無人測量船在城市河道測量中應用

■李永亮黃麗燕葉宇菁

（1寧波市鄞州區測繪院浙江寧波315110；2寧波市鄞州中升房地產測繪有限公司浙江寧波315100；3寧波市規劃與地理信息中心浙江寧波315042）

無人測量船在城市河道測量中應用

■李永亮1黃麗燕2葉宇菁3

（1寧波市鄞州區測繪院浙江寧波315110；2寧波市鄞州中升房地產測繪有限公司浙江寧波315100；3寧波市規劃與地理信息中心浙江寧波315042）

隨著城市化進程的不斷加快，城市規劃越來越受到重視，城市河道作為城市規劃設計的重要部分，其測量的準確性和全面性直接關系到城市規劃利用的方向，對城市河道自身的開發應用也具有重要的作用，所以城市河道測量一直受到高度關注，近年來無人測量船憑借自身安全性、實時性、操作便捷性等優勢在城市河道測量中得到廣泛的應用。本文為對無人測量船在城市河道中的應用產生更加全面的認識，推動其在城市河道測量中廣泛應用，針對無人測量船在城市河道測量中的具體應用展開研究。

無人測量船城市河道測量應用

0　前言

現階段人們嘗試利用無人測量船對存在危險或枯燥、重復的水體進行測量，通過無人測量船的自主航行、自帶避障、信息傳輸等功能，使其在按照預先設定的路線自動巡航測量的同時，將測量的數據、拍攝的圖片等向相對應的計算機發送，將其應用于城市河道測量中，對動態監視監測城市河道動態具有重要的作用。

1　城市河道測量分析

河道測量是為實現河道開發整治、河道兩岸測繪、制作水位資料等而進行的測量工作，其通常包括對平面、高程控制測量；河道地形測量、河道縱、橫斷面測量；測時水位和歷史洪水位的連測；某一河段瞬時水面線的測量；沿河重要地物的調查或測量等方面，城市河道作為城市景觀的重要構成，其規劃、治理等是城市發展的重要方面，所以城市河道測量對推動城市發展具有重要的意義［1］。但受河道測量跨度大、部分測量需要潛入水底進行等因素的限制，傳統城市河道測量以人工為主的方法在安全性和測量準確性、全面性等方面難以得到保證，所以在測量方式上進行創新，已經成為城市河道測量的必然趨勢。

2　無人測量船在城市河道測量中應用分析

2.1無人測量船在城市河道測量中的測量方法分析

無人測量船又被稱為水域測量機器人系統，是以湖泊、河流等水域測量為對象，以無人船為載體，將GNSS系統、聲納系統、ADCP、CCD相機、陀螺儀、水下攝像機等高精度傳感器集成應用的設備，而且將通訊、導航、自動控制等現代軟件技藝與傳感器有效結合，實現采集數據的接收、處理和分析，并以自控和遙控的形式對無人船和相應的傳感器操作控制的現代測量系統。將其應用在城市河道測量中，利用無人測量船的聲納、GNSS等系統，可以準確的獲取城市河道水體的溫度、深度、水流速度、酸堿性、成分等方面的相關數據，甚至使城市河道測量和調查中載人船無法達到或到達存在較大風險的領域測量缺失得到有效的彌補，而且測量的精度、智能、效益等方面也可以顯著的提升［2］。例如2012年12月17日利用武漢航道局科技信息處研制的無人測量船在武漢市內河道進行測量，使市內河道測量的自動化程度大幅提升，測量工人的勞動強度大幅縮減，所應用的無人測量船遙控距離在4公里以上、續航能力達到4小時，通過船上配備的GPS、測探儀等設備，測量人員可對無人測量船的運行情況、測量數據等動態跟蹤。

2.2無人測量船相比傳統測量方法在城市河道測量方面的優越性分析

2015年5月6日，東莞市長安新區利用無人測量船對市內平均深度只有2.5米的河道進行了無人測量船測量，受深度的影響，傳統測量船并不能實現在此河道的運行和測量，所以相關數據一直無法獲取，長安新區之前兩次大船測量分別獲取河道填土方量分別為1.2億立方，和1.9億立方，兩者相差近7000萬立方，而應用無人測量船，將誤差縮減到300萬立方以內，可見無人測量船在測量深度和平面測量方面的精確程度更有保證，測量時間僅利用了2.5小時，在使用的過程中不用擔心傾覆沉船等意外事故帶來的人員傷亡事件，尤其適合各類水上應急救援測繪應用。2015年9月23日江蘇省南通市將廣州南方測繪儀器有限公司研發的“方洲號”無人測量船在河道測量中進行了應用，通過無人測量船測量，使傳統測量平面和深度誤差分別從3.7米和4.9米，縮減為1.6米和1.3米，測量時間僅耗費1.5小時，測量人員不用再承擔下水測量的風險。通過案例中實際測量數據和過程與傳統人工測量進行對比可以發現，無人測量船在測量精度、效率、靈活性，安全性等方面相比傳統人工測量方法占有較明顯的優勢，特別是深度測量和平面測量精度方面效果突出，這對城市水利工程建設具有重要的意義。

2.3無人測量船在城市河道測量中的具體應用

首先，利用無線電對無人測量船進行遙控，無人測量船在城市河道中可按照GPS的測量點設置，對城市河道中水體的溫度、深度、水流速度、酸堿性、成分等進行全面的測量，并結合管理者的需要進行針對性的采樣，為城市河道治理提供準確的數據支持，而且無人測量船可以自動將測量的數據在數據庫中存儲，當城市河道規劃整治人員需要不同時期的數據進行對比分析時，可以結合實際需要在數據庫中不同時期、類型的數據進行隨意調取，使城市河道水體的變化趨勢和變化程度等可以直接的體現［3］。其次，隨著無人測量船性能的不斷優化，現階段其測量性能得到大幅提升，即使小型無人測量船在應用的過程中一次出航也可連續監測8個采樣點流速、25個采樣點水溫和酸堿度、32個采樣點的水深數據，將其應用于城市河道測量中，對提升河道測量的效率和準確性具有至關重要的作用，使河道測量的實時性、有效性、合理性等方面得到保證，城市河道測量的性能和數據支撐作用得到強化；再次，在城市化進行不斷加快的同時，城市河道污染的概率也隨之提升，城市河道的河床結構隨著周邊環境的不斷變化和河道內水體流量的不斷調整也發生著細微的變化，傳統載人測量船在進行城市河道污染程度測量的過程中受自身測量技術、記錄準確性、測量環境等因素的限制，并不能對城市河道內污染物的成分、含量、危害等全面準確的測量，使城市河道治理的難度加大，而無人測量船的應用，不僅可以對城市河道污染的狀況進行實時監測，而且可以結合數據庫數據提供有效的應對措施，使城市河道測量的時效性更突出。

3　結論

通過上述分析可以發現，現階段人們已經認識到城市河道測量的重要性，并在實踐中有意識的將無人測量船應用在城市河道測量中，這對全面準確的了解城市地表水供應、存儲情況、制定更加完善的城市規劃，對城市河道水體進行有效利用等方面都具有積極的作用。

［1］馮大偉，沈鑫．小型無人自動測量船水質采樣及在線監測系統 ［J］．油氣田地面工程，2010，02：93-94．

［2］黃國良，徐恒，熊波，洪珺，楊傳華．內河無人航道測量船系統設計 ［J］．水運工程，2016，01：162-168．

［3］賀艷峰．無人自動測量船水質采樣及在線監測系統探究分析 ［J］．才智，2011，25：60．

P2［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-264-1

李永亮（1981～），男，本科，工程師，研究方向為測繪工程。