內(nèi)陸水域水下地形測繪在信息化測繪體系建設過程中的新發(fā)展

駱旭佳，王杉杉

（1.浙江華東測繪地理信息有限公司，浙江杭州，310014；2.浙江臻善科技有限公司，浙江杭州，310015）

內(nèi)陸水域水下地形測繪在信息化測繪體系建設過程中的新發(fā)展

駱旭佳1，王杉杉2

（1.浙江華東測繪地理信息有限公司，浙江杭州，310014；2.浙江臻善科技有限公司，浙江杭州，310015）

信息化是新形勢下測繪體系發(fā)展的新趨勢。多波束技術、GIS技術及水文遙測技術的快速發(fā)展大大提高了水下地形測繪的工作效率，同時降低了工作中人力、時間成本投入。這幾項技術的集成應用與發(fā)展，正在努力構建水下地形信息化測繪體系。筆者以內(nèi)陸水域的水下地形測繪工作為例，介紹水下地形測繪在信息化測繪體系構建過程中的新發(fā)展。

內(nèi)陸水域；地形測繪；信息化測繪體系

0 引言

近些年的測繪科學發(fā)展可以總結歸納為兩個階段：前一階段是努力構建數(shù)字化測繪體系，根本上改變傳統(tǒng)的測繪模式[1]；現(xiàn)階段的測繪工作，無論是從硬件設備發(fā)展上看還是從計算方法完善的角度分析，都正在由數(shù)字化測繪向信息化測繪轉變。數(shù)據(jù)采集自動化、數(shù)據(jù)獲取實時化、數(shù)據(jù)處理自動化、服務體系網(wǎng)絡化、系統(tǒng)應用社會化等信息化體系的代名詞，已經(jīng)快速融入到測繪的各個細分領域。計算機信息處理技術、地理信息技術、多波束技術、水文遙測技術等新型技術也快速滲透到了水下地形測繪領域。

“十二五”期間，國家明確提出構建信息化測繪體系的發(fā)展目標，逐步提高我國測繪保障的服務能力[2]。測繪領域內(nèi)的各個細分專業(yè)均朝著這個方向在努力，也取得了大量的成果。測繪儀器制造技術的提高、測繪應用程序的快速發(fā)展、城市CORS站建設的普及、城市基礎測繪的信息化采集、工程測量自動化、精密測繪的自動化與信息化、測繪成果管理的電子化等等，都為信息化測繪體系的建設貢獻了力量[3-4]。水下地形測繪工程中，信息化的身影也隨處可見，也正在向著構建信息化測繪體系大步邁進，雖然只是整體信息化測繪體系建設中的一小部分，但對水利、水電及能源行業(yè)的規(guī)劃、建設和管理有著十分重要的意義。

1 內(nèi)陸水域地形測繪的特點

水下地形測繪是測繪領域內(nèi)的一個細小分支，目的是獲取水下地物、地貌等地形特征，成果表現(xiàn)形式通常為水下地形圖、等深線圖、斷面圖或者相應的表格信息。水下地形圖常以高程點或者等高線表示，服務于工程建設領域；水域等深線圖通常以水深點和等深線表示，服務于航行、疏浚等工程作業(yè)[5]。水下地形測繪工作，又可根據(jù)其地理分布，細分為海洋水域水下地形與內(nèi)陸水域水下地形。隨著國家海洋經(jīng)濟戰(zhàn)略、內(nèi)地河流的綜合開發(fā)利用，水下地形測繪工作越來越受到重視與關注，各項技術也得到了快速發(fā)展。相比之下，由于內(nèi)陸水域水下地形大部分與工程建設相關，與人類社會活動更加密切，受到的關注度也更高。

