淺談現(xiàn)代測繪技術(shù)在河道管理中的應(yīng)用

一、測繪概況

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)和綜合國力的不斷提升，各領(lǐng)域都在圍繞可持續(xù)發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展的思路全面推進(jìn)工作。作為河道管理部門，只有推進(jìn)河道建設(shè)，加強(qiáng)河道工程監(jiān)測運行變化，確保工程安全才能為社會發(fā)展提供根本保障。而測繪作為項目規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理等一系列環(huán)節(jié)中的先行工作，必須確保及時、高效、精準(zhǔn)、詳實。為此及時了解新型測繪設(shè)備，掌握現(xiàn)代測繪技術(shù)，才能更好地為實現(xiàn)河道管理現(xiàn)代化和確保防洪安全充分發(fā)揮作用。本文圍繞現(xiàn)代測繪設(shè)備、測繪技術(shù)在河道管理領(lǐng)域中的具體運用進(jìn)行了探討。

二、新型測繪設(shè)備、現(xiàn)代測繪技術(shù)在河道管理中的具體應(yīng)用

1.GPS結(jié)合測深儀在河道斷面、地形以及險工險段測量中的應(yīng)用

GPS技術(shù)是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)進(jìn)行無線電導(dǎo)航的定位技術(shù)，具有作業(yè)效率高、定位精度高、自動化集成度高、操作簡單方便等優(yōu)點。測深儀利用聲波反射的信息測量水深，是現(xiàn)代水上測量不可缺少的測量儀器。

現(xiàn)階段河道測量多采用GPSRTK配合測深儀的作業(yè)模式，通過對所測河道的任務(wù)劃分，岸上部分使用GPS-RTK進(jìn)行地形測量；水下則采用GPS-RTK配合測深儀測量水深數(shù)據(jù)并定位。作業(yè)環(huán)境好的可用無人船實施。若遇GPS信號弱時，則用全站儀配合。通過數(shù)據(jù)的采集、存儲、自動處理可及時獲取水深數(shù)值或者河床高程。在進(jìn)行水下測量時，現(xiàn)場的作業(yè)人員會根據(jù)不同的比例尺要求和地形地貌的復(fù)雜程度確定斷面間距或水深點采集的密度，以此來滿足任務(wù)需求。

將測量采集的數(shù)據(jù)用專業(yè)制圖軟件繪制成圖，并將圖上相應(yīng)地貌、地況、植被、地物等標(biāo)注清楚。對于不同年份的測繪成果套繪時，注意圖層、比例保持一致。套繪后通過比較，對河道變化以及崩岸險工險段進(jìn)行分析。

2.精密水準(zhǔn)儀在堤防、水閘垂直位移測量中的應(yīng)用

精密水準(zhǔn)儀一般是指精度高于±1mm/km水準(zhǔn)儀，在堤防、水閘等水工建筑物位移測量中應(yīng)用廣泛。

垂直位移監(jiān)測是一個周期性、持續(xù)性的常態(tài)監(jiān)測過程。通過精密水準(zhǔn)儀監(jiān)測數(shù)據(jù)比較和分析，掌握相鄰或相近年份的運行狀態(tài)和變化情況，為加固除險和確保安全提供基礎(chǔ)服務(wù)。

堤防、水閘的垂直位移監(jiān)測一般采用二等水準(zhǔn)測量要求。做到四個固定：固定的測量人員，固定的測繪儀器，固定的測量路線，固定的測量環(huán)境。通過嚴(yán)格的精密測量，將測得的數(shù)據(jù)用專業(yè)平差軟件處理，與往期的測量成果對比分析，并繪制對比分析折線圖或柱狀圖，以如實反應(yīng)相鄰或相近觀測周期內(nèi)各測點的變化情況。

3.GIS測量技術(shù)在河道演變分析中的測量應(yīng)用

GIS是地理信息系統(tǒng)，是一種基于計算機(jī)的工具。它可以對在地球上存在的現(xiàn)象和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析，并通過相關(guān)分析進(jìn)行具體應(yīng)用。

GIS測繪技術(shù)的應(yīng)用，通過數(shù)據(jù)采集、整理、管理、分析和應(yīng)用系統(tǒng)的緊密聯(lián)系，在水利行業(yè)以及河道工程管理中有著廣泛的應(yīng)用。GIS利用DEM模型數(shù)據(jù)能及時有效計算出兩個沖淤監(jiān)測斷面間的沖淤量。

