1、1浅谈现代 3S 技术在水利工程测量中的应用摘要:随着现代测绘新技术的出现，无论在学科理论，或在技术体系，以及应用范围上都取得了重大的发展，甚至可以说是重大的变革，从而也将彻底地改变传统测绘的方式。本文探讨研究了 3S 技术在测绘科学中的应用及其日趋成熟并广泛应用到水文测量中,河道水文测量的效率和精度有了很大程度的提高。 关键词:测绘技术；河道测量；水利工程3S 测量 中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号： 前言 当前测绘产业以“3S”技术为特征，现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境，解释一些自然现象，解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。工程测量技术服务领域主要包括：农业、
2、林业、水利、交通、城市建设等行业,随着计算机和网络技术的结合、测量仪器的数字化和智能化,使得数字化测绘技术得到了广泛的应用,3S 以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化,测量新技术的服务范围也进一步扩宽,才能更好的为社会服务。2一、现代测绘新技术（3S）的发展概况 1 全球定位系统技术（GPS）的发展 随着 GPS 系统的不断创新改进，硬、软件的不断完善，GPS 的应用领域正在不断地扩宽，目前，各种体积小、精度高类型的 GPS 问世，更加方便的用于野外测量。GPS 技术作为测绘发展更新的新技术，已经成为大地测量的先进技术手段，也是最具潜力的全能型技术
3、。GPS 定位技术与常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。 2 遥感技术（RS）的发展 遥感技术包括：卫星遥感和航空遥感，其中航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实际中得到了广泛的应用，卫星遥感影像测图也取得较好的效果，运用遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已广泛的应用。航空遥感最先在军事上应用，1972 年第一颗地球资源卫星发射升空以来，很多国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波：从单波段发展到多波段、多角度、多极化；从空间维扩展到时空维；从低分辨率
4、发展到高分辨率甚至超高分辨率。 3 GIS（地理信息系统）技术的发展 地理信息系统起源于上世纪六十年代在土地和交通方面的地理信息研究。地理信息系统（GIS）作为多个学科、多种技术交叉结合的产物，GIS 的提出到现在不到 50 年的时间。特别是在与民生和经济息息相关的3行业，如商业、城市规划、物流、交通、人口普查、疾病分析等领域，GIS 技术的运用更是得到空前的发展，地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统，其发展和应用对测绘科学的发展意义重大，是测绘新技术的重大发展和跨越。 二、 3S 测量技术的应用. 1 利用遥感图像获取所需河道水文信息以遥感手段获
5、得的河道信息通过信息提取产生需要的专题图像，通过计算机的图像校正、图像增强、图像分类、图像变换及图像数据结构的转换，将遥感信息作为信息源提供给 GIS。在对遥感图像进行判读解译和相关分析之前，必须首先对遥感图像进行投影变换和几何纠正处理。为保证遥感图像与地形图保持地理几何位置的一致性，须对遥感影像进行相应的投影变换。最后将图像处理结果转换成 GIS 能够接受的数据格式。充分利用图形资料(尤其是电子地图)对非电子形式的图形资料要进行数字化，建立起矢量图形库和图像资料。以便提取高程数据以建立数字高程模型(DEM)以及对遥感图像进行几何配准和校正。产生数字高程模型后，就可以利用 GIS 软件提供的地
