淺談3S技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用

李琳

江西省水利工程監(jiān)理有限公司 江西南昌 330000

1 3S技術(shù)包含的具體內(nèi)容

1.1 3S技術(shù)中的遙感技術(shù)

遙感的英文是R emote Sensing，remote 就是遙遠(yuǎn)的意思，sensing 是感覺、感受、觸感的意思，所以遙感就是在很遠(yuǎn)的距離下也能感受到，并且是在不接觸的情況下，簡稱R S。遙感技術(shù)是一門綜合性技術(shù)，為現(xiàn)代前沿科學(xué)技術(shù)之一，具有很多優(yōu)勢。遙感的物理基礎(chǔ)是電磁波，每一種物體對電磁波的反射情況不同，正是由于每個(gè)物體這樣的特性使得能夠通過測量反射率來得知物體的具體信息。遙感的數(shù)據(jù)來源有 4種，分別是航空遙感、Landsat系列衛(wèi)星、SPOT 系列衛(wèi)星、和雷達(dá)遙感。信息源、信息獲取、信息處理、信息應(yīng)用四部分組成遙感技術(shù)裝備。信息源就是要進(jìn)行測量的目標(biāo)物體。信息獲取就是用一種裝備來接受并記錄目標(biāo)物體電磁波特性的一個(gè)探測過程[1]。

1.2 3S技術(shù)中的地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)，英文全稱是 Geographic Information System 或 Geo －Information system，簡稱 GIS。地理信息，就是地球表面和空間中的各種信息，比如山川河流的分布，城鎮(zhèn)人口的特點(diǎn)，大氣層流的變化等。地理信息系統(tǒng)就是將這些信息進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。這樣的一個(gè)系統(tǒng)肯定離不開計(jì)算機(jī)的支持，還需要地圖學(xué)提供基本的地理信息，所以又是一門綜合性的學(xué)科，被應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。通過對地理信息采集、儲(chǔ)存、管理，形成了一個(gè)巨大的數(shù)據(jù)庫，可以提供查詢服務(wù)，比如，你將經(jīng)度、緯度輸入，計(jì)算機(jī)就會(huì)顯示這一點(diǎn)及附近的地理特征信息。而通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)算、分析，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測功能，例如，將某條河流近幾年的流量狀況和天氣情況輸入，可以預(yù)測未來幾年流量變化，威尼斯將在幾十年后消失的結(jié)論就運(yùn)用到了這項(xiàng)技術(shù)。如果將遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)結(jié)合，通過顯示和描述功能，可以在計(jì)算機(jī)上展現(xiàn)出更真實(shí)、更具體的圖像。

2 3S技術(shù)在水利工程測量的具體應(yīng)用

2.1 GIS在水利工程測量中的具體應(yīng)用

目前對于GIS技術(shù)，主要是借助地理信息處理能力來對河道的具體環(huán)境和水文特征進(jìn)行遠(yuǎn)程準(zhǔn)確測量，通過人工建立的測量標(biāo)桿以及對于河道的長度、寬度、河堤高度、彎曲程度等因素的數(shù)據(jù)記錄，讓水利工程施工方在建設(shè)水利工程時(shí)可以對河道進(jìn)行全方位的了解，有利于人們對該水利工程所在區(qū)域的河道進(jìn)行蓄水能力和蓄水量的預(yù)測和評估，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防洪抗洪工作的提前預(yù)警與應(yīng)急方案的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備。除此之外，GIS技術(shù)還可以獲取河道的橫截面和沖淤情況的動(dòng)態(tài)圖信息分析。

2.2 RS在水利工程測量中的具體應(yīng)用

RS技術(shù)對水利工程測量也起著無法替代的作用，RS技術(shù)有利于對圖形監(jiān)測、動(dòng)態(tài)監(jiān)測和水深監(jiān)測進(jìn)行有利支撐。遙感監(jiān)測的主要特點(diǎn)就是將圖像信息更加形象具體，讓人們從感知上更加便于理解。一方面通過遙感遠(yuǎn)程成像技術(shù)獲取信息，借助計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理與分析功能，將信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化、銳化、分類，進(jìn)而將處理后的信息傳輸?shù)紾IS系統(tǒng)。利用遙感技術(shù)對水利工程信息的測量，有效地降低了實(shí)地檢測的危險(xiǎn)性和不確定性，增強(qiáng)了測試數(shù)據(jù)的可靠性，即排除環(huán)境和人為因素對測試數(shù)據(jù)的干擾[2]。

3 工程實(shí)例示范

以某水庫工程土地勘測定界調(diào)查工作為例，利用ArcGIS軟件融合0.1m無人機(jī)航拍影像圖、實(shí)測1∶2000地形圖和1∶10000土地利用現(xiàn)狀圖，采用3S技術(shù)對土地調(diào)查過程中建設(shè)用地的變化地塊、山區(qū)性農(nóng)用地中難判別的模糊地類進(jìn)行了判別，并建立了項(xiàng)目用地?cái)?shù)據(jù)庫。

圖1a為當(dāng)年的遙感衛(wèi)星影像，圖1b為調(diào)查前期無人機(jī)的航拍影像，通過對比可知，建設(shè)用地中變化地塊絕大部分為藍(lán)色簡易棚，經(jīng)實(shí)地核查為搶建性建筑。無人機(jī)航拍影像圖更精準(zhǔn)地確定了變化圖斑的具體位置，再通過網(wǎng)絡(luò)RTK實(shí)地采集變化邊界線，并在ArcGIS軟件上錄入變化屬性信息，為后續(xù)政策處理提供決策依據(jù)。

圖1 建設(shè)用地的變化地塊

圖2中兩張影像均坐落于水庫淹沒區(qū)山林上。圖2b中可通過比較地類間的形狀、大小、密集度、色彩等信息，較準(zhǔn)確地預(yù)判該林地區(qū)域存在的其他非林地地類。實(shí)地核查表明，圖2b中區(qū)塊1為園地，區(qū)塊2為耕地。

圖2 難判別的模糊地類

4 結(jié)語

總之，由遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)組成的3S技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，其在水利工程測量中的應(yīng)用已經(jīng)越來越成熟，已經(jīng)慢慢取代傳統(tǒng)方式，但是很多的工作還需要大量的人力來完成，還需要進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展。將來3S技術(shù)的發(fā)展會(huì)越來越快，越來越全面，應(yīng)用范圍越來越廣，使更多的工作變得簡單。