)用,野外作業(yè)時(shí)采集的數(shù)據(jù)越來(lái)越多,面對(duì)越來(lái)越多的數(shù)據(jù)信息,在加工過(guò)程中需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性檢查,在數(shù)據(jù)正確的情況下,對(duì)于生成的圖形要求整齊、美觀,特別是在水下地形測(cè)量中,由于航行的測(cè)船在施工作業(yè)過(guò)程中受風(fēng)浪、流速、轉(zhuǎn)彎的影響,往往不能按照事先設(shè)定的航線走,使得測(cè)到的點(diǎn)交錯(cuò)、雜亂,在展點(diǎn)后得到的水下地形圖同樣不整齊,這樣就需要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行必要加工處理,來(lái)滿足不同用戶的需要。

1.1 ArcGIS簡(jiǎn)介

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,簡(jiǎn)稱GIS)是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下,對(duì)整個(gè)或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的新學(xué)科,由ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing三個(gè)模塊組成,增強(qiáng)了提供給制圖人員的工具,可以讀取、編輯各種地圖要素,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖的繪制和編輯。

1.2 測(cè)深儀簡(jiǎn)介

測(cè)深儀的工作原理是利用換能器在水中發(fā)出聲波,當(dāng)聲波到達(dá)河底而反射,根據(jù)聲波傳播速度和往返的時(shí)間,就可以求得換能器與河底之間的距離即水深。

1.3 RTK技術(shù)簡(jiǎn)介

RTK測(cè)量系統(tǒng)是GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)構(gòu)成的組合系統(tǒng),RTK定位技術(shù)是基于載波相位觀測(cè)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù),系統(tǒng)主要由基準(zhǔn)站、流動(dòng)站、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)三部分組成,它能實(shí)時(shí)地獲得測(cè)站點(diǎn)在特定坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。測(cè)量精度達(dá)到厘米級(jí)。在江蘇省范圍內(nèi)已經(jīng)建立一個(gè)高時(shí)空分辨率、高精度、全覆蓋的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),即通常所說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)RTK,使得測(cè)量的效率更高、作業(yè)距離更大。

2外業(yè)數(shù)據(jù)采集

2.1 基本情況

善后河所在流域?qū)倥瘻貛О霛駶?rùn)季風(fēng)氣候,降水量年際變化大,最大年降水量是最小年降水量的2倍以上。降水量年內(nèi)分配不均勻,70%左右的降水量集中在6～9月份,枯期降水量所占比重較小。善后河匯集沭陽(yáng)縣、灌云縣、市區(qū)洪水、向東通過(guò)善后新閘流入黃海。善后河系人工開挖,連云港境內(nèi)河道長(zhǎng)約50km,本次測(cè)量長(zhǎng)度為4km,寬約300m。河段順直,斷面規(guī)則,兩岸為粘土,河道水質(zhì)良好,水流平穩(wěn),無(wú)分流。

2.2 水文特征值

通過(guò)對(duì)該站1954年至2010年實(shí)測(cè)水位資料統(tǒng)計(jì)分析,得出該站水文特征值見表1。

2.3 測(cè)區(qū)位置

測(cè)區(qū)位于東經(jīng)119°15′25″、北緯34°27′48″,屬淮河流域沂河水系,善后河與鹽河交匯處。距板浦鎮(zhèn)南約1.0km,交通比較方便,行政隸屬連云港市海州區(qū)。

2.4 儀器設(shè)備

本次測(cè)量使用的GPS為由美國(guó)Trimble公司生產(chǎn)的5700一套。中海達(dá)公司生產(chǎn)的HD-27T測(cè)深儀一臺(tái)套。

2.5 測(cè)深儀數(shù)據(jù)采集

測(cè)區(qū)周圍搜集到4個(gè)江蘇省C級(jí)網(wǎng)點(diǎn),沿河道左右共布設(shè)了3個(gè)E級(jí)GPS靜態(tài)點(diǎn)。用CORS到E級(jí)點(diǎn)上實(shí)測(cè)WGS84坐標(biāo),對(duì)測(cè)區(qū)的坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以滿足工程設(shè)計(jì)的需要。

將GPS安裝在換能器的正上方,使得GPS天線和換能器的平面位置一致。然后啟動(dòng)GPS接收機(jī)并連接上CORS,在獲得固定解后即可進(jìn)行水下地形測(cè)量。測(cè)量船根據(jù)已經(jīng)調(diào)入的計(jì)劃線航行,這樣在船行駛的航線就是采集水深過(guò)程,每個(gè)點(diǎn)的高程就可以獲得,水下地形的成圖數(shù)據(jù)采集就完成了,在采集過(guò)程中應(yīng)注意換能器不能被雜草纏繞,避免發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

3內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理

在外業(yè)測(cè)量時(shí),由于受雜草等漂浮物的影響,使得換能器發(fā)出的信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤,所測(cè)水深與實(shí)際情況不符,應(yīng)剔除。將外業(yè)測(cè)得的數(shù)據(jù)用測(cè)深儀隨機(jī)攜帶的數(shù)據(jù)處理軟件轉(zhuǎn)換成河底高程,在檢查確認(rèn)無(wú)誤后,使用ArcGIS9.0軟件,根據(jù)測(cè)到的水下地形高程點(diǎn)進(jìn)行等深線的繪制,生成地形圖,由于在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中,船在航行過(guò)程中受風(fēng)向、流向影響以及轉(zhuǎn)彎時(shí)不能按照先預(yù)定的航線航行,使得收集到的數(shù)據(jù)在水下地形圖中很亂,使用該軟件繪制等深線,等深線生成后,在地形圖上進(jìn)行繪制等距的縱、橫線(按照規(guī)范要求),然后摘取交叉點(diǎn)的高程點(diǎn)數(shù)據(jù),這個(gè)高程點(diǎn)數(shù)據(jù)是根據(jù)水下測(cè)量中的實(shí)際數(shù)據(jù)使用三角網(wǎng)插補(bǔ)得來(lái)的,可以真實(shí)反應(yīng)地形情況,與等深線相匹配。關(guān)上原來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)圖層,這樣在圖上看到的都是整齊的高程點(diǎn),使得地形圖看起來(lái)整齊、清楚。

4感受

(1)以前在地形測(cè)量中軟件中,各單位、個(gè)人常用的軟件是南方CASS6.0軟件,根據(jù)測(cè)量要求就可以繪制等深線,但圖形不整齊,以往的方法是人工調(diào)整、刪除、鏡像。這樣往往與等深線不一致。(2)對(duì)于以前使用南方CASS6.0軟件做出的水下地形圖,同樣可以對(duì)圖形進(jìn)行處理,方法是打開ArcGIS9.0軟件調(diào)入地形圖,采用上述方法同樣可以對(duì)圖形編輯得到同樣效果的水下地形圖。(3)在地行圖中還可以編輯各種地理信息、水文信息、人口信息等各種需要統(tǒng)計(jì)的信息,在你需要的圖形中作出指令就可以得到你需要的信息數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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