4.三維激光掃描儀在河道、堤防巡查、監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)又被稱為實景復(fù)制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。利用3S、三維激光掃描、通信、網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)，建立一套基于三維地物地貌的工程維護(hù)管理系統(tǒng)，實時掌握和了解目標(biāo)物狀。

將三維激光掃描儀通過機(jī)載或車載移動，在巡查、監(jiān)測河道和堤防過程中，根據(jù)需要的分辨率、精度、掃描速度，對堤防及其周邊目標(biāo)物進(jìn)行掃描，通過三維激光掃描儀組件采集數(shù)據(jù)并傳輸，以獲取堤防及其兩側(cè)目標(biāo)表面的點云數(shù)據(jù)。多站位掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)下，最后通過對點云數(shù)據(jù)處理，生成網(wǎng)格建立數(shù)字化模型。將直接采集的真實目標(biāo)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為目標(biāo)實景，以真實地再現(xiàn)防浪林、涵閘、險工險段、控導(dǎo)工程、跨河建筑物以及違章設(shè)施的實時原貌。

通過掃描、處理、建模形成地形及附屬物實景，不僅對河道、堤防及管理范圍內(nèi)變化情況實時管控，同時也起到對各工程要素、屬性信息可視化查詢的作用。另外，通過實景計算還可以根據(jù)需要對工程進(jìn)行精確量測，為河道工程建設(shè)管理提供全面及時準(zhǔn)確的信息服務(wù)和技術(shù)支撐。

5.無人機(jī)智能巡查技術(shù)在河道管理中的應(yīng)用

小型無人機(jī)是一種靈活的空中高速運動平臺，通過搭載不同的電子設(shè)備或智能系統(tǒng)，能夠采集人們所需的各種數(shù)據(jù)以實現(xiàn)人們對影像、高程、測圖及建模建庫等的需求。

以往通過車、船巡河的傳統(tǒng)方法，不僅速度慢，而且有盲區(qū)。隨著科技產(chǎn)品和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無人機(jī)搭載紅外攝像及傳感系統(tǒng)，拍攝目標(biāo)靶船及涉河違章等，利用無人機(jī)平臺上的紅外圖像傳感器來獲取水上目標(biāo)的紅外圖像，通過目標(biāo)識別系統(tǒng)實現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行有效探測和識別，然后將獲取的靶船或涉河違章、違法采砂等現(xiàn)場圖像實時傳送給監(jiān)控中心管理員，以便及時作出反應(yīng)，快速制止違法違章，確保河道工程安全完整。

此外，無人機(jī)技術(shù)的測繪遙感系統(tǒng)，還可應(yīng)用在日常巡查、汛期巡查、管理區(qū)大比例航空影像采集以及“一河一檔”現(xiàn)代化管理數(shù)據(jù)采集等。

6.多波束測深儀及側(cè)掃聲吶在河道地形、地貌探測中的應(yīng)用

多波束測深儀可同時獲得幾十個乃至上百個水深值，實現(xiàn)了水深測量由點到面、由單一的水深值到水下地形的跨越。與單波束測深儀相比，有速度快、精度高、范圍大、效率高的優(yōu)點。實現(xiàn)了水底地貌圖的實時可繪，甚至發(fā)展到立體測深和自動成圖的跨越。對河道地形圖、險工險段測量以及信息化數(shù)據(jù)采集等方面有著極其重要的意義。

側(cè)掃聲吶技術(shù)是一種新型測繪技術(shù)，可對水底地貌及水下物體輪廓和物體介質(zhì)進(jìn)行探測。通過數(shù)據(jù)處理自動形成無縫成圖，完成較高分辨率的二維水底地貌彩圖。可對河底介質(zhì)進(jìn)行探測，在水下工程施工驗收，特別是崩岸處理后的水下實況提供可視的、有說服力的直觀資料。

三、結(jié)語

現(xiàn)代測繪技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)測繪方法，其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。不僅在河道工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工、驗收等環(huán)節(jié)做好數(shù)據(jù)支撐和基礎(chǔ)工作，而且將更廣泛地應(yīng)用于河道堤防監(jiān)測、水政執(zhí)法巡查以及工程常態(tài)化、現(xiàn)代化等。現(xiàn)代測繪技術(shù)將越來越多地在河道管理中得到廣泛應(yīng)用，并將為工程管理現(xiàn)代化、調(diào)度科學(xué)化、數(shù)字信息化、運用智能化做出更大的貢獻(xiàn)