新時(shí)代GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測中的應(yīng)用研究

林冬新

摘要：傳統(tǒng)的水文水資源監(jiān)測方法主要依靠人工，但隨著新技術(shù)的普及與應(yīng)用，GPS技術(shù)憑借精確的定位、精密的測量、完整的導(dǎo)航成功取代了水文水資源監(jiān)測方面的傳統(tǒng)技術(shù)。將GPS技術(shù)應(yīng)用的監(jiān)測工作中，能幫助工作人員純粹的對(duì)手區(qū)域的水資源數(shù)據(jù)展開采集、測量、分析。對(duì)GPS技術(shù)而言，在洪水監(jiān)測以及地下水監(jiān)測工作中也發(fā)揮著巨大作用，能有效推動(dòng)我國社會(huì)事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：新時(shí)代;GPS技術(shù);水文水資源監(jiān)測;應(yīng)用

水文水資源監(jiān)測工作開展的主要目的是為了應(yīng)對(duì)，當(dāng)前世界性水資源緊缺以及各地區(qū)面臨的水資源污染現(xiàn)象。將GPS技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)測工作中，能夠?yàn)樗Y源的保護(hù)以及水資源的合理應(yīng)用提供有效依據(jù)。傳統(tǒng)的水文水資源監(jiān)測技術(shù)對(duì)工作人員而言，工作強(qiáng)度過大，且監(jiān)測正確率較低、監(jiān)測效率較慢，會(huì)在關(guān)鍵時(shí)刻影響泉水資源相關(guān)部門決策。GPS手機(jī)的使用能夠在監(jiān)測過程中，針對(duì)水文水資源的情形成完整的圖像，實(shí)時(shí)監(jiān)測水文水資源的變化情況。

一、GPS技術(shù)的技術(shù)原理與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）技術(shù)原理

GPS技術(shù)作為全球性精準(zhǔn)定位技術(shù)，能夠?qū)ｊ懣斩喾降攸c(diǎn)進(jìn)行信息定位與采集。隨著GPS技術(shù)的推廣，該技術(shù)憑借著全自動(dòng)、精確、低經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)已在我國多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。GPS最常見的應(yīng)用區(qū)域有地質(zhì)勘探、工程數(shù)據(jù)測量等等。除此之外，GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測工作中也發(fā)揮著不容忽視的價(jià)值。GPS技術(shù)在監(jiān)測工作中并非單獨(dú)應(yīng)用，而是與RTK技術(shù)相互配合，兩者相互配合能對(duì)地表水信息、地下水信息、河流湖泊等的水位變化展開實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集，為相關(guān)部門以及人員的決策提供準(zhǔn)確依據(jù)[1]。

（二）應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

GPS技術(shù)能夠互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，為水文水資源監(jiān)測工作提供實(shí)時(shí)定位以及實(shí)時(shí)更新。GPS技術(shù)通過設(shè)備收集了當(dāng)?shù)貐^(qū)域性的水文水資源信息后，通過互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)將其傳輸給監(jiān)測部門的設(shè)備，計(jì)算機(jī)則會(huì)根據(jù)設(shè)備提供的信息實(shí)時(shí)計(jì)算與更新圖像。由此可見，GPS技術(shù)的應(yīng)用讓水文水資源監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化與智能化特點(diǎn)，對(duì)相關(guān)工作人員減少了諸多工作量，對(duì)水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)而言，極大提高了其精準(zhǔn)度。

