淺談現代測繪技術在河道管理中的應用

一、測繪概況

隨著我國社會經濟和綜合國力的不斷提升，各領域都在圍繞可持續發展、高質量發展的思路全面推進工作。作為河道管理部門，只有推進河道建設，加強河道工程監測運行變化，確保工程安全才能為社會發展提供根本保障。而測繪作為項目規劃、設計、建設、管理等一系列環節中的先行工作，必須確保及時、高效、精準、詳實。為此及時了解新型測繪設備，掌握現代測繪技術，才能更好地為實現河道管理現代化和確保防洪安全充分發揮作用。本文圍繞現代測繪設備、測繪技術在河道管理領域中的具體運用進行了探討。

二、新型測繪設備、現代測繪技術在河道管理中的具體應用

1.GPS結合測深儀在河道斷面、地形以及險工險段測量中的應用

GPS技術是一種以衛星為基礎進行無線電導航的定位技術，具有作業效率高、定位精度高、自動化集成度高、操作簡單方便等優點。測深儀利用聲波反射的信息測量水深，是現代水上測量不可缺少的測量儀器。

現階段河道測量多采用GPSRTK配合測深儀的作業模式，通過對所測河道的任務劃分，岸上部分使用GPS-RTK進行地形測量；水下則采用GPS-RTK配合測深儀測量水深數據并定位。作業環境好的可用無人船實施。若遇GPS信號弱時，則用全站儀配合。通過數據的采集、存儲、自動處理可及時獲取水深數值或者河床高程。在進行水下測量時，現場的作業人員會根據不同的比例尺要求和地形地貌的復雜程度確定斷面間距或水深點采集的密度，以此來滿足任務需求。

將測量采集的數據用專業制圖軟件繪制成圖，并將圖上相應地貌、地況、植被、地物等標注清楚。對于不同年份的測繪成果套繪時，注意圖層、比例保持一致。套繪后通過比較，對河道變化以及崩岸險工險段進行分析。

2.精密水準儀在堤防、水閘垂直位移測量中的應用

精密水準儀一般是指精度高于±1mm/km水準儀，在堤防、水閘等水工建筑物位移測量中應用廣泛。

垂直位移監測是一個周期性、持續性的常態監測過程。通過精密水準儀監測數據比較和分析，掌握相鄰或相近年份的運行狀態和變化情況，為加固除險和確保安全提供基礎服務。

堤防、水閘的垂直位移監測一般采用二等水準測量要求。做到四個固定：固定的測量人員，固定的測繪儀器，固定的測量路線，固定的測量環境。通過嚴格的精密測量，將測得的數據用專業平差軟件處理，與往期的測量成果對比分析，并繪制對比分析折線圖或柱狀圖，以如實反應相鄰或相近觀測周期內各測點的變化情況。

3.GIS測量技術在河道演變分析中的測量應用

GIS是地理信息系統，是一種基于計算機的工具。它可以對在地球上存在的現象和發生的事件進行成圖和分析，并通過相關分析進行具體應用。

GIS測繪技術的應用，通過數據采集、整理、管理、分析和應用系統的緊密聯系，在水利行業以及河道工程管理中有著廣泛的應用。GIS利用DEM模型數據能及時有效計算出兩個沖淤監測斷面間的沖淤量。

4.三維激光掃描儀在河道、堤防巡查、監測領域的應用

三維激光掃描技術又被稱為實景復制技術，是測繪領域繼GPS技術之后的一次技術革命。利用3S、三維激光掃描、通信、網絡等先進技術，建立一套基于三維地物地貌的工程維護管理系統，實時掌握和了解目標物狀。

將三維激光掃描儀通過機載或車載移動，在巡查、監測河道和堤防過程中，根據需要的分辨率、精度、掃描速度，對堤防及其周邊目標物進行掃描，通過三維激光掃描儀組件采集數據并傳輸，以獲取堤防及其兩側目標表面的點云數據。多站位掃描數據轉換到同一坐標下，最后通過對點云數據處理，生成網格建立數字化模型。將直接采集的真實目標數據，轉換為目標實景，以真實地再現防浪林、涵閘、險工險段、控導工程、跨河建筑物以及違章設施的實時原貌。

通過掃描、處理、建模形成地形及附屬物實景，不僅對河道、堤防及管理范圍內變化情況實時管控，同時也起到對各工程要素、屬性信息可視化查詢的作用。另外，通過實景計算還可以根據需要對工程進行精確量測，為河道工程建設管理提供全面及時準確的信息服務和技術支撐。

5.無人機智能巡查技術在河道管理中的應用

小型無人機是一種靈活的空中高速運動平臺，通過搭載不同的電子設備或智能系統，能夠采集人們所需的各種數據以實現人們對影像、高程、測圖及建模建庫等的需求。

以往通過車、船巡河的傳統方法，不僅速度慢，而且有盲區。隨著科技產品和科學技術的不斷進步，無人機搭載紅外攝像及傳感系統，拍攝目標靶船及涉河違章等，利用無人機平臺上的紅外圖像傳感器來獲取水上目標的紅外圖像，通過目標識別系統實現對目標進行有效探測和識別，然后將獲取的靶船或涉河違章、違法采砂等現場圖像實時傳送給監控中心管理員，以便及時作出反應，快速制止違法違章，確保河道工程安全完整。

此外，無人機技術的測繪遙感系統，還可應用在日常巡查、汛期巡查、管理區大比例航空影像采集以及“一河一檔”現代化管理數據采集等。

6.多波束測深儀及側掃聲吶在河道地形、地貌探測中的應用

多波束測深儀可同時獲得幾十個乃至上百個水深值，實現了水深測量由點到面、由單一的水深值到水下地形的跨越。與單波束測深儀相比，有速度快、精度高、范圍大、效率高的優點。實現了水底地貌圖的實時可繪，甚至發展到立體測深和自動成圖的跨越。對河道地形圖、險工險段測量以及信息化數據采集等方面有著極其重要的意義。

側掃聲吶技術是一種新型測繪技術，可對水底地貌及水下物體輪廓和物體介質進行探測。通過數據處理自動形成無縫成圖，完成較高分辨率的二維水底地貌彩圖。可對河底介質進行探測，在水下工程施工驗收，特別是崩岸處理后的水下實況提供可視的、有說服力的直觀資料。

三、結語

現代測繪技術徹底改變了傳統測繪方法，其應用領域更加廣泛。不僅在河道工程的規劃、設計、施工、驗收等環節做好數據支撐和基礎工作，而且將更廣泛地應用于河道堤防監測、水政執法巡查以及工程常態化、現代化等。現代測繪技術將越來越多地在河道管理中得到廣泛應用，并將為工程管理現代化、調度科學化、數字信息化、運用智能化做出更大的貢獻