GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測中的應(yīng)用

【摘要】當(dāng)前很多新技術(shù)發(fā)展越來越快，GPS技術(shù)也獲得了巨大的發(fā)展，尤其是對網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的應(yīng)用，極大提升了我國水文水資源監(jiān)測水平。通過對GPS技術(shù)的應(yīng)用，能夠自動采取水文水資源信息，并實現(xiàn)實時傳輸，讓監(jiān)測范圍更廣，可以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。本文將對網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進行概述，并探討了GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；水文水資源；監(jiān)測

在我國水文水資源監(jiān)測工作中，GPS技術(shù)發(fā)揮著重要作用，能夠確保獲得準(zhǔn)確、全面的形象。與傳統(tǒng)測繪方法相比，GPS技術(shù)有更多的優(yōu)勢，適用于各種航道、水域、水深與地形的探測中，能夠?qū)崟r進行監(jiān)測，可以迅速獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息?，F(xiàn)階段GPS技術(shù)發(fā)展不斷加快，通過網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)與測深儀的配合，可以在水下測深上得到更加廣泛的應(yīng)用。

1、網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)概述

網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)是一種實時的GPS定位技術(shù)，具備較高的精度，主要有以下特點：一是利用VRS系統(tǒng)實時定位技術(shù)，可以對差分?jǐn)?shù)據(jù)進行實時地位；二是以GPRS和GSM數(shù)據(jù)通信方式，可以實時訪問數(shù)據(jù)，并在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中可以進行精密地位；三是建立基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠進行升級。四是能夠?qū)崿F(xiàn)對水文水資源信息的自動采集和定位。

2、GPS水位數(shù)據(jù)自動采集及實時傳輸系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)研發(fā)

系統(tǒng)的研發(fā)涉及很多方面的內(nèi)容，具體來說主要有以下幾點：

局部精密高程轉(zhuǎn)換模型。利用GPS技術(shù)，可以獲得大地高程數(shù)據(jù)，進行水文水資源測量時，通常采用國家“85”高程。這需要進行高程轉(zhuǎn)換，將獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為國家“85”高程。

提取實時水位。利用手掌機編制軟件，將RTK高程數(shù)據(jù)提取出來，通過高程轉(zhuǎn)換模型，得到國家“85”高程表達的水位。

研究漸進式水位數(shù)據(jù)濾波算法。為確保采集的水文水資源信息的準(zhǔn)確性，要建立濾波模型，這樣能夠快速處理獲得的數(shù)據(jù)信息，并確保不會出現(xiàn)錯誤。將模型研發(fā)出來，在編制軟件后，嵌入到手掌機內(nèi)，這樣才能得到準(zhǔn)確的水位數(shù)據(jù)。

合成野外觀測單元子系統(tǒng)。手掌機將水位數(shù)據(jù)收集起來以后，可以集中傳輸至監(jiān)控中心。需要借助手機GPRS通訊模式，確保數(shù)據(jù)正確傳輸。為建立這個系統(tǒng)，先要對手機與手掌機兩個系統(tǒng)進行合成，之后編碼數(shù)據(jù)后傳送到手機內(nèi)。

監(jiān)控單元。在傳輸數(shù)據(jù)的過程中，主要利用監(jiān)控單元完成接收數(shù)據(jù)的任務(wù)，數(shù)據(jù)的接收主要由接收單元與數(shù)據(jù)管理單元構(gòu)成，其中前者主要有固定電話、手機模塊、手機等，而后者主要為中央計算機。對于加密編碼，主要利用編制程序?qū)崿F(xiàn)解密處理，以此加強對水位數(shù)據(jù)的管理。

采用智能監(jiān)控系統(tǒng)，這樣可以自動采集水位數(shù)據(jù)，并進行智能化傳輸。要編制相應(yīng)軟件，便于監(jiān)控中心監(jiān)管野外觀測單元的工作情況，包括啟動與關(guān)閉GPS、設(shè)定采樣間隔，并選擇數(shù)據(jù)傳送的模式、頻率和內(nèi)容等。此外，監(jiān)控中心可以加強對數(shù)據(jù)的質(zhì)量管理，即通過對各種濾波參數(shù)與模型的選擇，讓野外測量單元的監(jiān)控更加智能化。

