3S技術在水利工程中的應用研究

由光興+李際軍

摘 要：水利行業是關系到我國國計民生的重要基礎行業，水利行業的發展受到我國各級政府的重視。隨著信息化在各行各業發揮越來越重要的作用，水利行業信息化勢在必行，在水利行業中推廣3S技術，就是解決途徑之一。這里的3S技術主要是指全球定位系統（GPS）技術、遙感（RS）技術和地理信息系統（GIS）技術，及單獨系統而言可組成3S系統。其中GPS技術的作用在于將地球上任意地點三維坐標和載體運行速度記錄下來，以實現準確時間信息的推算；RS技術的作用在于通過信號的接收和記錄，然后對信息進行處理、分析和驗證，最終實現資源和環境動態的監測；GIS技術的作用在于采集、存儲、分析、查詢和處理空間數據。

關鍵詞：3S技術；水利工程；3S技術應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.108

1 3S技術在水利行業的應用

我國是一個水資源相對緊缺的國家，水資源分布不平衡，洪澇災害、干旱缺水和水資源污染等問題十分嚴重，這些問題嚴重制約了國民經濟和社會的發展。3S信息化技術在水利現代化建設中起著至關重要的作用。

1.1 水利測繪中3S技術的應用

（1）利用GPS定位系統定位精度高、實時定位速度快、提供三維坐標、操作簡便、全天候作業等優點，可以實現平面控制測量、放樣測量、高程測量等；

（2）RS和GPS相結合進行空中三角測量、估算空三加密精度、全野外碎部點采集、數字高程模型生成和編輯、數字正攝影像生成、正攝影像測圖和數字線化圖編輯并生成線劃圖，然后進行野外補調，最后編輯生成最終的線劃圖，并轉換成Auto2CAD的DWG格式的圖形文件；

（3）利用GIS技術實現部分水利工程測繪成果的信息化管理，建立測區的三維地面模型DTM。

1.2 水資源生態環境管理中3S技術的應用

水資源生態環境管理是指對含有豐富水資源的環境進行系統性水資源管理的過程，3S技術作為現時代較為先進的監測技術，理應被廣泛應用在水資源生態環境管理中，如用于河流水質及水量、湖泊水質及水量和水庫水質及水量等監測。將3S技術科學合理應用到水資源生態環境管理中，不但能夠準確的了解到不同生態環境內水資源的情況，還能夠真實反映出水資源生態環境中的變化趨勢，更能夠將水污染的源頭及排污口等的分布空間全面展現出來，足以證實3S技術對水資源生態環境管理的重要性。

1.3 旱情區域灌溉面積監測和防洪減災規劃中3S技術的應用

主要應用在以下幾方面：第一，用來預報旱情、監測旱情危害區域、監測旱情變化動態和為旱情決策提供技術支持；第二，對旱情區域的水源灌溉面積、水源灌溉效果、水源灌溉規劃和灌溉的動態變化進行監測與管理；第三，監測雨情數據、水情數據、工情數據、險情數據和災情數據，并將一切相關數據采集和提取；第四，用來構建防洪、減災和救災信息管理系統，以實現對相關數據信息的采集、存儲、分析統計和管理；第五，用于災情的評估、災害危險的避免及遷安、救災路線的制定、氣象衛星的降雨定量和防汛決策的技術 支持等。

1.4 河勢動態、水庫庫容和湖泊動態變化監測中3S技術的應用

第一，主要用來監測河道動態、河口動態和河勢動態；第二，主要用來分析河流的流向、湖泊的泥沙淤積、泥沙的分布；第三，主要用來檢測湖泊水位及容量變化、水庫水位及容量變和水源泥沙含量等。

1.5 水利水電工程建設和管理中3S技術的應用

主要用于水利電工程建設過程中的選址、工程項目規劃、施工設計及施工管理，如庫區移民前的安置地環境容量的調查、調水工程選線的因素影響評價、大中型水利工程的環境影響評價、河道的管理、防洪的規劃與建設等。

2 水利行業中3S技術的發展趨勢

2.1 網絡化發展

當下是一個信息化、數據化和網絡化集為一體的時代，3S技術作為網絡化時代的重要產物之一，必定會實現網絡化，這就要求水利部門要充分利用現代網絡技術及網絡資源，來實現水利方面的資源共享，即實現3S系統的B/S和C/S模式支持。

2.2 集成化發展

通過對3S技術在水利行業中的實際應用了解到，RS系統、GIS系統和GPS系統的聯合不但要通過數據接口實現，以保證三者之間的嚴格性、緊密性和系統性，還需要將三個系統集成一個應用價值最大的3S綜合系統，并且三個系統的聯合的過程中，會將其它系統融入其中，如MIS系統和OA系統等，以最大限度的滿足水利行業發展需要，進一步證實3S技術集成化發展是必然趨勢。

2.3 數學模型和決策分析一體化發展

水利工作者都了解，用3S技術單獨對瀏覽、查詢和分析采集數據形成的圖形，對水利行業發展是沒有太多意義的，只有將3S技術中的數學模型構建功能及決策分析功能一起應用到水利工作中，才能有效提高水利工作效率和質量，進而促進水利行業發展，所以3S技術中數學模型和決策分析一體化已然成為一種必然發展趨勢。

2.4 實時三維和虛擬現實技術的逐步實現

水利工程在建設過程中往往會涉及到時間的序列問題、動態的監測問題及施工過程監測問題等，所以水利工程對具有時間維性質的3S技術需求很大，而實時三維3S系統則能夠很有效和很直觀的提供一切相關水利信息，并將信息表現出來。另外，3S技術中的虛擬現實技術能夠實現對蓄滯區洪水的演進監測、水利工程的布置規劃、工情信息的表達、地質構造的描述、、庫區的描述等，為虛擬現實技術的成熟奠定了良好基礎。

3 結論

綜上所述，3S技術已經被廣泛應用于水利行業中，有效促進了水利行業發展，同時水利行業的發展也提高了對3S技術的需求，進而促進了3S技術的不斷發展與創新，適應了信息時代、網絡時代的發展速度，所以在水利行業中應用3S技術是必要和重要的。這要求水利工作人員要在3S技術標準化、規范化的基礎上，對水利工程建設進行管理和基礎數據庫的建設，在應用過程中還要不斷提高3S技術應用水平，以為水利工程建設和提供更好的技術服務。