淺談黃河河道斷面測深儀資料的合理刪減

劉風(fēng)學(xué) 馬驍

摘要：2012年以來，黃河下游河段利用GPSRTK技術(shù)結(jié)合測深儀技術(shù)在下游河道斷面測量中得到廣泛的應(yīng)用，本文以實(shí)例為依據(jù)，論述測深儀在河道斷面測量應(yīng)用的一些淺見及注意事項。

關(guān)鍵詞：河道測量;測深儀;資料處理

1.??? 測深儀概述

海洋聲學(xué)儀器發(fā)展迄今為止，出現(xiàn)突飛猛進(jìn)的技術(shù)飛躍，國際上推出許多先進(jìn)的海洋聲學(xué)設(shè)備，如：多波束海底成像系統(tǒng)、側(cè)掃聲納、淺層剖面儀、水下聲標(biāo)應(yīng)答器等等，而測深儀只是聲學(xué)儀器家族中最常用的一種設(shè)備。回聲測深儀是目前國內(nèi)商品化測深儀中最先進(jìn)的測深儀。

2.??? 測量步驟

2.1? 、基準(zhǔn)站設(shè)置

GPS基站在GPS RTK模式測量中有著非常重要的作用，基站設(shè)置的正確與否，直接影響測點(diǎn)的精度和數(shù)據(jù)的正確，應(yīng)當(dāng)給予高度重視。

2.2? 流動站設(shè)置

2.2.1????? 流動站設(shè)置主要包括建立新文件、選擇相應(yīng)坐標(biāo)系統(tǒng)和參數(shù)、選擇電臺天線類型、選擇測量方式，并輸入斷面的起終點(diǎn)坐標(biāo)、高程及流動站天線高等。

2.2.2????? 流動站設(shè)置必須進(jìn)行校核，特別是有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入，要經(jīng)過校核。

3、測深儀的安裝

所謂回聲測深儀聲系統(tǒng)即是換能器及其附件，在回聲測深儀的下層裝有換能器，兩根不銹鋼連接桿管、電纜線（連結(jié)電源用）等。

4.??? 水下地形測量

4.1? RTK測量

（1）???? 待接收機(jī)設(shè)置完成后，進(jìn)行流動站的初始化，在初始化完成并穩(wěn)定后，進(jìn)行開測前的校測（校樁），在校測結(jié)果符合要求后方可進(jìn)行測量。

（2）???? 在測量過程中，如果衛(wèi)星失鎖，應(yīng)在原地等待重新初始化，初始化完成后應(yīng)繼續(xù)測量。

（3）???? 在測量過程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行校樁，保證每斷面校樁不少于一次，斷面較大或測驗(yàn)時間過長時，校樁次數(shù)不少于兩次;校樁時將校樁點(diǎn)名輸入到備注中。

4.2? 水下地形測量

（1）???? 進(jìn)行水下地形測量時，應(yīng)在每一個橫斷面上觀測水位，作為推算河底高程的依據(jù)。可以利用GPS RTK進(jìn)行水位觀測。

（2）???? GPS流動站接收機(jī)天線應(yīng)與換能器在同一垂線上，并保證GPS觀測衛(wèi)星信號的質(zhì)量指標(biāo)，如衛(wèi)星數(shù)、高度角、pdop值等。

（3）???? 根據(jù)黃河河道觀測技術(shù)規(guī)程要求，在操作手薄中調(diào)出斷面測量線，將測量船導(dǎo)航至斷面位置，按指定的間距進(jìn)行測點(diǎn)的定位與測深，并實(shí)時修正測量船的航向。

（4）???? 在船上或在陸地上工作時，工作人員應(yīng)集中精力，專心操作，及時觀察水深情況，水深變化大要及時更換調(diào)節(jié)設(shè)置。不得打鬧嬉戲，以免出錯或發(fā)生危險。

（5）???? 不同河寬，斷面測量所必需的最少測深垂線數(shù)目如表4—1所列，當(dāng)河床地形比較復(fù)雜時，應(yīng)比表列測深垂線數(shù)目適當(dāng)增多。

（6）???? 為校正記錄水深與實(shí)際水深相一致，必須用測流錘或測深扦測出實(shí)際水深來校驗(yàn)記錄器水深。若有誤差，可直接調(diào)節(jié)聲速定位鈕和吃水定位鈕，使記錄器所顯示的水深與實(shí)際水深相符，這也是進(jìn)行水溫和含鹽度對聲速的校正.

