水库测绘中新技术的应用分析与探讨

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年3月7期   作者:邓军红 胡著傲
[导读] 伴随着我国科技的大幅度提高,各行各业得到了快速的发展,紧随时代步伐,测绘行业也在日新月异的变革中愈发先进。
        邓军红  胡著傲
        黄河水文勘察测绘局     河南省郑州市  450045
        摘要:伴随着我国科技的大幅度提高,各行各业得到了快速的发展,紧随时代步伐,测绘行业也在日新月异的变革中愈发先进。在水库测绘工作中,伴随着测绘新技术的引入,测绘工作人员的工作强度大大降低,工作时间大幅度缩短,测绘工作效率得到有效提升,不仅如此,测绘的精度也较以往有了切实的提高。测绘新技术在水库测绘工作中的有效应用,让测绘人员可以加速测绘结论成果的分析,极大的降低了工程建设成本,对社会经济效益的大幅度提高做出了重要贡献。

关键词:水库水坝、测绘技术、应用分析
一、水库测绘新技术概述
        在水库测绘原有技术中,传统的测绘工作测绘工作时间长,测绘工作的劳动强度大,测绘外业工作量大,全站仪,测探仪,水准仪,GPS-RTK等等,是在水库测绘中经常使用到的主要几种测绘设备,水库测绘工作的难度高,人员投入量大。传统测绘工作投入大量的人力物力,因此,积极引入新技术具有重要意义。在水库测绘工作中应用的测绘新技术,主要内容应用了机载激光测探系统和北斗导航定位系统,运用无人测量船,以及水陆一体化测绘技术,其中无人测量船使用灵活,吃水浅,在浅水区域操作简单,优势明显。水路一体化测绘可以在测绘时同时测绘取得水下和陆地的地形情况。长期以来我国主要依赖国外卫星导航系统,但是随着北斗导航定位系统的使用,这种历史情况被终结了,今后随着北斗系统的不断升级完善,还将实现为人类提供厘米级的服务,这对测绘工作和全人类的科学进步,都有重要的现实意义。

二、在水库测绘中的测绘新技术实际应用
2.1机载激光测深
        机载激光探测技术属于主动探测系统,采用激光扫描测量方法,利用激光探测水深,探测范围宽、作业周期短的云密度、云点、云精度、高遥、低消耗、可操作性强等特点,作为一种新型的水深测量技术,通过传感器连接后的回波源,实现了蓝光和绿光在水体中的衰减,即透射率最小、方向性好元格蓝绿带可以探测到底元反射,机载激光测深技术不如传统的单一遥感技术,其他水深探测技术密度大于水深探测点,未来元的机载激光测深系统将变得更小、安装更便捷,以提高数据处理速度和其他方向的探测能力。

2.2无人测量船
        在水下地形测量过程中,浅水区域是测量的难点,GPS-RTK 人工水位测量在船舶受潮、进水影响时,有对仪器造成人身伤害或意外伤害的危险,船载测深仪用于测量船舶的吃水和盲区,对数据的影响是难以难以达到水域测量全覆盖。而远程智能无人测量船在水下测量中具有明显的优势,数据更安全,深度精度更好,适应江河、湖泊和水库的需要。用于湖泊、水库等水域作业元体积小、重量轻、吃水浅、易于控制,配有单波束或多波束测深仪,可在复杂地区提前安排测量作业元使用自主导航元,可通过人工作业测量船和远程无人测量船及传统的船载测深仪相比,具有全面、高效、便捷等优势,具有较好的覆盖面。远程无水位监测源采用船舶系统水下地形测量方法,在水库测绘中可以获得高精度元平面与传统的水位测量模型相比,提高了远程无人船的精度,提高了远程无人船的重量,轻浅吃水量采用无潮汐模式,不能考虑动态吃水和静态吃水的差异,远程无人船的效果较好,但仍有一些需要改进的地方,无人测量船降低了螺旋桨的抗缠绕能力,在很多个特殊的水域可以应用。



2.3北斗导航定位系统
在测绘工作应用中,导航定时和定位功能是主要应用到的两项功能,但是北斗导航定位系统还具备独特的短信通信功能,这是一个稳定可靠的全球覆盖导航系统,具有开放兼容和独立自主的特性,是中国卫星导航应用史上一个历史性的飞跃,可以实现全天候的快速定位网络。未来,伴随着北斗卫星系统的不断探索,我国民用领域也会越来越广泛的应用北斗卫星导航系统,在为我国国家安全和经济发展服务时,会有越来越多的设备引入北斗导航定位系统,对系统的产业化转型提供有力保障,同时,测绘的盲区也将越来越少,定位精度也会随着系统的应用越来越高。



2.4水陆一体化测绘技术
        在常规的测绘工作中,通常都是将水域测绘和陆地测绘分开进行,一般情况下,陆地测绘是采用全站仪和GPS-RTK,虽然测绘工作效率较低,但是测绘精度相对较高。完成陆地测绘后,在水下测图中应用船用测探仪,测绘水下情况,水下测绘结束后,将水陆地形图合并在一起完成水陆测量。目前,水陆一体化测绘技术在进行测绘作业时,主要有两种操作方法。第一种是无人艇测线自动导航法。在定位定向系统的引导下,根据提前规划好的测绘路线,无人艇通过高精度的跟踪实现测绘。第二种是水上激光、水下多波束点云实时采集。在整个测量过程中,水上激光、水下多波束点云实时采集涉及到六个坐标系,分别是激光扫描设备坐标系,无人艇坐标系,定位定向分系统坐标系,多波束测深仪坐标系,以及大地坐标系和惯性导航分系统坐标系。在进行测量工作时,多波束设备或激光扫描仪,会取得相对于测量设备坐标系的测量目标坐标值,然后利用惯性导航分系统和定位定向分系统,取得相对于WGS84坐标系下的测量设备的坐标值,通过对坐标进行转换,可以获得在WGS84坐标系中测量目标的位置坐标,还可以通过调整多波束测深仪和激光扫描设备的角度和防伪,对测量目标的位置进行测量。在测绘过程中,一大关键技术问题就是惯性导航分系统和定位定向分系统的稳定性和精准度,这两个系统在无人艇自动控制和测量采集过程中,有重要作用。未来,伴随着无人艇和无人机等先进的测绘平台的逐步深入应用,作为主要运动猜题的无人艇将是水陆一体化测量中一个重要的开发研究方向。应用水陆一体化测绘技术,为测绘工作带来了全新的作业模式,同时也提高了水陆测绘工作的效率,降低了工作人员的危险。水陆一体化测量技术技术优势明显,适用一定的范围,面临了一些技术问题,也存在着一些限制条件和不足之处,比如多波束测量设备容易受到无人艇载体引起的气泡和噪音等影响。

三、结束语
        水库测绘新技术的应用,减轻了测绘人员的劳动强度,缩短了测绘周期,快速推进远程测绘成果供应,通过结合北斗导航定位系统,应用无人测量船,采用水陆一体化技术和机载激光测深技术,水库测绘工作效率已经大幅度提高,对于工作者来说,不仅降低了劳动量,提高了员工工作幸福感,同时也有利于降低工程成本,提高远程测绘技术的社会效益和经济效益。


参考文献
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