6、形分析功能进行等高线计算、水面面积和体积计算、冲淤量计算、坡度坡向的分析和计算等。 2 遥感动态监测遥感动态监测就是对同一区域运用不同时相的遥感图像,以获得区域变化的遥感影像。动态变化监测已成为遥感应用的一个主要方面，多时相、多种类型的传感器对同一地区进行定期或不定期的资源与环境调查。能及时、准确、宏观地反映客观情况。以多时相遥感影4像为数据源,通过重点分析最佳组合波段的选择和水体信息特征提取的图像处理方法,为遥感技术在水环境方面的研究提供一定的理论依据。同时,利用数字遥感技术实现随时间变化的水域动态监测和枯水期、丰水期的水域变化的动态监测,为防洪、抗洪、水资源合理调度、河道规划治理工作提供科
7、学依据。 3 水深遥感冲淤变化分析水深遥感是利用可见光在水体内的穿透能力，通过飞机、卫星等遥感平台，利用辐射计、摄影机等遥感设备 将水下一定深度范围内的立体单元信息按照一定的规则采集下来。再通过信息处理软件分离出可见光空透的水体厚度信息，即可获得水深。利用入水辐射强度与水深、水体浑浊度之间的关系。通过测定、处理辐射强度来量测水深。在研究河床冲淤时，常常因实测资料遗缺无法进行系统分析和比较。 4 GIS 技术在河道测量中的应用 GIS 是水文资料管理的重要工具。在GIS 中还有计算距离、曲率、表面积、周长等工具。河道演变分析主要是冲淤分析。GIS 利用 DEM 模型数据能立即计算出两冲淤监测断面
8、间的冲淤量。不仅便捷且精度大为提高。河道某断面图的绘制、某地冲淤过程的累积图等。可直接从图上提取数据并自动绘制成图。所有这些 GIS 功能对于分析河道演变的成因、了解河道演变规律都有着十分积极的意义。GIS 技术用于水下地形的冲淤变化分析比传统分析方法更加科学合理、精确度高。 三、 3S 技术在水利方面的重要价值。 5“3S”技术可以及时有效的防洪减灾，可用于灾前预测、灾中监测和灾后评估；“3S”技术防治水土流失调查预测和水土保持规划，可运用“3S”技术可以监测水蚀、风蚀等多种类型的土壤侵蚀区的侵蚀面积、数量和强度发展的动态变化。可以对水资源实时动态监测和科学管理，水资源实时动态监测在水利信息
9、化中非常重要，因为只有掌握瞬时变化的供水和需水等有关信息，才能科学、准确地进行水资源的配置及调度；“3S”技术在水利工程的勘察设计中得到了充分运用。 “3S”技术在水利工程的维护管理中也能发挥重要作用，如南水北调的选线，在 DEM 的基础上，进行地质情况分析，并结合 GIS 中的有关地质环境数据库实现合理的选线分析。在水利工程规划设计中也广泛运用“3S”技术。如在水库的规划设计中，利用 GIS 建立的库区 DEM，可以直观、快速、准确地计算出各种库容和淹没面积及开挖土石方量；结合其他 GIS 专题数据可以进行大型水库淹没区实物量、灌溉区有效灌溉面积和水库淤积量的估算。四、3S 技术在水利应用的
10、前景和展望。 在以信息化带动水利现代化的战略方针指导下，3S 在水利行业的应用在技术上已经发展并逐步成熟，而且在水利行业开始应用的主要有以下几个趋势：1 集成性：水利信息化进程中的 3S 技术在实际应用中不仅要通过数据接口将 RS、GIS、GPS 严格地、紧密地、系统地集合起来，使其成为一个更具有应用价值的大系统，往往还要跟其他的诸如 MIS 或 OA等系统紧密结合，方可满足需求。因此，3S 技术与外部系统无缝集成是6必然的发展趋势。2 以数学模型和决策分析为支撑：对于水利工作者来说，仅对图形进行简单的浏览、查询是没有太大意义的。如何要让 3S 在水利行业发挥出更大的作用，就要利用 3S 软件特有的专业分析功能。水利行业要求 3S 系统平台提供专业的分析算法和专业模型，以便对各种水利数据进行深层次的分析，使系统具有辅助决策支持功能，为有关部门提供科学的计算结果和决策依据。3 网络化：在网络技术和环境日趋成熟和完善的时代，水利部门要借助网络技术，充分利用网络资源，实现资源的共享，实现网络化。 五、结束语 综上所述,3S 技术的广泛应用,给河道、水库监测管理以及水文测量的勘测带了很大的方便。为河道水文勘测及动态监测、管理方面提供一个崭新的前景。
