GPS技術在水文測量中的應用

李華劍

臨沂市水文中心，中國·山東 臨沂 276000

1 引言

在以往，很多人力無法完成的工作，如今都可借助現代化技術及設備予以有效解決。就以水文測量工作為例，若僅依靠人力進行計量，精確度將難以保證。而通過GPS技術對所測區域的水位、流量等數據進行全面采集和科學處理，能夠幫助工作人員準確、高效地完成水文測量任務，實現測量誤差的最小化，從而進一步提升工作質量。基于此，論文針對GPS技術在水文測量中的應用進行研究，具有一定的實踐價值和現實意義。

2 GPS技術的優勢

在水文測量工作的開展中，需要對水文地理的大致情況予以明確。之所以這么說，是因為在對水文進行測量的過程中，工作人員需要對水土保持形態以及地質情況予以充分考慮。在水文地域的測量過程中，工作人員需采用GPS技術圍繞水文地開展為期一周的測量。在此過程中，就顯現出了GPS的強大功能。簡單來說，就是在繞行中所有走過的地表形態、水土形態以及地理位置等，借助GPS技術都可以完整地記錄下來[1]。所以，工作人員在實際測量中只需將GPS所記錄的詳細數據予以收集和記錄，隨后進行整理，其具體的水文地質狀況便可輕松獲取，根據相關測量要求，并結合所測量區域的實際情況，經過綜合考慮后，便可選擇出最適合的勘探方式。

要想GPS技術發揮出應用的作用，工作人員在水文測量中需要將實際測量的勘探圖形作為主要依據，并將所獲取的測量信息繪制成圖紙。如此一來，GPS技術便可對所測區域進行快速的定位和準確的勘察。此外，在勘察的過程中，GPS技術能夠對由各種原因導致的溝道或凹凸不平的地面結構予以自動識別，從而確保測量結果的真實性和有效性。

3 GPS技術時在水文測量的應用中需注意的問題

在實際工作中，水文環境的不同，會對GPS技術的應用效果造成不同程度地影響。水文環境，從本質上來看，其是一個廣義的范疇，其中涉及的內容有很多。它可以是水文條件與航道運輸的情況，也可以是受地形因素限制水流所遇到的阻力等。對于這些難以確定的因素，測量人員通常會采用GPS技術來予以有效應對[2]。在水文測量中，GPS技術的測量結果往往會受到一些客觀因素的影響而出現一定的誤差。

例如，水流速度并非一成不變的，其往往在風向、水流方向的作用下，發生不同程度的改變。在行使船測量的過程中，風速的變化會讓繞行過程中的行使船受水流的影響較大，GPS技術所得到的測量結果也會存在些許的偏差。同時，天氣變化、不同的地表形態等，會在一定程度上影響GPS的測量信號，這樣的話，測量結果的準確性也將無法得到保證。

GPS測量結果不準確，可由多方面因素引起。例如，在工程項目的建設過程中，往往會測量河道的水文情況，但風浪的存在會影響到測量結果的準確性。在水文測量工作中，有時會有多個船沿著河道移動，這會形成一定的水流，也將不利于水文測量工作的開展。

4 GPS測量技術的應用

中國水文資源豐富，由于江河間的間距較長，地質地形也有所差異，在對江河水文環境和水文地質情況進行勘探與測量時，測量范圍需要涵蓋整條江河，以確保數據信息采集的完整性。要想短時間內對江河的流水與地勢情況予以充分了解，就必須通過對GPS技術的有效利用來進行全程的水文地勢勘探[3]。因為借助這種技術開展水文測量，最大限度地節約了測量費用和測量時間。

對于那些長期未經開掘的河道，直接應用GPS技術測量其水文情況，能夠在不采取任何輔助手段的前提下，在最短時間內得到準確的測量結果。GPS技術具有十分強大的功能，若是對整條江河水文地質情況進行測量，那采用GPS技術是再適合不過的。

另外，GPS技術在操作上相對簡單，大多數人基本上學習之后，都可以充分掌握和熟練應用。通過對GPS技術中自動化功能的合理利用，不僅可以使測量時間得到大幅度縮短，還能減少人力、物力以及財力的投入。在江河水文環境的測量中應用GPS技術，通常天氣情況并不會對測量數據造成影響，這樣一來，江河水文測量的全天數據便可完整的測量出來[4]。但需要特別注意的是，在開展水文測量的過程中，需要將江河本身的特性考慮在內，這樣才能保證測量結果的準確性及可靠性。

4.1 GPS具備采集數據的功能

由上文可知，GPS技術具有數據采集功能，在測量水道時，便可應用這一功能，并對獲取的數據信息借助Hypack軟件進行圖形的現場繪制，以便能在第一時間分析所測區域的實際情況，并針對險工險段進行重點檢測，并得出相應的檢測報告。此外，Hypack軟件還能定量分析沿河流方向最大深處的連線變化、河床沖蝕與淤積相結合的變化等，甚至能對險工險段的危險情況予以準確地判斷，最后將所得出的報告提交給有關部門，以便其針對此問題采取相應的防范措施[5]。由此可見，利用GPS技術進行數據的采集，借助Hypack軟件進行圖形的繪制，可使工作人員的工作效率得到顯著提升。

4.2 靜態GPS在施測兩岸控制方面的優勢

靜態GPS技術，能夠實現對兩岸的施測控制。通過對此技術的合理應用，能夠對水下進行實時差分施測，最短可在半年內完成。這樣的話，不僅大大縮短了成圖周期，也能有效地提升水道地形圖的時效性。正因為這樣，使得當前施測江河中下游重要部分的干流上，靜態GPS被廣泛應用，從而進一步提升了工作質量。

4.3 GPS技術測量湖區水道時間段、具有完整性

在水系復雜的湖區開展水道測量工作，采用GPS技術只需要1年多時間便可完成內外作業。特別是在治理和規劃湖區方面，可幫助相關工作人員繪制出完整的湖區水道地形圖。

4.4 水文巡測中使用的兩種方法

在水文巡測的開展中，往往在斷面施測上會采用GPS這種技術，以便將高洪期的水文信息予以詳細記錄，從而確保實際工作的連續性。在傳統水文斷面的測量工作中，多會用到測驗定位法。簡單來說，就是在將測量船放于湖中心，使其來回游動，然后借助基線輻射桿六分儀夾角定位方法來進行水文巡測。

5 結語

總體來說，GPS技術在水文測量工作中的作用和價值毋庸置疑，作為水文測量人員以及相關技術人員，應清楚地認識到GPS技術的重要性，加大其開發力度和應用力度，以便其為水利建設事業的健康發展作出更多的貢獻。