第一，GPS技術(shù)能夠全天24小時(shí)不間斷地為監(jiān)測部門提供水文監(jiān)測數(shù)據(jù)，而且還能實(shí)現(xiàn)多角度、多方位的監(jiān)測。第二，GPS技術(shù)能夠?yàn)橄嚓P(guān)監(jiān)測人員提供準(zhǔn)確定位，誤差不超過0.002%。第三，GPS技術(shù)監(jiān)測所消耗的時(shí)間極短，與傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)相比，極大程度縮短了水文水資源監(jiān)測時(shí)間，提高了監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測質(zhì)量。第四，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，GPS技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)在持續(xù)性創(chuàng)新與變化中，相關(guān)設(shè)備的使用與操作方法也變得更加簡單與便捷。工作人員在使用GPS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測時(shí)，只需將相關(guān)儀器和設(shè)備放置到相關(guān)位置并調(diào)好天線，監(jiān)測部門能實(shí)時(shí)接收到來自布點(diǎn)位置儀器的數(shù)據(jù)信息。

二、GPS技術(shù)的布點(diǎn)特征

若想實(shí)現(xiàn)對(duì)水文水資源信息的監(jiān)測，應(yīng)當(dāng)選擇準(zhǔn)確且具代表性的布點(diǎn)位置，確保布點(diǎn)位置能讓GPS技術(shù)快速判斷水文水資源的變動(dòng)狀況。以河面為例，水文水資源的布點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在主流與干流的交匯處，交匯處的布點(diǎn)數(shù)據(jù)能夠更好的反映河流變動(dòng)狀況以及河流的遷移特征。主流與支流有著不同的流動(dòng)規(guī)律、污染狀況，GPS技術(shù)利用設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸回監(jiān)測部門后，會(huì)用專業(yè)設(shè)備以及專業(yè)公式對(duì)數(shù)據(jù)展開分析。計(jì)算機(jī)憑借強(qiáng)大的計(jì)算能力，能將數(shù)據(jù)的計(jì)算誤差控制在最小范圍內(nèi)，全面監(jiān)控區(qū)域內(nèi)水資源的水系變動(dòng)情況、地下水情況、污染情況等等各類信息。與此同時(shí)也能在這些信息中選出最具代表性的水文水資源信息采集點(diǎn)，提高采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

三、GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測中的具體應(yīng)用

（一）水位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與傳輸

GPS技術(shù)在水文測量過程中發(fā)揮著巨大作用，該技術(shù)能有效提高水位測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如今我和工作人員為了進(jìn)一步提高水文水資源監(jiān)測工作中水位數(shù)據(jù)采集信息的準(zhǔn)確性，根據(jù)濾波算法制作出濾波模型，將其以軟件的形式植入到GPS設(shè)備中。工作人員可以借助GPS設(shè)備實(shí)時(shí)觀察與更新水文水資源監(jiān)測信息，了解當(dāng)前的水位變動(dòng)情況。水文變動(dòng)數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)GPS設(shè)備以及互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的計(jì)算設(shè)備中，監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容、頻率、間隔時(shí)間。

（二）實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)變化

經(jīng)濟(jì)發(fā)展已然成為我國社會(huì)發(fā)展的頭等重事，但受到傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念的影響，部分地區(qū)仍舊遵循錯(cuò)誤的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，例如要經(jīng)濟(jì)不要生態(tài)。以犧牲生態(tài)環(huán)境的方式推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，將會(huì)對(duì)社會(huì)的可持續(xù)性造成嚴(yán)重限制。許多地區(qū)以工廠推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但工廠廢水以及工廠污水的處理卻未提前做好規(guī)劃，未經(jīng)處理過的工廠廢水和工廠污水直接排入河流中，會(huì)對(duì)河流的生態(tài)環(huán)境造成破壞與影響。河流生態(tài)環(huán)境不僅會(huì)影響當(dāng)?shù)氐闹参锷L狀態(tài)，還會(huì)對(duì)居民的日常生活用水產(chǎn)生威脅。將GPS技術(shù)應(yīng)用到水文水資源監(jiān)測工作中，能有效提升工作人員的水質(zhì)凈化管理工作效率[2]。例如，工作人員可以通過GPS技術(shù)實(shí)時(shí)定位采集點(diǎn)，而后根據(jù)采集點(diǎn)傳輸回的數(shù)據(jù)信息，將其繪制成直觀圖，為水質(zhì)凈化以及水資源管理提供決策依據(jù)。