2.2 系統(tǒng)特點

非常靈活，能夠輕松移動到各個位置，任何狀態(tài)都可以測量水位。

自動化水平高。不用提前設(shè)置參數(shù)，能夠自動提取、發(fā)送、接收水位數(shù)據(jù)，并實施管理數(shù)據(jù)和進行初步分析。

智能化水平高。在計算機技術(shù)支持下，可以直接在監(jiān)控中心設(shè)置參數(shù)和發(fā)布執(zhí)行，并完成最終執(zhí)行工作，不用到野外執(zhí)行。

水位數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。主要利用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，并進行濾波處理，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PS接收機中，從而全面掌握對水文水資源情況。

2.3 洪水調(diào)度

借助本文研發(fā)的系統(tǒng)，通過自動采集與傳輸水文水資源數(shù)據(jù)信息，可以實時監(jiān)測其變化狀況，控制中心可以第一時間獲得相關(guān)信息。結(jié)合得到的水文水資源數(shù)據(jù)信息，利用計算機繪制相應(yīng)的曲線圖，這樣能夠反映出蓄洪區(qū)和洪水的具體情況。此外，還能夠獲得需要遷移人口數(shù)量的信息，得出可以轉(zhuǎn)移到的具體位置，并掌握將出現(xiàn)的經(jīng)濟損失等信息。控制中心人員根據(jù)上述信息，能夠全面、專門掌握水文水資源狀況，并制定更加有效的決策。

3、GPS技術(shù)的應(yīng)用展望

最近幾年，為將防火災(zāi)害造成的損失降到最低程度，讓雨洪資源得到合理的利用，根據(jù)實際發(fā)展需求，將蓄水洪區(qū)建立起來，能夠有效解決以上問題。通過大力應(yīng)用GPS技術(shù)，可以讓各種信息資源得到整合與分類，同時得到科學(xué)的利用。在以往水文水資源監(jiān)測工作中，由于掌握的信息不夠全面、準(zhǔn)確，不能將蓄滯洪區(qū)的水資源具體情況體現(xiàn)出來，這樣導(dǎo)致水文水資源的監(jiān)測范圍就很小，且監(jiān)測質(zhì)量也不高。因此，這為GPS技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了更廣闊的空間，尤其是利用RTK技術(shù)，可以有效改變這些現(xiàn)狀，既能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離監(jiān)測。如將GPS技術(shù)應(yīng)用到水質(zhì)監(jiān)測工作上，可以對水質(zhì)進行采樣與定位，并將相關(guān)信息收集起來，作出科學(xué)的化驗分析，根據(jù)結(jié)果呈現(xiàn)直線圖，從而獲得水質(zhì)污染的規(guī)律。不僅如此，還能夠?qū)Φ匦?、土壤以及管線等信息進行采集，并確保其準(zhǔn)確性和全面性。這樣能夠?qū)π顪閰^(qū)信息監(jiān)測系統(tǒng)進行完善，并將可靠的依據(jù)提供給其他相關(guān)部門。

4、結(jié)語

總之，現(xiàn)階段GPS技術(shù)發(fā)展越來越快，在社會各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在水文水資源監(jiān)測中也要運用GPS技術(shù)，可以保證獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。對此，今后需要繼續(xù)引進國外先進技術(shù)，從我國水文水資源監(jiān)測工作實際情況出發(fā)，最大限度發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的作用，確保獲得更加準(zhǔn)確、可靠的水文水資源數(shù)據(jù)信息。

參考文獻：

[1]彭小波.GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測方面的應(yīng)用分析[J].低碳世界，2016，（21）：65-66.

[2]鄧凡，徐會青.GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測方面的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（28）：234.