ArcGIS在水下地形測量內業處理中的應用

楊慧

摘 要:在現代施工測量工作中,先進的設備使得測量的精度有很大提高,速度加快,特別是在水下地形測量中獲得數據量非常龐大,內業處理的工作量也非常大,運用ArcGIS軟件可以比較快速的完成內業處理,并能達到較好的效果。

關鍵詞:水下地形測量ArcGIS

中圖分類號:P208 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(b)-0019-01

1概述

隨著經濟社會的快速發展,信息社會的到來,信息化水平的迅速提高,人們每天都要面對大量的信息,面對這些信息,都需要根據自己的需要進行整理和編輯,以實現自己的目標,對于各種地形圖的成果質量要求也在不斷提高,新的測量儀器、技術在測量中的廣泛應用,野外作業時采集的數據越來越多,面對越來越多的數據信息,在加工過程中需要對數據進行合理性檢查,在數據正確的情況下,對于生成的圖形要求整齊、美觀,特別是在水下地形測量中,由于航行的測船在施工作業過程中受風浪、流速、轉彎的影響,往往不能按照事先設定的航線走,使得測到的點交錯、雜亂,在展點后得到的水下地形圖同樣不整齊,這樣就需要對測量數據進行必要加工處理,來滿足不同用戶的需要。

1.1 ArcGIS簡介

地理信息系統(Geographic Information System,簡稱GIS)是在計算機軟硬件支持下,對整個或部分地球表層空間中的有關地理分布數據進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的新學科,由ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing三個模塊組成,增強了提供給制圖人員的工具,可以讀取、編輯各種地圖要素,來實現對地圖的繪制和編輯。

1.2 測深儀簡介

測深儀的工作原理是利用換能器在水中發出聲波,當聲波到達河底而反射,根據聲波傳播速度和往返的時間,就可以求得換能器與河底之間的距離即水深。

1.3 RTK技術簡介

RTK測量系統是GPS測量技術與數據傳輸技術構成的組合系統,RTK定位技術是基于載波相位觀測的實時動態定位技術,系統主要由基準站、流動站、數據通訊系統三部分組成,它能實時地獲得測站點在特定坐標系中的三維坐標。測量精度達到厘米級。在江蘇省范圍內已經建立一個高時空分辨率、高精度、全覆蓋的全球導航衛星系統,即通常所說的網絡RTK,使得測量的效率更高、作業距離更大。

2外業數據采集

2.1 基本情況

善后河所在流域屬暖溫帶半濕潤季風氣候,降水量年際變化大,最大年降水量是最小年降水量的2倍以上。降水量年內分配不均勻,70%左右的降水量集中在6～9月份,枯期降水量所占比重較小。善后河匯集沭陽縣、灌云縣、市區洪水、向東通過善后新閘流入黃海。善后河系人工開挖,連云港境內河道長約50km,本次測量長度為4km,寬約300m。河段順直,斷面規則,兩岸為粘土,河道水質良好,水流平穩,無分流。

2.2 水文特征值

通過對該站1954年至2010年實測水位資料統計分析,得出該站水文特征值見表1。

2.3 測區位置

測區位于東經119°15′25″、北緯34°27′48″,屬淮河流域沂河水系,善后河與鹽河交匯處。距板浦鎮南約1.0km,交通比較方便,行政隸屬連云港市海州區。

2.4 儀器設備

本次測量使用的GPS為由美國Trimble公司生產的5700一套。中海達公司生產的HD-27T測深儀一臺套。

2.5 測深儀數據采集

測區周圍搜集到4個江蘇省C級網點,沿河道左右共布設了3個E級GPS靜態點。用CORS到E級點上實測WGS84坐標,對測區的坐標進行轉換,以滿足工程設計的需要。

將GPS安裝在換能器的正上方,使得GPS天線和換能器的平面位置一致。然后啟動GPS接收機并連接上CORS,在獲得固定解后即可進行水下地形測量。測量船根據已經調入的計劃線航行,這樣在船行駛的航線就是采集水深過程,每個點的高程就可以獲得,水下地形的成圖數據采集就完成了,在采集過程中應注意換能器不能被雜草纏繞,避免發生數據錯誤。

3內業數據整理

在外業測量時,由于受雜草等漂浮物的影響,使得換能器發出的信號出現錯誤,所測水深與實際情況不符,應剔除。將外業測得的數據用測深儀隨機攜帶的數據處理軟件轉換成河底高程,在檢查確認無誤后,使用ArcGIS9.0軟件,根據測到的水下地形高程點進行等深線的繪制,生成地形圖,由于在數據采集過程中,船在航行過程中受風向、流向影響以及轉彎時不能按照先預定的航線航行,使得收集到的數據在水下地形圖中很亂,使用該軟件繪制等深線,等深線生成后,在地形圖上進行繪制等距的縱、橫線(按照規范要求),然后摘取交叉點的高程點數據,這個高程點數據是根據水下測量中的實際數據使用三角網插補得來的,可以真實反應地形情況,與等深線相匹配。關上原來測量數據圖層,這樣在圖上看到的都是整齊的高程點,使得地形圖看起來整齊、清楚。

4感受

(1)以前在地形測量中軟件中,各單位、個人常用的軟件是南方CASS6.0軟件,根據測量要求就可以繪制等深線,但圖形不整齊,以往的方法是人工調整、刪除、鏡像。這樣往往與等深線不一致。(2)對于以前使用南方CASS6.0軟件做出的水下地形圖,同樣可以對圖形進行處理,方法是打開ArcGIS9.0軟件調入地形圖,采用上述方法同樣可以對圖形編輯得到同樣效果的水下地形圖。(3)在地行圖中還可以編輯各種地理信息、水文信息、人口信息等各種需要統計的信息,在你需要的圖形中作出指令就可以得到你需要的信息數據。

參考文獻

[1] 湯國安,楊昕.ArcGIS地理信息系統空間分析實驗教程[M].科學出版社.

[2] 高斌,吳向陽,劉娟.GPS在水下地形測量工程中的應用[J].測繪科學,2009(S2).