测绘技术在水文领域中的应用

毛曹勇

杭州通泰测绘有限公司 杭州市 311100

摘要：随着科学技术的发展，现代测绘技术和测绘设备不断更新换代，从水文常规大断面测量、地形测量以及水文抢险救灾中都可以看到测绘新技术的应用。先进测绘技术的应用不仅在很大程度上提高了水文测绘工作的效率，而且还使得我国测绘行业的发展前景越来越好。下面这篇文章主要就对水文领域中的测绘新技术进行详细的阐述，并且对其应用现状和发展前景进行研究和分析。

关键词：水文；测绘新技术；卫星定位；发展前景

引言

现代测绘技术在水文领域中的应用是非常广泛的，一般情况下，水文领域的测量工作主要有水文测验、对河道断面的测量以及对小区域地形的测量等。通常情况下使用传统的测量仪器就可以对这些水文数据进行测量。但是随着水文事业的发展，在文领域内需要测量的相关数据越来越精确，而且要求也越来越高，这种情况下其测量难度就会大大增加，需要采取先进的测量技术才能够对其进行测量。近年来，我国水文部门对测绘行业的资金投入非常大，开发出了非常多的先进测绘技术。通过对这些新技术的应用能够及时的对水文领域中存在的问题进行高效解决，提高水文测量的精度和效率，从而更好的带动水文事业的快速发展。

1现代测绘技术概述

众所周知，现代测绘技术对水文行业的发展至关重要，现代化的水文测量技术正在朝向智能化和信息化方向发展，并且和卫星导航技术和计算机技术以及光学技术进行有效的结合，这种情况下，现代化的测绘新技术就可以高效率和高准度的对相关的地质和水文数据进行测量，大大减少了工作人员的工作量，而且还使得工作人员的工作效率得到极大的提升。目前，现代化测绘新技术主要包括卫星定位技术、激光测距技术、数字化绘图技术以及航空摄影技术等。由此可见，现代化测绘技术的技术水平已经非常高，通过对这些先进技术的应用可以有效的带动我国测绘行业和水文行业的快速发展。

2测绘新技术在水文领域的应用

近年来，测绘新技术在水文常规测量工作、非常规水文测量工作和水文对外服务工作中都得到了广泛应用，彻底改变了水文行业传统测量工作模式费时、费力、时效性差的局面。

2.1常规水文测量工作

2.1.1水准测量

水文站常规水准测量任务有水准点引测、水尺零点高程测量、洪水痕迹和大断面水准测量，水准点引测、水尺零点高程测量，要求达到三、四等水准要求，洪水痕迹和大断面水准测量要求达到四、五等水准要求。传统水准测量方法一般采用光学水准仪测量或经纬仪倾角法进行测量。现代测量新技术可采用数字水准仪、全站仪相对高差法和卫星定位高程测量等来完成相应的水准测量任务，相对于传统方法可以明显提高工作效率，并保证测量精度要求。数字水准仪实现了水准测量的自动化、数字化、一体化，能够自动记录观测数据和限差计算，具有测量速度快、读数客观、观测精度高和内、外业一体化的特点。全站仪相对高差法进行高程测量尤其适用于山区、河谷地形复杂条件下的水准测量工作，其测量过程不需量全站仪仪器高，测量过程简单、方便，其测量精度可以达到三等水准测量的精度要求。对于新建测站，当水准点引测距离较远，测量难度较大时，可考虑采用卫星定位高程测量法，卫星定位高程测量原理不同于几何水准测量，具有不受天气情况和通视条件的限制，不仅能够满足精度要求，而且具有方便快捷的特点。

2.1.2大断面测量

新设水文测站的基本水尺、测流、浮标、比降、堰闸上下游各断面均应进行大断面测量，已建测站汛前或大洪水影响导致河床断面明显变化时也应进行大断面测量。传统水文大断面测量水上部分采用水准仪法，水下部分采用经纬仪定线，读取视距，水深采用测深杆测深或通过缆道测取水下起点距和水深。

传统方法测量速度慢、定位困难。现代测量可采用GPS的RTK技术或全站仪进行测量，全站仪有两种方法，一种是采用“对边测量”模式进行，另一种是采用“后视角建站”的方式进行。

全站仪“后视角建站”的方式是最便捷、准确的测量方法。该方法以起点距零点或河流两岸大断面上通视条件良好的一点作为基站，以垂直于河流方向作为后视角零点方向，通过“后视角建站模式”建立测站，测站建立后指挥棱镜在零度角方向测量大断面变化点，即可直接取得大断面变化点的起点距和高程。对于水下部分，当水深小于2m时，通过改变棱镜高可直接进行测量；水深大于2m时，将测深杆与棱镜进行结合测量，同时注意仪器目标高参数的修正。当大型河流、湖库、河口的大断面过于复杂、宽广时，全站仪法已不适用，可采用GPS的RTK技术，并考虑与测深仪的联机应用，可使岸上控制点的布设与水上测量同步进行，并使水位观测和水下地形点的高程测量变得可靠、简便。

