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浅析遥感技术在水利工程建设中的应用

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：贾正宽

[导读] 摘要：随着经济和科技的快速发展，基础测绘是水工建设的基础工作，水利工程建设中的遥感技术取代了获取地形、地质、水文信息的传统人工测量手段，还结合GPS、人工智能模拟技术实现工程区三维环境时空重建，为水利工程建设提供优质、高效、精准的数据服务。

        范县黄河河务局
        摘要：随着经济和科技的快速发展，基础测绘是水工建设的基础工作，水利工程建设中的遥感技术取代了获取地形、地质、水文信息的传统人工测量手段，还结合GPS、人工智能模拟技术实现工程区三维环境时空重建，为水利工程建设提供优质、高效、精准的数据服务。
        关键词：遥感技术；水利建设；应用
        引言
        近年来，无人机在很多领域都得到了广泛应用，并发挥着越来越重要的作用。在工程测量领域对无人机技术的应用，能够为复杂环境下地面测量提供便利，获取相应地区的图像、影像等数据资料，有效提升测量工作的严谨性和科学性。
        1遥感技术的概述
        1.1定义
        遥感技术，即通过遥远的距离来对目标进行感知和勘测。利用目标自身的辐射电磁波、反射或者红外线等进行对目标的探测。是一门兴起较晚的学科，以物理学科、地理学课、空间学科以及计算机学科作为基础，将科技技术互相结合，从而研发出探测的功能。主要以传感器为物质基础，通过不同的平台与平台之间进行反射来获得信息。因其主要职能是用来勘测，遥感技术利用人造卫星、宇宙飞船等高科技技术来拓展可视范围，被广泛应用在水利工程探测中。近几年我国对遥感技术的研究逐渐深入，相关的研究内容和综合性实用性应用也在逐渐完善。
        1.2原理
        任何物体都存在反射波，物体的组成不同，周围环境也不同，同样也就存在着不同的电磁波波长，反射能力同样也不一样。遥感技术通过探知物体反射各种光所产生的电磁波来捕获信息并且进行分析和处理，从而达到远程勘测的作用。
        2遥感测绘技术的优势
        2.1提升数据的准确性
        在工程测绘中全面应用无人机遥感技术，能够对数据准确性有效提升，保证收集数据的安全性，为工程建设提供依据。无人机遥感技术的复杂性相对较高，借助不同类型的技术，特别是对数码传感技术、卫星定位技术以及无人技术的应用，能够全面提升数据收集的质量及效率，大大降低测绘误差，从而保证对数据快速收集的同时，利用高科技全面提升数据的准确性。在对无人机技术不断应用的过程中，其设计也在不断改善，应用的成熟性越来越高。无人机有较小的体积、较高的灵活性，能够很好地推动工程测绘，尤其针对复杂地区，借助无人机遥控测绘技术，能够开展详细的勘察工作，借助软件的应用，能够对数据失误、丢失情况有效避免。
        2.2提升效率
        无人机遥感测绘技术的应用，能够减少人工操作程序，有效提高工作效率，在一定程度上降低误差，短时间内对数据快速处理，不仅能够保证效率，还能够保证质量。应用无人机外部作业过程中，能够突破恶劣天气影响，同时也有较长的续航时间，从而保障测绘进度。
        2.3降低成本
        测绘作业的复杂性相对较高，应用无人机遥控测绘技术能够有效减少其成本，在一定程度上转变传统测绘方式，提升测绘工作的准确性、科学性。借助地面信息收集工作，能够为其他工作的数据来源奠定基础。在传统测绘过程中，借助载人飞机或卫星对收集数据，会产生较高的成本，且存在安全问题，很容易被恶劣天气影响。应用无人机遥感测绘技术，能够有效地降低成本。
        3遥感技术在水利工程中应用
        3.1工程区基础背景测绘：
        工程区环境背景精细测绘是水利工程建设的先导，主要摸清工程地的水文特征、地质状况、地表环境、地形地貌特点，从而为施工可行性、施工难度、工程损耗等的估算提供必需资料。

