淺談Google Earth在柬埔寨水利規(guī)劃勘測工程中的應(yīng)用
2013-12-31 00:00:00黃光
科技與企業(yè) 2013年20期
【摘要】利用Google Earth軟件平臺，結(jié)合柬埔寨水利灌溉的實(shí)際需要，探討在水利工程規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用方法、實(shí)踐和過程。在闡述軟件特點(diǎn)、技術(shù)路線的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)踐總結(jié)了其在水利工程規(guī)劃及測繪領(lǐng)域的應(yīng)用效果。
【關(guān)鍵詞】水利規(guī)劃；Google Earth；水利測繪應(yīng)用
引言
由于柬埔寨經(jīng)歷多年戰(zhàn)亂，測繪基礎(chǔ)資料缺乏大比例尺地形圖，小比例尺成圖年代早，時效性較差，新增房屋、工廠、公路、水庫、等地物信息缺失，工程特性區(qū)資料匱乏等問題的制約，影響了規(guī)劃勘測設(shè)計效率。水利工程的規(guī)劃設(shè)計具有一套完整而有效的工程建設(shè)范圍的地形圖、影像圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持。GoogleEarth軟件可以獲得工程測量區(qū)域地形地貌和交通道路等影像資料，結(jié)合GPS可以實(shí)現(xiàn)野外測繪的精確定位和導(dǎo)航，從而優(yōu)化勘測規(guī)劃路線和工作方案。
1、柬埔寨水利勘測設(shè)計面臨的困難
1.1基礎(chǔ)資料匱乏1：5萬、1：10萬缺少。收集資料只能在國際圖書局中購買小比例尺地形圖或是當(dāng)?shù)芈糜螆D，地形圖是以跨省份為一張圖幅，往往都是圖幅拼接不完整，導(dǎo)致在路線規(guī)劃設(shè)計中沒有具體可靠科學(xué)的依據(jù)，增加了外業(yè)踏勘的工作量。
1.2地形復(fù)雜、水系密布、雨季多。柬埔寨地形為亞熱帶區(qū)，原始森林眾多，若沒可靠的地形圖資料，是無法到達(dá)現(xiàn)場勘查選址。水系密布對水利工程來說是很重要的考慮因素。若水渠穿越各條水系時，就必須重點(diǎn)考慮渠系過水的水工建筑物的構(gòu)造和功能作用。雨季帶來是水災(zāi)、內(nèi)澇等自然災(zāi)害的治理工作，最大程度降低其帶來的影響，由于接近八成的水田無法人工灌溉嚴(yán)重依賴自然降水，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)產(chǎn)量一直無法提高。
1.3語言不通，資料翻譯難度大。在收集的資料地形圖上都是英文和柬文，要對某條水系勘測或是規(guī)劃設(shè)計渠道的路線，就必須對地形圖上的地名、河名、水文資料進(jìn)行大量的翻譯，如村名、河名都是簡稱。很容易在翻譯過程有偏差。對工程的實(shí)地性和可靠性造成不可估量的質(zhì)量問題。
GoogleEarth軟件平臺的獨(dú)到之處，就是能解決以上問題，水系一目了然、村名、河名能顯示中文版，便利了在國外水利規(guī)劃設(shè)計中的問題。
2、Google Earth對水利勘測設(shè)計的作用
本文借助Google Earth軟件系統(tǒng)，查找了柬埔寨全國各地的重要水利設(shè)施、大型湖泊河流、城鎮(zhèn)分布、大型公共設(shè)施、水利主管部門等信息，并建立相關(guān)數(shù)據(jù)信息庫，最后再依托信息庫內(nèi)容，建立了可視化的分布圖，為管理層和研究機(jī)構(gòu)提供了重要的參考資料。
2.1微觀標(biāo)記，宏觀把握
首先，利用Google Earth工具查找柬埔寨王國內(nèi)幾個重要的大城市，例如金邊、馬德望、磅針省、菠蘿省等地，并以這幾個主要城市為基礎(chǔ)，參照其國內(nèi)地圖，查找出所有水利工程設(shè)施，并標(biāo)記它們與主要城市之間的位置 ，這樣就建成了一套全國性宏觀水利資源管理分布圖。
2.2圖層管理，地標(biāo)詳細(xì)