（7）???? 為了保證測深精度，必須在測深過程中進(jìn)行與實(shí)際水深的比較，并及時校正聲速。

（8）???? 、當(dāng)水深測量結(jié)束，應(yīng)及時將測深儀電源開關(guān)斷開，切斷電源，并從蓄電池組上取下電纜線。

（9）???? 、測點(diǎn)與測點(diǎn)問的間隔，應(yīng)根據(jù)航速、地形情況和記錄速度來定。一般要求在每6～10秒測一個點(diǎn)，若地形較平坦則可放寬些。

（10）?? 有別于地面測量，水下地形測量應(yīng)根據(jù)天氣、風(fēng)浪、潮汐等情況，合理安排時間，當(dāng)風(fēng)浪較大，氣候惡劣，影響人身，儀器安全時，應(yīng)停止測量。

5.??? 內(nèi)業(yè)資料處理：

按黃河下游河道數(shù)字測深技術(shù)規(guī)程要求，刪除偏離斷面線上下3 米以外的水深點(diǎn);精簡后的測點(diǎn)數(shù)目應(yīng)符合表4-1的數(shù)目要求。

5.1? 一般應(yīng)符合以下要求：

（1）???? 地形轉(zhuǎn)折點(diǎn)不得刪除。

（2）???? 兩轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間的同水深點(diǎn)可以舍去。

（3）???? 斜坡上兩轉(zhuǎn)折點(diǎn)連線上的水深點(diǎn)可以舍去。

（4）???? 精簡后的最大測點(diǎn)間距不得大于水面寬的20%。

5.2? 一般測深儀測點(diǎn)較多，資料精簡后應(yīng)保證以下原則：

（1）???? 測點(diǎn)密度應(yīng)能控制水道斷面河床地形的主要轉(zhuǎn)折點(diǎn)變化為決定前提。

（2）???? 斷面內(nèi)測點(diǎn)一般均勻分布。

（3）???? 斷面最深點(diǎn)和河底急劇轉(zhuǎn)折部分的水深必須測出。

（4）???? 串溝或獨(dú)股水流的測點(diǎn)間隔距離可與主河道相同。

6.??? 水深測量受條件影響的因素

水深測量的成果與自然條件有著密切的關(guān)系，如測深時的氣候風(fēng)浪以及水底地質(zhì)情況等的不同會直接影響測深的成果.超聲波射向不同的底質(zhì)與水深，會有不同的反射情況.在淺水地段由于回波反射力強(qiáng)，會產(chǎn)生第二次回波，甚至第三次回波。當(dāng)測量軟件上出現(xiàn)這類現(xiàn)象時，讀取深度值應(yīng)以第一次回波為準(zhǔn)。

7刪減后合理圖形

8、總結(jié)分析

根據(jù)黃河下游河道數(shù)字測深技術(shù)規(guī)程要求，應(yīng)對外業(yè)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性修正，不符合要求的數(shù)據(jù)要進(jìn)行篩選及刪除，如圖1 所示的點(diǎn)：起點(diǎn)距1213m;高程：59.03m，圖2 所示的點(diǎn)：起點(diǎn)距1368m，高程：58.88m，為不合理的數(shù)據(jù)，應(yīng)予刪除，圖3 為處理后合理的圖形。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：劉風(fēng)學(xué)（1967年 10月生人），男（漢族），山東省臨清人，大學(xué)，黃河水利委員會山東水文水資源局高級工程師，勘測一院院長，主要研究方向：黃河下游水文測驗(yàn)與研究。