應(yīng)用三維遙感技術(shù)提升水庫(kù)調(diào)蓄水平的方法

馬 賢

（甘肅省甘蘭水利水電建筑設(shè)計(jì)院 甘肅 張掖 734200）

1 引言

傳統(tǒng)的水庫(kù)管理工作具有一定的滯后性，管理效果水平低下，水庫(kù)庫(kù)容曲線是整個(gè)水庫(kù)管理工作中的重要內(nèi)容和依據(jù)[1-2]。它對(duì)水庫(kù)的防洪能力、灌溉能力和發(fā)電效益的發(fā)揮具有重要的影響。在以往的水庫(kù)管理工作中，水庫(kù)的窟窿曲線精度不夠，庫(kù)容曲線的測(cè)量方法和手段相對(duì)落后，同時(shí)耗費(fèi)大量的人力，物力和財(cái)力，近些年來(lái)隨著三維遙感技術(shù)的應(yīng)用，有效的提高了水庫(kù)庫(kù)容曲線的精準(zhǔn)度和測(cè)量水平[3-4]。通過(guò)運(yùn)用遙感衛(wèi)星攝像技術(shù)可以獲取不同時(shí)期水庫(kù)的影像資料，通過(guò)技術(shù)分析和處理，對(duì)不同時(shí)期水庫(kù)的水域覆蓋面積進(jìn)行測(cè)量，利用數(shù)據(jù)分析軟件計(jì)算出水位和面積之間的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)微積分原理推算出水庫(kù)庫(kù)容曲線公式，遙感技術(shù)的應(yīng)用，確保了計(jì)算誤差在合理的范圍內(nèi)，明顯提高了水庫(kù)的調(diào)蓄運(yùn)行管理水平[5-6]，對(duì)實(shí)現(xiàn)水庫(kù)水資源的高效利用和安全管理具有重要的意義。

2 三維遙感技術(shù)在水庫(kù)管理工作中應(yīng)用特征分析

水庫(kù)在進(jìn)行蓄水工作中，通過(guò)數(shù)年的運(yùn)行不斷的積累大量的泥沙，導(dǎo)致大部分泥沙都停留在水庫(kù)內(nèi)，大量的泥沙淤積在一定的時(shí)間內(nèi)容易造成水庫(kù)庫(kù)容曲線的變化，水庫(kù)庫(kù)容曲線的變化對(duì)水庫(kù)的安全管理產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)也對(duì)水電站節(jié)能和有效的利用產(chǎn)生了一定的阻礙，影響了工作人員對(duì)水庫(kù)的科學(xué)和客觀的管理，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，廣泛的應(yīng)用和推廣先進(jìn)的信息技術(shù)，并有效的運(yùn)用在實(shí)際的水電站管理工作中，通過(guò)運(yùn)用遙感GIS技術(shù)和GPS定位技術(shù)，并結(jié)合數(shù)字探測(cè)設(shè)備對(duì)不同的水庫(kù)擴(kuò)容曲線進(jìn)行復(fù)核，并建立三圍數(shù)字模型，對(duì)水庫(kù)調(diào)蓄水平問題和具體情況進(jìn)行宏觀處理，并建立水庫(kù)上游和下游的生態(tài)平衡機(jī)制，對(duì)泥沙的淤積情況進(jìn)行模擬性分析，工作人員可以有效的掌握和了解泥沙淤積對(duì)庫(kù)容的影響，結(jié)合數(shù)據(jù)分析，制定合理的工作部署和規(guī)劃，有效的提高了水電站的發(fā)電效率，同時(shí)對(duì)水庫(kù)的具體情況實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，包括了解大壩基礎(chǔ)設(shè)施的破壞和沉降情況，通過(guò)觀測(cè)水庫(kù)的容量和壓力情況，建立三維立體模型，對(duì)水庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)和全貌進(jìn)行宏觀的把握，對(duì)實(shí)現(xiàn)水庫(kù)的安全運(yùn)行提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和決策支持。

3 三維遙感技術(shù)提升水庫(kù)調(diào)蓄水平的方法分析

3.1 制定合理的技術(shù)方案

通過(guò)有效的運(yùn)用航拍技術(shù)，GPS定位技術(shù)，三維空間立體分析技術(shù)，可以對(duì)水庫(kù)的周邊地區(qū)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和攝取，通過(guò)對(duì)攝取資料和圖像的合理分析和技術(shù)處理，最終建立二維和三維地理信息數(shù)據(jù)模型，國(guó)家相關(guān)部門利用這些技術(shù)成果和數(shù)據(jù)構(gòu)建高效的控制標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)控制和獨(dú)立控制的先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，為水庫(kù)的管理工作的效率提升提供了重要技術(shù)支持。三維遙感技術(shù)具有很高的科技含量，可以進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和獲取，同時(shí)具有一定的精準(zhǔn)度，工作效率也處在高水平，通過(guò)三維遙感技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)水庫(kù)水底平面和深度信息進(jìn)行精準(zhǔn)的掌握，通過(guò)技術(shù)處理和編輯，可以繪制水庫(kù)地形圖，根據(jù)地形圖計(jì)算出水庫(kù)的庫(kù)容情況，形成庫(kù)容曲線，并結(jié)合歷史庫(kù)容曲線進(jìn)行對(duì)比和分析，掌握了水庫(kù)淤泥情況對(duì)水庫(kù)庫(kù)容的影響情況數(shù)據(jù)，為相關(guān)水庫(kù)管理工作提供重要的技術(shù)支持。通過(guò)分析水庫(kù)運(yùn)行效率和地理信息之間的作用關(guān)系，為三維空間信息平臺(tái)的預(yù)測(cè)和管理提供數(shù)字模型。三維遙感技術(shù)具有精準(zhǔn)的航拍功能，可以對(duì)水庫(kù)的全區(qū)域數(shù)據(jù)和情況進(jìn)行獲取，通過(guò)數(shù)據(jù)分析獲得水庫(kù)水下地形和庫(kù)容曲線復(fù)合數(shù)據(jù)。確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和實(shí)時(shí)性，建立三維虛擬水庫(kù)模型，對(duì)提升水庫(kù)管理工作效率具有積極的影響。