以宏觀水利資源管理分布圖為基礎(chǔ)，對不同的水利設(shè)施進(jìn)行分類，使之按規(guī)模大小和重要程度劃分成不同層次：排澇抗旱體系介紹、湄公河體系、洞里薩湖體系、馬德望河、其中湄公河體系、洞里薩湖體系又具體分河流、湖泊、抗?jié)硡^(qū)、人工設(shè)施、指揮所等四個子圖層。
2.3圖文并茂，信息準(zhǔn)確
GoogleEarth作為數(shù)據(jù)獲取、展示、瀏覽、分析的平臺，結(jié)合水利工程設(shè)計中的測繪、規(guī)劃、工程設(shè)計、移民、城市生態(tài)建設(shè)等工作的實(shí)際需要，主要從數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)表現(xiàn)、數(shù)據(jù)應(yīng)用等方向進(jìn)行技術(shù)路線研究，如下圖
由于Google Earth所提供的地理圖可使效果有限，很難仔細(xì)區(qū)分微觀地形，給信息查找工作造成諸多不便，為了有效解決這個問題，本文在Google Earth系統(tǒng)形成的圖層上，對每個水利目標(biāo)都添加了圖片和說明，并采用鏈接的方法與圖層相對應(yīng)。由于Google Earth兼容HTML格式和JAVA程序語言，因此，水利工程介紹和圖片的連接工作，采用上述語言程序來實(shí)現(xiàn)。
①水利目標(biāo)的文字注解，可以事先在微軟word辦公軟件上編寫代碼，然后將其復(fù)制粘貼至標(biāo)注欄內(nèi)；編制完成的代碼格式舉例如下：
②添加圖片鏈接流程為，現(xiàn)在系統(tǒng)盤上建立管理檔案，將全部水利目標(biāo)圖片存儲其中，照片名以各自地理位置命名，圖片格式為BMP格式。實(shí)現(xiàn)代碼格式如下：（）注\"F：＼photo＼馬德望水庫·BMP為圖片存儲地址\"。
③使用HTML作為實(shí)現(xiàn)視頻鏈接的程序語言，使用WEB瀏覽器查詢圖片，程序語言為：視頻演示語句，其目的是支持單圖片窗口顯示。接著新建S·HTM格式的文件，文件根目錄為F：＼photo下，代碼可根據(jù)實(shí)際需要自行編寫。
3、Google Earth在水利工程測繪中的應(yīng)用
3.1實(shí)地測繪定線
由于柬埔寨測繪基礎(chǔ)資料缺乏，都是1：10萬或1：20萬小比例尺地形圖，若直接使用小比例尺上面布設(shè)路線，往往是不能滿足規(guī)劃線路的要求，對測繪工作來說也是很模糊的測繪范圍。水利灌溉水渠面積大，需要測繪1∶500或者1∶2000等相應(yīng)比例尺的帶狀地形圖作為參考底圖和設(shè)計依據(jù)，帶狀圖實(shí)用性、便利性、經(jīng)濟(jì)性等原因在工程測量方面越來越被普遍使用。特別是灌溉水渠路線穿越村莊時，少占耕地，尤其是良田、養(yǎng)殖區(qū)，盡量避免過多拆遷房屋征地補(bǔ)償?shù)?。在小比例尺地形圖上，很難判斷測圖范圍的實(shí)地位置，特別是利用全野外數(shù)字化方法進(jìn)行帶狀地形圖測繪時，經(jīng)常是利用測圖范圍的坐標(biāo)來判斷實(shí)地測量范圍是否不足或超界。結(jié)果往往造成測圖范圍不夠需要重新補(bǔ)測，或者測圖超出界限范圍則需要刪除，不管在哪種情況下都會浪費(fèi)作業(yè)時間，增加作業(yè)成本。根據(jù)設(shè)計的線路中心在沿線會布設(shè)互通、水閘等水工建筑物，不同路段對地形圖的帶寬也不盡一樣，因此經(jīng)常判斷不準(zhǔn)造成測量范圍偏差，如圖2、圖3。
經(jīng)過多次生產(chǎn)實(shí)踐摸索、實(shí)地測量，Google Earth軟件上的影像圖與實(shí)測的地形圖多次比較，最終平面位置誤差在（0.5-2.0）米內(nèi)，完全符合水利規(guī)劃勘測設(shè)計階段。同時也對1：2000至1：5000地形圖提供可靠地形依據(jù)。利用Google Earth軟件上影像較強(qiáng)的現(xiàn)勢性和影像判讀的直觀性，將不規(guī)則的測圖范圍展繪在Google Earth上將影像打印，在實(shí)地可以很直觀地判讀測圖范圍，避開村莊以及建筑物，節(jié)約生產(chǎn)時間，提高工作效率。
3.2規(guī)劃布設(shè)控制網(wǎng)設(shè)計