與陸上地形測繪工作相比，水下地形測繪工作要困難很多，主要體現(xiàn)在前期外業(yè)數(shù)據(jù)的采集難度。受限于動態(tài)定位與測深技術本身的發(fā)展水平，以至于很長一段時期內(nèi)，在水下地形外業(yè)測量相關的工作中無法高效、快速得到準確的水下地形。早期，只能采用交會測量的方式，少量獲取水域范圍內(nèi)重要的點位，獲取輕量化的水下地形資料。慢慢地，隨著電子數(shù)據(jù)采集、微波測距交會定位系統(tǒng)及電磁波測距定位等技術的出現(xiàn)，才逐步打開這一領域，水下地形正式進入電子化時代，測量效率也有了大幅提高[6]。現(xiàn)階段，衛(wèi)星定位、回聲測深儀（聲納）、自動化控制等技術的發(fā)展把水下地形測繪外業(yè)數(shù)據(jù)采集帶入到信息化、實時化、自動化測量的新時代。同時，在內(nèi)陸水域水下地形測繪工作中，結合自動化控制無人駕駛技術、水文資料遙測遙報技術、地理信息技術，水下地形測繪目前正逐步構建起一套自有的社會化應用系統(tǒng)，服務于各類工程建設。

2 信息化下的新發(fā)展

內(nèi)陸水域水下地形測繪的信息化體系建設過程主要體現(xiàn)在以下幾個方面：信息化的實時數(shù)據(jù)采集和顯示、自動化的數(shù)據(jù)處理、社會化的應用體系建設。幾項內(nèi)容的有機結合正在構建起水下地形信息化測繪工作體系，將水下地形測繪工作引入到新的發(fā)展階段。

2.1 信息化的實時數(shù)據(jù)采集和顯示體系建設

這一體系的建設主要依托于科技進步與測繪需求的增長。第一，衛(wèi)星定位技術快速發(fā)展，各類GNSS產(chǎn)品也層出不窮，各廠商的信標機、星站機、RTK頻繁推出新品，性能上也在不斷改善；第二，回聲測深儀（聲納）設備也從單波束逐步發(fā)展到多波束，從單點位采集發(fā)展到點云數(shù)據(jù)的采集[6]；第三，水文信息采集相關設備的技術在逐年提升，自動化的潮位記錄、水位記錄儀、自動化的流速儀、聲速剖面儀等等產(chǎn)品不斷提升著數(shù)據(jù)采集的信息化水平，并可同步將水表特征數(shù)據(jù)信息發(fā)送至服務器；第四，自動化的無人船可搭載多波束、單波束等測深設備，按照既定航線實時進行有序的數(shù)據(jù)采集，并可以自動避讓障礙物，被廣泛用作水下探測設備安裝平臺。

這幾年，為了提高測繪的工作效率和測量的精度，越來越多的測繪單位引入動態(tài)差分定位技術、遙測技術、回聲測深等技術進行生產(chǎn)作業(yè)，使水下測深數(shù)據(jù)可隨著測量工作的實施，達到同步輸出成果的工作形式，共同推進水下地形測繪的技術發(fā)展。這一部分內(nèi)容構建了水下地形測繪信息化的實時數(shù)據(jù)采集和顯示。

2.2 自動化的地理信息數(shù)據(jù)處理體系建設

計算機性能的快速發(fā)展和GIS技術體系方法的逐步完善進一步推動了新形勢下水下地形測量地理信息數(shù)據(jù)自動化處理體系的建設。

通過引入高性能的計算機硬件，保障了實時數(shù)據(jù)的獲取與處理；通過編寫高效的數(shù)據(jù)處理程序，實現(xiàn)了對實時數(shù)據(jù)進行快速處理、提取、轉化成后續(xù)可使用的信息；通過GIS技術對信息進行層層篩選、比對，完成數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)挖掘工作，進一步擴大數(shù)據(jù)的應用范圍。

通過上述幾項技術的應用，構建了水下地形測繪工作中自動化的地理信息數(shù)據(jù)處理體系雛形。

2.3 社會化的地理信息應用體系建設

水下地形測繪社會化的地理信息應用體系建設主要是構建社會化的應用，包括建立工作流程、建立相關的軟件應用系統(tǒng)等。

目前，水下地形測繪的手段已經(jīng)實現(xiàn)高科技化，相關設備的集成也已經(jīng)成熟。在內(nèi)陸水下地形測繪工作的開展過程中，涌現(xiàn)出很多相關的工作流程與系統(tǒng)，不但推動了水下地形測繪業(yè)務的快速發(fā)展，也可幫助各管理單位對各類數(shù)據(jù)進行有效管理，給工作帶來極大的便利。從大量的工程應用來看，水下地形已經(jīng)脫離了傳統(tǒng)的圖紙與表格形式，使用上走向了電子化、信息化和系統(tǒng)化。

