現代3S技術在水利工程測量中的應用探討

張濤

摘 要：現代3S技術主要由地理信息系統、遙感系統以及全球定位系統組建而成。充分結合了計算機、導航、衛星、傳感器以及空間等各種技術，屬于一種高端測量技術，應用價值相對較高，可為工程提供精準、有效的測量數據作為支持。鑒于此，本文將針對水利工程測量中現代3S技術的具體應用展開探討，僅供參考。

關鍵詞：現代3S技術;水利工程測量;應用

中圖分類號：TV82? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2022）01-0087-03

0 引言

在信息技術不發達的年代，水利工程的前期施工測量都是靠人工親自進行測量，由于水利施工現場水流湍急，一般無法進行準確的測量，大多都只能通過初步判斷后，進行粗略的施工，再進一步進行測量，并再次施工，十分麻煩。隨著現代高科技和技術人員的不斷努力，方方面面都運用到了科技信息化技術，3S測繪技術在現代水利工程中起到了重要的作用。

1 水利工程測量中應用3S技術的重要性

第一，測繪準確率高。工程施工建設對測繪精準度的要求一直很高，唯有測繪精準度滿足施工建設的要求，才可以為工程順利施工提供有利的條件。為了能夠準確施工，可以將3S測繪技術廣泛應用在施工建設中。利用該技術測量的工程數據，不僅可以保證數據測量的精準度，深入分析工程數據，而且和人工測繪方法相比，3S測繪技術可以防止人工測繪產生的誤差，在一定程度上提升了數據測繪的準確度，從而為工程的實行提供根據。第二，數據保持完整。3S測繪技術能夠加快工程數據存儲工作的完成進度，迅速存儲有關數據，和人工存儲方法相比，大幅度提升了數據的存儲效率。同時，3S測繪技術能夠把數據存儲應用于計算機終端中，再借助計算機實施分析和整理數據，進而使工程測繪速度有了明顯的加快。第三，提升精確度[1]。在工程施工過程中運用3S測繪技術，可以使測繪工程的準確度得到有效保障。計算機技術與其他新型技術的整合運用，和以往測繪技術對比，該技術的使用更為簡單、便捷。近年來隨著科學技術的不斷進步與發展，將3S測繪技術應用到工程測量的各個環節，不僅能夠減少人工失誤，還可以使工程測繪的準確度得到進一步提高。

2? 3S技術概述

3S技術由GIS技術、GPS定位系統、RS技術組成，三者的結合很好地改善了水利工程測量的技術性弱點，且實現了空間中部分數據的收集和處理，在世界很多工程中都使用。相比于以往的測繪技術相比，從人工成本和時間上都得到了大大的縮短，且不受一些惡劣環境和天氣因素，受到廣泛應用。

2.1 地理信息系統簡介

地理信息系統簡稱GIS，顧名思義，其包含了地表上空間中的一些資料信息，下至一些森林江河分布信息，或者某一個地區的人口建筑分布，上到大氣云層流向變化等。地理信息系統將這些信息進行收集儲存，并且經過一系列操作將信息傳導到使用者的手中。地理信息系統依靠計算機和基礎地理的支持，形成了以地理信息為主的學科，被廣泛應用。而且，經過經計算機的演算技術，可以進行一定范圍內的科學性預測，現代的很多關于海平面沉降，冰山融化等都是通過地理信息技術預測的。而且通過計算機的顯示技術，將難以理解的數據信息轉化成通俗易懂的圖像，從而能夠較為直觀的預測到水利工程的未來變化，改善水利工程施工的效率。

2.2 遙感技術簡介

遙感技術簡稱RS技術，在水利工程測量的3S技術中承擔信息數據處理的應用載體功能。遙感技術通過對數據信息的采集獲取處理應用對相應的物體進行測量的。其主要原理是通過太陽或其他物體的電磁波對地表物體反射情況不同，而能夠獲取的不同物體的具體信息并通過計算機對信息分析處理（如圖1）。而相比與以往的工程測量需要按期進行監測，遙感技術可以實時進行分析監控，并且具有監測，預警等功能。為后期的水利工程測量和施工提供了充分且具體的數據。

