現(xiàn)代3S技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用探討

郝 爽

水利水電工程作為惠民工程，其應(yīng)用質(zhì)量直接影響到周圍居民的生活滿意度。隨著水利工程項目規(guī)模的不斷擴大，如何做好前期測量工作也成為施工企業(yè)需要重點關(guān)注的問題。3S技術(shù)作為一種新型的測繪技術(shù)，主要由遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位技術(shù)構(gòu)成，具有非常高的測量精度，通過將3S技術(shù)應(yīng)用到水利工程測量當(dāng)中，對提升水利工程測量數(shù)據(jù)利用價值有積極的意義。

1 3S技術(shù)的基本組成

1.1 遙感技術(shù)

RS技術(shù)（遙感技術(shù)）在3S技術(shù)結(jié)構(gòu)組成中，屬于非常重要的技術(shù)應(yīng)用載體。在技術(shù)的具體應(yīng)用過程中，遙感技術(shù)的主要應(yīng)用原理是對作業(yè)區(qū)域的相關(guān)信息進行獲取，之后利用計算機技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進行系統(tǒng)處理，根據(jù)不同類型需求將數(shù)據(jù)信息針對性輸出，最后將輸出信息進行傳遞，使其可以為工程施工奠定堅實的基礎(chǔ)。相比于傳統(tǒng)測量技術(shù)，遙感技術(shù)能夠?qū)ψ鳂I(yè)區(qū)信息進行動態(tài)監(jiān)測，同時可以根據(jù)相關(guān)要求進行數(shù)據(jù)信息的針對性輸出。在水利工程測量中，遙感技術(shù)的應(yīng)用可以提升數(shù)據(jù)信息采集的完整度，同時可以明確作業(yè)邊界，防止數(shù)據(jù)采集重疊的情況[1]。

1.2 地理信息系統(tǒng)

GIS系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)）在3S技術(shù)中屬于輔助類應(yīng)用結(jié)構(gòu)。該技術(shù)的作用原理為對目標(biāo)區(qū)域的基礎(chǔ)地理信息進行多層次分析，從而獲取到所需的應(yīng)用信息，提高工程信息的應(yīng)用價值。在水利工程測量過程中，地理信息系統(tǒng)可以根據(jù)實際應(yīng)用需求，對采集的各類信息進行處理，使其可以組合成便于后續(xù)應(yīng)用查詢的數(shù)據(jù)信息。該系統(tǒng)還具備可視化的應(yīng)用特征，能夠?qū)⒐こ虦y量圖像以高度還原的形式在大屏幕上顯示，提高了數(shù)據(jù)信息的直觀性，提高了水利工程測量的工作效率[2]。

1.3 全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)屬于3S技術(shù)中的關(guān)鍵組成。該技術(shù)的工作原理是借助地球衛(wèi)星對區(qū)域內(nèi)某一位置的坐標(biāo)位置進行精準(zhǔn)定位，在水利工程測量中，經(jīng)常需要對控制測量點數(shù)據(jù)信息進行測量，全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用，可以減少實際測量過程中的工作量，并且系統(tǒng)對于作業(yè)區(qū)環(huán)境的適應(yīng)性較強，能夠適應(yīng)地形較為復(fù)雜的作業(yè)區(qū)域環(huán)境，有效提升數(shù)據(jù)信息采集的準(zhǔn)確度和完整度。

2 現(xiàn)代3S技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用價值

2.1 獲取所測河道的水文信息

河道的水文信息包括流程長短、水量大小、水量季節(jié)變化、泥沙含量、流速、汛期、結(jié)冰期、有無凌汛。傳統(tǒng)的測量方法是人工用各種專業(yè)測量儀器到實地進行勘測，將河流流過的地方全走一遍，水量大小要乘船固定在河流某一點測量河床高低，再結(jié)合其他數(shù)據(jù)運用公式進行計算，水量季節(jié)變化要一年重復(fù)進行多次這樣的工作。傳統(tǒng)的水利測量工作耗時、耗力、耗材、準(zhǔn)確性不高，所以要利用發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)進行改進，3S技術(shù)就是一個完美的方式。可以利用遙感技術(shù)測出各種河道水面下的地形情況，再用計算機計算各種數(shù)據(jù)，輸入河道的基本信息，利用地理信息系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)預(yù)測汛期、結(jié)冰期等。

2.2 水流變化的動態(tài)監(jiān)測

在水利工程測量的過程中，對水位變化情況進行監(jiān)督是非常重要的一項工作。水位變化情況受外部條件影響性較大，傳統(tǒng)測量方法很難對水流的動態(tài)變化情況進行監(jiān)督，一定程度上降低了數(shù)據(jù)的時效性。3S技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)?shù)據(jù)信息的動態(tài)變化過程進行監(jiān)督，并且其數(shù)據(jù)測量的精度非常高，這樣可以輔助施工單位對未來河道發(fā)展情況進行預(yù)估，提前做好相關(guān)的預(yù)防措施，提高水資源利用的合理性。