以筆者為例，所在單位長期參與水利水電工程建設中的水下地形測繪及數(shù)據(jù)處理工作，在水下地形測繪工作過程中亦開發(fā)建成了一系列服務于工程建設的應用系統(tǒng)軟件，為各工程建設提供快速的數(shù)據(jù)處理服務與技術支持。相關的系統(tǒng)還結合水質、水位、流量、濁度、雨量等水文自動化監(jiān)測技術，對工程區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)建庫、管理、建模、分析、預測做了相應的集成工作，有助于水利水電項目的運營管理。從整個工作過程上來看，社會化應用體系已經(jīng)初具雛形。

3 結語

信息化測繪體系建設是一個龐大的綜合工程，不僅需要測繪行業(yè)始終如一的不斷努力，更需要各級政府、各級測繪行政主管部門的大力支持，同時也需要其他相關部門的密切配合。信息化測繪體系的構建并不僅僅依靠技術實現(xiàn)，還需要技術、工作人員、主管部門之間相互適應與相互配合[7]。

水下地形信息化測繪體系的建設過程亦是如此。目前信息化測繪技術已經(jīng)被人們廣泛應用，取得了很多新成績，體系已經(jīng)基本形成，可以在后續(xù)的實踐中不斷去整合、完善。完善過程中，要充分提升與改造水下地形測繪的業(yè)務流程、生產(chǎn)流程、信息流程，合理優(yōu)化、調(diào)整現(xiàn)有生產(chǎn)結構，調(diào)動各方積極性。相信通過這些努力，內(nèi)陸水域水下地形信息化測繪體系在不久的將來會更加成熟、完善，為水利、水電及能源行業(yè)的規(guī)劃、建設、管理提供更加便捷、更高價值的服務。 ■

[1]吳滿意.生產(chǎn)單位信息化測繪體系建設定位與內(nèi)容探討[J].地理空間信息,2015,13(6):13-15.

[2]孟長永.淺談如何構建信息化測繪體系[J].科技創(chuàng)新與應用,2014(31):294.

[3]張孝盛,薛敏霞,王軍暉.CORS技術在大比例尺水下地形測量中的應用[J].科技資訊（工程技術）,2015(16):78-79.

[4]何平.信息化測繪體系建設在城市測繪工作中的應用[J].中國新技術新產(chǎn)品（信息技術）,2014(21):12.

[5]向亮.第5代多波束測深系統(tǒng)在江河湖泊的監(jiān)測應用[J].水利信息化,2012(4):38-41.

[6]劉樹東,田俊峰.水下地形測量技術發(fā)展述評[J].水運工程,2008(1):11-15.

[7]毛衛(wèi)華.關于浙江省信息化測繪體系建設研究的若干思考[J].浙江測繪,2011(3):6-8.

作者郵箱：luo_xj@ecidi.com

New development of underwater topographic surveying and mapping for inland water-areas in construction of informationized surveying and mapping system

by LUO Xu-jia and WANG Shan-shan
Zhejiang Huadong Surveying,Mapping and Geoinformation Co.,Ltd.

Informatization is a new trend in development of surveying and mapping system.The working efficiency of underwater topography has been greatly improved by the rapid development of multibeams technology,GIS technology and hydrological remote technology,while the cost of manpower and time has been reduced too.Based on the integrated application and development of these technology,the informationized underwater topographic surveying and mapping system is in construction.Taking the un?derwater topographic surveying and mapping work in inland water-areas as an example,this paper intro?duces the new development in constructing the informationized mapping system.

inland water-areas;topographic surveying and mapping;informationized surveying and mapping system

P208

B

1671-1092（2016）05-0050-03

2016-08-06

駱旭佳（1985-），男，浙江義烏人，工程師，碩士研究生，主要從事水電測繪及信息化工作。