2.3全球定位系統簡介

全球定位系統，簡稱GPS，是現代人們的生活最熟悉的應用系統之一，也是3S技術的最重要的部分之一。其原理是借助地球衛星對某個位置上的一個點進行定位，并明確了其精準的坐標位置（如圖2）。在圍繞地球的24顆衛星中，通過不同的排布方式，而實現每個時刻都可以有四個以上的衛星對地區進行全覆蓋，并提供相應的位置信息。地面也是由多個基站和一個總站組成，對衛星傳回的位置和其他信息進行處理分析，并且匯總到主站，生成一些具體的指令和信息，主站再通過總控制臺傳回衛星，形成一個完整的信息鏈。

3在水利工程測量中3S技術的應用優勢

3.1測繪準確率高

在測繪工作開展中，工程施工建設對精準度有著較高的要求，只有提升測繪精準度，才能保障工程項目的順利開展，滿足施工建設的需求。在水利工程建設中，通過應用3S測繪技術，不但有利于對數據測量精準度的提升，還可以對獲取的工程數據深入分析，3S技術與人工測繪方式完全不同，可以有效彌補傳統測繪中的不足，降低人工測繪產生的誤差，全面提升水利工程測量效率與質量，使測繪準確度愈來愈高。

3.2數據保持完整

3S測繪技術可以大量存儲工程數據，推動工程數據存儲工作的快速完成，是人工存儲方法無法比擬的，既有利于相關數據分析工作的開展，還能提升數據存儲效率。3S測繪技術能在計算機終端中存儲相關數據，并基于此，在計算機中實現對數據的整理分析，不僅能夠保障工程測繪工作的順利開展，還能進一步加快工程測繪效率。

3.3提升精確度

在水利工程中運用3S測繪技術，可以使測繪工程的準確度得到有效保障。計算機技術與其他新型技術進行整合，和以往測繪技術對比，該技術更加準備、便捷。隨著3S技術的不斷進步與發展，將3S技術應用到工程測量的各個環節，能夠減少人工失誤，可以使工程測繪的準確度得到進一步提高。

4水利工程中3S技術的實際應用

4.1 GPS技術的應用

4.1.1在戶外利用GPS采集數據

水利工程多在室外環境中開展，在施工之前，要將地質、地形、水流、氣候等各方面因素考慮在內，并根據工程特點來安裝測量站點，為GPS技術的應用創造良好的前提條件。在測量站點安裝時，要盡可能選擇視野開闊、地形較為突出的地區，提升其穩定性，以免因地質運動而對站點帶來影響。在安裝完畢后可適當進行人工加固，清理周圍渣土、雜草等干擾物，從而充分發揮出GPS的應用價值[2]。此外，為了讓信號接收能夠更順利地進行，還應準備信號接收機，從而提升測量數據的精確性。在水平測量階段，可利用計算機系統將每個測量站點聯系起來，避免“孤立”。

4.1.2在內業計算中應用GPS

內業計算主要有GPS網平差和基線解算。前者對技術要求并不高，只需要利用計算機即可獲取相關信息，和傳統測量工作相比，工作效率得到了大幅度提升。而后者對GPS系統的依賴性比較強，在設備接收到信號之后，要將信號錄入到計算機中進行轉化和解算，從而生成計算機語言，并對最終數據進行分析，從而盡可能減少誤差。

4.1.3 GPS在布網工作中的應用

水利工程的布網連接有多種不同的方案，邊式、點式、網式應該根據工程實際情況合理進行選擇。布網多以六邊形為主，可保證測量數據的精確性。對于大規模的水利工程而言，可視情況設置更多的網點，且和邊式、點式相比，網式的信號強度要更高，抗干擾能力更強。