柬埔寨VAICO水資源開發(fā)工程，主要采用Google Earth的衛(wèi)星圖像用于GPS網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計，主要包括圍堤水庫和2.35萬公頃耕地的灌溉。共需布設(shè)58個四等控制點(diǎn)，使用Google Earth對區(qū)域內(nèi)的地形，地物就掌握得比較清楚，更便于GPS點(diǎn)的規(guī)劃布設(shè)。在灌溉區(qū)域內(nèi)有一定清晰度的遙感底圖，并配有高程和坐標(biāo)系統(tǒng)，對村莊、公路等一目了然，能直接反映其位置、邊界等信息，就能夠及時正確掌握整個控制網(wǎng)的優(yōu)化，對整個控制測量布設(shè)工作也起到了事半功倍的效果。比如：GPS埋標(biāo)選擇視野寬闊的地方，周邊無障礙物，高度角大于15度，應(yīng)選在交通便利，點(diǎn)位遠(yuǎn)離大功率的發(fā)射干擾. 降低了外業(yè)踏勘工作量的同時更提高了成果質(zhì)量，如圖4。
4、直觀明顯，便于決策
借助和發(fā)揮Google earth系統(tǒng)功能，許多前期工作都可以順利落實(shí)。首先可以在系統(tǒng)上查找所有的水利目標(biāo)的地理位置和水系隸屬情況，并根據(jù)查詢結(jié)果敲定水利工程選址方案。其次，遴選出最符合施工標(biāo)準(zhǔn)的施工地點(diǎn)，對其進(jìn)行二次精細(xì)地理定位，并取得全部一手測繪數(shù)據(jù)。最后，在分析和計算測量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，測算水利工程所需造價和工期，并按照不同的施工方法制定多個建設(shè)方案，通過科學(xué)對比之后敲定經(jīng)濟(jì)效益最高的施工方案。以波蘿勉省防洪河工程為例，其作業(yè)程序如下：①在菜單欄中選擇長度測量工具（Measure）；②在選擇弧形測量工具Path項，確定長度單位為公里；③在圖上畫出工程預(yù)計施工路線，并測出其長度；④完成前期工程設(shè)計方案。
借助Google earth軟件，能夠為工程人員提供宏觀地理位置圖。①能夠在電腦上考察水系分布情況，辨別它們的水流方向和流量變化；②可將水域周邊的居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、生產(chǎn)設(shè)施等一一標(biāo)出，以供決策參考；③可及時評估重點(diǎn)施工地段的地理環(huán)境情況；④便于管理部門制定最佳應(yīng)急方案；⑤幫助決策者掌握宏觀地理位置。
5、結(jié)語
在Google Earth平臺中開發(fā)測繪數(shù)據(jù)庫平臺是我們需要考慮的下一個問題。目前Google Earth不斷增加衛(wèi)星影像資料，提供更多地區(qū)高解析的衛(wèi)星影像；將Google Earth系統(tǒng)應(yīng)用到水利工程行業(yè)，首先就是一個很具新意的創(chuàng)新之舉。經(jīng)過深入的研究和分析Google Earth系統(tǒng)功能對水利建設(shè)的作用，進(jìn)一步提高了我們對水利工程的認(rèn)識，同時也為提高水利行業(yè)工程管理提供了一種全新的輔助工具。也將為水利工程測繪及加強(qiáng)水利工程管理進(jìn)行研究，提供強(qiáng)有力的支持工具。
參考文獻(xiàn)
[1]彭和強(qiáng)，張友能.基于GoogleEarth的地圖制作技術(shù)[J]測繪通報.2009，10：61-63
[2]賈文鈕.GoogleEarth和Woldwind比較研究[J].國土資源信息化，2006（5）
[3]李旭文，黎剛，繆蓓蓓.GoogleEarth和 ArcGIS9.2軟件在太湖水污染及藍(lán)藻監(jiān)測數(shù)據(jù)展現(xiàn)中的應(yīng)用[J].國土資源遙感，2008（3）
[4]祝瑜，周紹江.GoogleEarth在流域水資源保護(hù)監(jiān)督管理中的應(yīng)用[J].人民長江，2009（4）
作者簡介
黃光（1980—）男，浙江泰順人，助理工程師，主要從事水利水電工程測繪工作。