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当前主要运用数字摄影测量、三维激光扫描、雷达技术结合GIS、GPS系统实现对面域的非接触、自动化、高密度测量，从而构建工程区三维环境模型。特别是激光雷达技术在地形测量中的应用，避免了野外实地ＲTK精确测量所需人力时间消耗和测点密度稀疏造成的估算误差。该技术特别适宜在偏僻、可达性低的工程区，可以解决传统测量带来的工作危险，并一定程度上减小技术人员工作强度、提高工作效率。该类遥感技术提供的测量成果能够以二维、三维呈现，还具有动态可视化功能，成为当前工程建设中基础测量的主要力量。
        3.2变形监测：
        工程体变形是工程设施安全运营的重大隐患，也是工程管理的重要内容之一。现代工程变形检测中应用的精密遥感结合GPS技术已经替代经纬仪、全站仪等传统测点手段。其排除天气和可达性影响，且各目标测点无需保持通视，经高密度像元遥感观测便能提取工程设施空间信息，通过多时相比对之后能够准确估算工程体变形、损耗、位移等信息。这些新技术的应用将多层次监测的变形数据网络化、智能化，便于动态模拟变形过程与解析变形原因，从而为工程维护提供数据支持。
        3.3水利规划与水环境治理：
        水文水资源具有时空变化特征，准确掌握其时空变化特征是水利规划的先导。而二维静态水文图形数据不便于精确计算覆水面积、水环境过程与灾害模拟、环境影响评价；特别是陈旧的图件或资料对识别水文国境、库容估计、汇流过程等均有不利影响。水利部门可以借助遥感技术提取水文的年、季、月、旬等多时相空间分布变化信息，探测河道、湖泊的深度预河床等特征，结合三维环境重建与虚拟现实游戏技术，帮助实现水利工程动态规划。水环境治理不仅能保护区域居民生产生活安全，还对水工设施的维护具有重要意义。遥感技术能够全方位观测河道、湖泊、岸滩的立体环境，识别水体质量、泥沙、渗漏、地壳活动、生物活动的分布与变化信息，经技术加工后客观而清晰反映区域水文环境现状，从而更好地帮助水利部门实施相关治理工作。
        4遥感测绘技术应用注意事项
        4.1对相关设备定期检查
        为了全面发挥无人机的优势，有效保证测绘结果，并对无人机使用效率有效提高，需要对设备监测的精准性不断优化，保证设备始终处于最佳状态。监测调试工作在应用无人机遥感测绘技术中十分重要，在正式应用设备前，相关工作人员要做好设备性能检测工作，对设备的性能优化，再开展飞行试验，针对不稳定的设备，相关的工作人员要强化相应的调试工作，对设备性能的稳定性有效保证。此外，相关工作人员还要优化日常保养工作，对通讯设备、电源系统、地面电台等方面进行定期检查，对设备安全性有效保证。
        4.2对像控电测量流程优化
        对无人机技术应用，要优化相应的流程，保证无人机遥感测绘技术的应用效果有效提升。工作人员要注意强化拍摄像控点布设工作，对其安全性、高效性有效保证，并完善优化升级工作。具体从以下3个方面入手：1）要注意监测在可控范围内，与拍摄范围的具体情况有效结合，进行相应地分析，对拍摄区域自由网效果明确，同时还要检查快速生成自由网快拼图的情况，明确是否存在偏差。2）要对像控点测量方案布设流程优化。要以目标测量范围的具体情况为基础，如地势、地形，优化控制像控点相片质量，提升收集数据的严谨性，避免对影响、数据处理的随意性，还要注意保留原始数据，从而为后续调整制图奠定良好的基础，有效保证数据的真实性。3）相关工作人员要加强数据存储工作。对于无人机拍摄而言，会出现大量数据，设备中会对相应的数据储存，需要对其中没有价值的信息有效去除，避免无用数据对新数据的影响，保证色彩效果和清晰度。
        结语
        遥感技术逐渐向着高精度、高光谱、多平台和时态化的方向发展，与此同时水利工程建设中的遥感技术应用也与时俱进，不仅取代了获取地形、地质、水文信息的传统人工测量手段，还结合GPS、人工智能模拟技术实现工程区三维环境时空重建，为水利工程建设提供优质、高效、精准的数据服务。
        参考文献：
        [1]周李乾.工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用[J].智能城市，2020，6（12）：73-74.
        [2]易应军.工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2020（8）：4376.