2.3 洪災(zāi)過后的災(zāi)情評估

水利工程在應(yīng)用過程中，所需要測量的數(shù)據(jù)信息的變化頻率較快，很多災(zāi)難的發(fā)生具有瞬時性，并不是人為可以進行控制的。在災(zāi)難發(fā)生之后，經(jīng)常出現(xiàn)無法對二次災(zāi)難進行科學(xué)預(yù)估的情況，并且對于洪災(zāi)過后的危害也無法進行合理預(yù)估。通過將3S技術(shù)應(yīng)用到災(zāi)情管理當(dāng)中，可以客觀地分析結(jié)構(gòu)應(yīng)用情況，為災(zāi)后重建和資源保護提供科學(xué)數(shù)據(jù)支持。

3 現(xiàn)代3S技術(shù)在水利工程測量中的具體應(yīng)用

3.1 GIS技術(shù)

水利工程是針對水資源進行合理管控的工程項目，在工程測量的過程中，施工單位需要對河道區(qū)域的水文環(huán)境與基礎(chǔ)河道信息進行采集，在3S技術(shù)中，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用可以對河道的水文信息進行采集，如水利工程所在區(qū)域河道的總長度、河道寬度、河堤的基礎(chǔ)高度、整體結(jié)構(gòu)的彎曲情況等。數(shù)據(jù)信息完整度的提升，可以為后續(xù)水利工程施工方案的優(yōu)化提供堅實的基礎(chǔ)，技術(shù)人員在獲取到河道相關(guān)的水利信息后，可以對作業(yè)區(qū)域河道的蓄水能力和總存儲量進行分析，結(jié)合區(qū)域氣候變化情況，可以對施工過程中可能遇到的水利災(zāi)害進行合理預(yù)估，提前制定相關(guān)的應(yīng)急措施，減少突發(fā)情況對施工過程的影響。除此之外，3S技術(shù)的應(yīng)用，可以構(gòu)建逼真的河道應(yīng)用模型，同時利用大數(shù)據(jù)技術(shù)與專家系統(tǒng)對河道未來發(fā)展趨勢進行預(yù)估，為后續(xù)水利工程的優(yōu)化設(shè)計提供科學(xué)性的數(shù)據(jù)支持。

3.2 GPS定位系統(tǒng)

水利工程的建設(shè)地點，基本都會與水資源臨近，這樣可以節(jié)省銜接裝置的建設(shè)成本。在水利工程建設(shè)過程中，第一，利用全球定位系統(tǒng)對水利工程建設(shè)過程中所需要應(yīng)用的監(jiān)測點進行測量，為了提升分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，在測量過程中，需要統(tǒng)一檢測結(jié)果的計量單位，有利于后續(xù)水利工程測量圖紙的繪制。第二，3S技術(shù)能夠縮小誤差范圍。在3S技術(shù)中，全球定位系統(tǒng)的測量精度根據(jù)實際需求可以達(dá)到毫米級別，這樣也將測量誤差進一步縮小，避免了誤差積累的情況。第三，在對水流變化情況進行測量時，技術(shù)人員根據(jù)地理信息系統(tǒng)可以對目標(biāo)信息進行動態(tài)監(jiān)測，獲取到時效性較高的水流變化數(shù)據(jù)，從中找出應(yīng)用規(guī)律，對提升工程測量數(shù)據(jù)應(yīng)用價值有著積極意義。

3.3 RS技術(shù)

在3S技術(shù)應(yīng)用過程中，遙感技術(shù)屬于基礎(chǔ)應(yīng)用結(jié)構(gòu)，但是該技術(shù)在水利工程測量中具有非常高的應(yīng)用價值。遙感技術(shù)在水利工程測量過程中，可以對區(qū)域圖形進行實時監(jiān)測，同時還能夠?qū)崟r獲取區(qū)域水深的變化情況，為水利工程測量提供科學(xué)性的數(shù)據(jù)支持。經(jīng)過該技術(shù)處理的監(jiān)測圖像，其圖像信息的直觀性更強，便于人們從感知上來理解數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用價值。另外，遙感技術(shù)可以和計算機技術(shù)進行串聯(lián)，將采集到的數(shù)據(jù)信息進行轉(zhuǎn)化處理或者分類處理，將初步處理的數(shù)據(jù)信息傳輸至地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，借助地理信息系統(tǒng)的分析功能對采集數(shù)據(jù)信息進行綜合處理，進一步提高數(shù)據(jù)信息的可視化，在實際應(yīng)用過程中，可以對區(qū)域水資源的清澈度和變化規(guī)律進行探究，在洪災(zāi)過后，可以對受災(zāi)的基本情況進行初步了解，從而有效提升數(shù)據(jù)信息獲取的可靠性。

4 結(jié)語

綜上所述，建筑技術(shù)體系的不斷成熟，在市場中涌現(xiàn)了非常多的施工技術(shù)。與此同時，工程規(guī)模的擴大，使得施工單位對于基礎(chǔ)操作準(zhǔn)確性也有了更高的要求。在水利工程測量過程中，最核心的任務(wù)是提升數(shù)據(jù)信息獲取的完整度和準(zhǔn)確度。3S技術(shù)的推出時間相對較短，但是已經(jīng)在建筑行業(yè)中取得了非常廣泛的應(yīng)用。將3S技術(shù)應(yīng)用到水利工程測量過程中，對于提升數(shù)據(jù)采集結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高數(shù)據(jù)信息的利用價值有著積極的意義。