4.1.4在水下地形測量中的應用

水下地形測量是水利工程測量中的重要環節之一，通常來說水下測量工作難度大，傳統測量方式難以獲取精確信息，而GPS技術的應用就能夠有效解決這一問題。通常會將RTK技術、計算機、探測儀等相結合，先使用探測儀來獲取水下地形的相關信息，隨后將數據傳輸到計算機中，經過處理分析后可轉化為水下地圖。這種方式能夠將水下情況更為直觀的展現在測量人員面前，讓有關人員更好的繪制設計圖紙，為后續工程的順利開展奠定堅實基礎。

4.2遙感技術的應用

遙感技術也被稱之為RS技術。對工程進行實際測量過程中，運用空中遙感器可以更好的探測到地面物質性質，眾所周知，由于物體的類型不同，所產出的波譜響應也存在一定差異性，由此這種技術就是運用此原理對地面物體進行更合理且準確的識別。如果在水利工程測量當中科學運用這種技術能夠進行航空等層次不一樣的遙感，基于此，還能形成地球環境觀測網，能夠對實地開展大范圍的觀測，因此可以獲得非常多的相關數據，更有利于促進水利工程測量工作順利進行。對于這種技術而言，其具備非常多的優點，例如，適用性和時效性都非常強，綜合牽涉面很廣等。除此之外，將這種技術作為基礎，還能為實時更新圖形提供有力支撐。從實際情況來看，這種技術如今已經大量運用在水文以及資源等各方面，對地形圖進行測繪過程中運用航空遙感的作用很難被代替。

4.3 GIS技術的應用

GIS是通過分析地理空間模型來獲取相關空間地理信息，并詳細標注相關數據信息，為畫圖人員提供數據支持，屬于一種對地理實施信息化處理的系統。測量人員一般是運用RS系統查詢GPS提供的定位遙感信息，并詳細標注其中的幾何信息，以此來實現對測繪地理信息數據的科學分類。在信息存儲期間，通過對GIS空間動態模型的構建，能將地理數據分析圖更直觀的展現給設計人員，使其準確掌握地層結構，為水利水電工程的合理化設計奠定基礎。針對收集到的信息實施量化控制動態處理，還可以為項目決策提供依據，項目負責人只需利用得到的反饋信息，就能準確把握工程數據，從源頭上控制工程風險。同時，運用公式來進一步分析測量中得到的數據，在詳細梳理這些基礎數據后，明確最終數據值并入庫備案，為日后項目決策和城市規劃提供數據參考。在運用空三加密技術時，要由多名作業人員提供實時的外業數據，結合這些外業數據，內業人員開始進行加密工作，以此來獲取到準確的加密點高程值與平面位置測量方式。

5結語

隨著科學技術的發展，水利工程測量技術也在不斷的升級，而3S技術應用的高效簡潔性確保其在短時間內很難被超越。而近些年來，隨著水利工程的建設規模的增長，使得在進行3S技術操作時也提出了更高的要求。雖然3S技術才剛剛起步，但已經受到廣泛的關注。這也推動了3S技術的不斷革新與發展。

參考文獻

[1] 于思博.數字化測繪技術在水利工程測量中的應用探討[J].黑龍江水利科技，2018，46（11）：128-129.

[2] 張逸仙.數字化測繪技術在水利工程測量中的應用[J].中華建設，2016（12）：136-137.

Discussion on Application of Modern 3S Technology in Water Conservancy Engineering Survey

ZHANG Tao

（Suzhou City Surveying and Mapping Design and Research Institute Co.， Ltd.， Suzhou? Anhui? 234000）

Abstract： Modern 3S technology is mainly composed of geographic information system， remote sensing system and global positioning system. It is a high-end measurement technology that fully combines various technologies such as computers， navigation， satellites， sensors， and space. It has relatively high application value and can provide accurate and effective measurement data for engineering support. In view of this， this article will discuss the specific application of modern 3S technology in water conservancy engineering survey， for reference only.

Keywords： modern 3S technology; water conservancy engineering survey; application