（三）監(jiān)測河流流速變化

我國地域極為寬廣，但就絕大多數(shù)地區(qū)而言，夏季降雨概率比冬季降雨概率高。許多地區(qū)會(huì)在夏季降雨時(shí)期出現(xiàn)流量急速增大，流速加快的情況，嚴(yán)重者會(huì)引發(fā)泥石流、洪水等自然災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)情況下通常采用基線輻射桿六分儀夾角定位法檢測河流的流速、水流量。但這種方式極易受到周圍環(huán)境以及障礙物的影響，一旦障礙物增多或環(huán)境變動(dòng)，數(shù)據(jù)檢測的精準(zhǔn)性會(huì)受到直接干擾。將GPS技術(shù)應(yīng)用的流速監(jiān)測過程中能有效解決監(jiān)測數(shù)據(jù)受周圍環(huán)境影響這一問題。GPS技術(shù)主要依靠衛(wèi)星進(jìn)行精準(zhǔn)定位以及數(shù)據(jù)信息收集，完全不受障礙物以及周圍環(huán)境的影響，能快速高效的監(jiān)測當(dāng)?shù)睾恿髁魉佟?/p>

（四）洪水調(diào)度

我國南方地區(qū)夏季經(jīng)常受到洪水的影響，因此南方地區(qū)極為重視水資源災(zāi)害監(jiān)測工作。將GPS技術(shù)應(yīng)用到水資源災(zāi)害監(jiān)測工作中，并以此為基礎(chǔ)建立完整的防洪系統(tǒng)，有效對(duì)各地區(qū)的洪水自然災(zāi)害提前做好準(zhǔn)備。GPS技術(shù)能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐乃Y源展開實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦水位超過警戒線，會(huì)立即發(fā)出洪水預(yù)警。相關(guān)部門則利用提前制定的災(zāi)民轉(zhuǎn)移體系帶領(lǐng)當(dāng)?shù)鼐用耖_展調(diào)動(dòng)。此外，人們還能應(yīng)用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)洪水等水資源災(zāi)害的防范，降低各種災(zāi)害對(duì)人民造成的影響。

（五）未來具體應(yīng)用

我國各地區(qū)每年因水資源災(zāi)害所造成的損失不計(jì)其數(shù)，合理應(yīng)用GPS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)厮沫h(huán)境、地下水條件、土壤條件，等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測。且在未來的發(fā)展過程中，GPS技術(shù)還會(huì)與GIS地理信息技術(shù)與RS遙感技術(shù)相結(jié)合，共同應(yīng)用探索GPS技術(shù)以及各種技術(shù)的應(yīng)用寬廣性，實(shí)現(xiàn)資源信息共享，為各地區(qū)做出更好的水資源監(jiān)測以及水資源預(yù)警。

四、結(jié)語

綜上所述，GPS的應(yīng)用范圍十分寬廣，且將其應(yīng)用到監(jiān)測工作中有效推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。實(shí)時(shí)利用GPS技術(shù)觀察水文水資源的變動(dòng)情況，能幫助多數(shù)地區(qū)避免洪水等回當(dāng)?shù)鼐用裨斐缮?cái)產(chǎn)安全威脅的地質(zhì)災(zāi)害。就我國當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀而言，GPS技術(shù)的應(yīng)用尚不完全。為了更好的提高水文水資源監(jiān)測效果，我國要向發(fā)達(dá)地區(qū)學(xué)習(xí)，吸收國外的監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)以及監(jiān)測技術(shù)，充分發(fā)揮GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，讓其在水文水資源監(jiān)測工作中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]田瀛莉.GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測方面的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2021（19）：7-8.

[2]董曉兵.新時(shí)代GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測中的應(yīng)用[J].河南科技，2021，40（12）：52-54.