3.2 測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度

三維遙感技術(shù)在歷年的應(yīng)用和實(shí)踐過(guò)程中，航拍數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度不斷的提升，設(shè)備性能和航拍攝像像素也在不斷提高，對(duì)水庫(kù)三維數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)工作具有重要的影響，通過(guò)遙感技術(shù)應(yīng)用，可以準(zhǔn)確獲取水庫(kù)線路距離，并確保探測(cè)誤差在115.47mm之內(nèi)。水庫(kù)水下地形測(cè)量一直是水庫(kù)測(cè)量的重要工作內(nèi)容之一，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，測(cè)深檢查線和主側(cè)線交匯處的互查范圍在0.08m～0.35m之間，同時(shí)采用不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，確保了測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

4 三維遙感技術(shù)提升水庫(kù)調(diào)蓄水平的技術(shù)創(chuàng)新分析

結(jié)合水庫(kù)淤泥量的測(cè)定方法，有效的應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量和計(jì)算，并準(zhǔn)確的定位，對(duì)水庫(kù)水下地形圖的繪制工作提供重要的數(shù)據(jù)支持，水庫(kù)三維空間運(yùn)行管理平臺(tái)的建立，需要先進(jìn)的三維遙感技術(shù)所測(cè)繪的圖像和數(shù)據(jù)作為依據(jù)，它以強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)被廣泛的應(yīng)用和推廣，有效的利用地理信息技術(shù)，全球定位系統(tǒng)和遙感技術(shù)，建立水庫(kù)仿真三維模型，對(duì)水庫(kù)的整體圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀的處理，技術(shù)人員可以準(zhǔn)確的掌握水庫(kù)水底淤泥情況，包括淤泥的具體分部位置和淤泥量的統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行水庫(kù)庫(kù)容曲線的復(fù)合，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比和分析，以及數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)和走向，為相關(guān)技術(shù)人員做出科學(xué)合理的防治決策提供重要的數(shù)據(jù)參考，并結(jié)合水庫(kù)的具體防洪能力，蓄水能力和安全性能進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)和管控，同時(shí)為水電站的正常運(yùn)行和高效運(yùn)行提供重要的信息數(shù)據(jù)保障。

水庫(kù)管理在新形勢(shì)下有了新的突破和轉(zhuǎn)變，整個(gè)管理工作需要圍繞科學(xué)管理與先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用開展，科學(xué)的測(cè)量手段使技術(shù)人員獲取準(zhǔn)確的水下地形勘測(cè)，最終實(shí)現(xiàn)水庫(kù)曲線的復(fù)合，建立三維可視化模型，對(duì)水庫(kù)相關(guān)防護(hù)手段和防護(hù)決策的制定提供重要的數(shù)據(jù)和資料，實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和管理，所以說(shuō)，新的水庫(kù)生產(chǎn)路線是提高水庫(kù)綜合整治水平的重要思路和實(shí)現(xiàn)手段。

在具體的三維遙感技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)作業(yè)方法的更大優(yōu)化和發(fā)展，眾多新的技術(shù)和設(shè)備被應(yīng)用和推廣，包括回聲探測(cè)儀器，GPS載波相位差分定位，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)和三維數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等等，這些新的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)獲取和分析處理，有效的保證了水庫(kù)庫(kù)容曲線的精度和準(zhǔn)度，水下地形圖的精準(zhǔn)程度對(duì)整個(gè)水庫(kù)庫(kù)容情況的掌握和了解具有重要的作用，隨著三維遙感技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)水庫(kù)調(diào)蓄水平的提升具有很大的推動(dòng)作用，專業(yè)的信息設(shè)備和遙感測(cè)繪技術(shù)使水庫(kù)的管理水平和管理效率得到了更大的提升。

5 結(jié)論

通過(guò)以上關(guān)于三維遙感技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)水庫(kù)調(diào)蓄水平的積極影響分析和介紹，我們了解到，水庫(kù)地下測(cè)量工作對(duì)水庫(kù)庫(kù)容的計(jì)算，庫(kù)容曲線的復(fù)合，以及后續(xù)的決策制定工作都具有決定性作用，對(duì)水庫(kù)的運(yùn)行安全和基礎(chǔ)性能都有重要的影響，采用三維遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)水庫(kù)立體化和三維可視化，滿足相關(guān)部門對(duì)水庫(kù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和管理，為相關(guān)決策的制定提供技術(shù)和數(shù)據(jù)支持，對(duì)我國(guó)水庫(kù)管理事業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展具有積極的推動(dòng)作用。