基于3S技術在河道測量研究

■鄒建廷

（湖南省航務勘察設計研究院 湖南長沙410000）

基于3S技術在河道測量研究

■鄒建廷

（湖南省航務勘察設計研究院 湖南長沙410000）

以某河道測量為例，分析了3S技術在河道測量中的應用。收集到現勢性較強的Geoeye-1遙感影像，在GIS軟件的支持下繪制1：5000比例尺數字線劃圖，然后使用CORS-RTK補測高程點并對線劃圖的精度進行檢查、CORS-RTK結合測深儀測量水深。結果表明，該方法科學合理，成圖精度可以滿足1:5000比例尺地形圖的要求。

河道測量3S精度測深儀

1　引言

河道地形測量主要包括岸上地形測量和水深測量兩部分內容。岸上地形測量一般使用CORS-RTK結合全站儀采用數字化測圖的方法測量，即滿足GNSS測量要求的區域，直接使用CORS-RTK進行碎部測量，不能滿足測量要求的區域，采用CORS-RTK布設圖根控制點，使用全站儀進行碎部測量；水深采用CORS-RTK結合測深儀的方法進行測量。

某河道測量項目，測區長約50km，寬約300m，地形復雜，成圖比例尺1:5000，時間緊，任務重，采用傳統的方法難以按時完成測量任務。經項目組討論分析，決定綜合運用3S技術進行1:5000比例尺地形圖繪制。

2　基于3　S技術的河道測量

2.1測量工作流程

以多光譜分辨率1.65m、全色分辨率0.1m的Geoeye-1遙感影像為基礎，制作測區的數字線劃圖（DLG），采用CORS-RTK補測高程，并對DLG進行補測和精度檢查；同時采用CORS-RTK與測深儀結合的方法得到水深數據，從而完成1:5000比例尺地形圖。

2.2基于Geoeye-1遙感影像的DLG制作

2.2.1基礎數據準備

主要做好以下數據準備：Geoeye-1遙感影像數據、控制點數據、DEM數據。

2.2.2幾何正射校正

利用隨圖提供的RPC數據，配合控制點與數字高程模型數據對單景基本和標準圖像做正射糾正。以像控點數據為基準，在影像圖上找出相匹配的明顯地物作為地面控制點。在進行正射校正時，應先進行全色波段數據校正，然后以校正好的全色波段數據為基準進行多光譜數據校正。地面控制點應分布均勻，影像的邊緣部分布要有控制點分布，同時在不同的高程范圍最好都有控制點。

2.2.3糾正精度

模型計算后，點位中誤差應控制在2個像素之內，部分地區的限差應在1m之內。若檢查的精度超限，則需重新回到糾正模型下，在有針對性的采集多個控制點再進行正射糾正。總體的糾正精度應滿足更新1：5000的地:形圖。

2.2.4圖像增強和影像融合

如果影像存在薄霧，需要對圖像進行增強處理。對于高空間分辨率全色波段數據，進行數據融合是必不可少的。融合后的數據既具有全色波段的高空間分辨率又擁有多光譜數據的光譜分辨率。

2.2.5數字線劃圖的制作

根據地形圖測量的要求，對居民地、水系設施、交通設施、獨立地物、管線設施、地貌土質、植被等數據按照國家基本比例尺地形圖圖式及遙感影像平面圖制作規范的要求，利用GeoWay軟件直接在糾正后的衛星遙感影像上，辨別地物的輪廓特征，然后按點、線、面矢量化，轉出后利用ArcGIS軟件進行拓撲構建、投影轉換、數據轉換等工作。

2.3CORS-RTK高程點測量及精度檢核

測量前，首先求取坐標轉換參數。轉換參數精度滿足要求后，按照大比例尺地形圖測量要求使用CORS-RTK進行高程點數據采集。同時以DLG數據為基礎，進行野外調繪，判讀DLG數據是否有遺漏及錯誤。同時選擇明顯地物點測量，驗證DLG數據的精度。由于CORS-RTK單人單機即可測量，取得固定解后測量每點只需幾秒鐘，測量效率高、儀器使用效率高，節省了工作時間和經費。

經過CORS-RTK精度檢核，采用Geoeye-1遙感影像制作的DLG數據可以滿足1:5000比例尺地形圖的平面精度要求。

2.4水深測量

目前水下地形測量多采用RTK與測深儀相結合的方法。即使用測深儀測量水深時同時使用CORS-RTK測量該點的平面坐標，組合后得到水深點的三維坐標。假設聲波在水中的傳播速度為V，聲波信號經探頭發射到水底，并由水底反射回到探頭被接收，測得聲波信號往返行程時為t，則換能器至水底的深度Z=Vt/2。

水下地形測量外業數據采集前需要按照相關規范的要求進行坐標轉換參數精度檢核、吃水校正及水深比測，各項數據無誤后方可開始測量工作。安置好基準站并調試無誤后，將將GNSS流動站安置在換能器連接桿頂端，要求GNSS信號無遮擋，通過數據線與測深儀、電腦相連。根據水面高度、吃水深度、水深及平面位置即可確定水深點的高程，再根據同一時間CORS-RTK測量得到的平面坐標，從而得到水深點的三維坐標，完成水下地形測量工作。

對于部分GNSS信號受到遮擋的水域，以CORS-RTK圖根點為起算點，采用全站儀結合測深桿（繩）的方法進行水深測量。選擇微風或無風天氣測量，測量時，尤其要注意測深桿（繩）是否豎直，保證測量成果的正確性。

3　結論

在某河道地形測量項目中，采用現勢性較強的Geoeye-1遙感影像，在GIS軟件的支持下繪制數字線劃圖，然后使用CORS-RTK補測高程點并對線劃圖的精度進行檢查、CORS-RTK結合測深儀測量水深，從而得到1：5000比例尺地形圖。該方法效率較高，且精度可以滿足要求。

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P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-284-1