2.1.3测站小区域地形测量

水文站附近小区域的地形测量工作中，最先进、经济、适用的测量方式是全站仪与GPS的联合应用，采用GPS进行控制测量和主要碎部测量，并在由于信号原因导致GPS无法施测的林区或山区进行全站仪的补测工作。全站仪在进行地形测量过程中，采用“后方交会法”进行建站，将有利于减少工作量和提高工作效率。

2.2非常规水文测量工作

非常规水文测量工作是指在处理突发性水事件过程中，出现的日常水文测量工作中所没有遇到的测量任务。如堰塞湖、泥石流灾害中滑坡体体积测量；水库、堤坝决口过程中的溃口宽度测量；突发性水污染事件中污染面动态监测等。

非常规水文测量工作对时效性要求极强，需在极短时间内提交监测成果，测量过程要求又快又准。因此要求水文应急测量过程中使用自动化程度高、精度高、便于携带的先进测量仪器设备，要敢于使用最新技术和设备。

2.2.1滑坡体积测量

发生自然灾害之后，当地的高程、坐标系统都发生了较大变化，为建立相对统一的高程系统和水准系统，必须配备高精度的双星差分GPS。泥石流、滑坡等灾害通常发生于地理条件恶劣的地区，测量这些滑坡体的体积时，测量人员和棱镜一般难以到达测量目标点，此时可以选择具有免棱镜功能的全站仪，可直接瞄准滑坡体边界变化点测量获取有效数据。测量完成后，通过CASS等绘图软件的相应计算功能，可现场得出滑坡体体积，整个测量过程具有很强的时效性。

2.2.2溃口宽度测量

水库、堤坝的溃口宽度有两种简单、高效的测量方式，一种是采用激光测距仪可直接测量溃口口门宽度，具有操作安全，测量精度高、速度快等优点；另一种利用全站仪的“对边测量”功能，任意点架设仪器，无需建站，即可完成测量任务。

2.2.3污染面动态监测

当爆发“水华”或“赤潮”等水污染事件或水体受到油类等有机物污染时，需要对污染物的污染面积及发展态势进行实时监测。当污染物覆盖面积较小，变化过程相对缓慢时，可采用高精度GPS面积测量仪进行实时测量，具有小巧、便捷的特点；当出现大面积水污染事件且变化过程复杂时，可采用航空遥感和光谱成像技术，从而实现对污染过程的动态监测和及时预报。

2.3水文对外服务测量工作

在流域水利规划、河道采砂规划和城市防洪规划等水文对外服务项目中，往往涉及到流域内一条或多条河流的大面积地形测绘工作。对外服务测量工作相对于常规水文测量工作，具有难度大、时间紧和任务重的特点。水文传统测量方法和设备已难以完成上述测量任务，只有采用先进的技术、设备，提高测量过程中的自动化、信息化，才能保证对外服务工作的顺利开展。大面积地形图测绘现代技术方法主要有GPS卫星定位技术和航空摄影技术两种。

2.3.1GPS卫星定位技术

GPS技术在地形测绘中相对于传统方法具有不受通视条件和视距限制的优点。测量过程中控制测量采用静态测量功能完成，一个基本站可控制5~8km²的面积，控制范围广、精度高；利用RTK技术进行碎步测量，RTK作业过程的自动化、集成化程度高，可全天候作业，其测量精度可达到厘米级，完全可以满足水文测绘的精度要求。城市楼群区和林区的地形测量可采用“GPS+全站仪”的联合应用模式；水下部分的地形测量，可采用“GPS+计算机（含数据处理软件）+数字测深仪”的测量模式进行。

2.3.2航空摄影技术

航空摄影是利用航摄仪器对地面连续摄取相片，结合地面控制点测量、测绘和立体测绘等步骤，绘制地形图的过程，具有精度高、测量速度快和自动化程度高等显著优点。航空摄影尤其适用于山地丘陵区，测量任务重、时间紧，GPS和通讯设备接受信号不好的情况。近年来全数字摄影测量技术的发展进入应用阶段，通过内业测图、外业调绘，可减少大量野外工作，提高劳动效率，减少劳动强度。但航空摄影测量成本较高，一般只适用于大型水文对外服务项目的地形测绘工作。

3结束语

引进先进的测绘技术，可以有效的提高水文事业的发展建设，在选择测绘方法时，也要因地制宜。3S技术强大的功能，在水文的宏观领域的确影响深远，但3S技术多存在于地市级以上的水文机构、流域机构以及科研院校。地市级以下的水文机构在实际工作中，测绘技术一般是基于水文测验工作来开展。目前，数字测绘技术和某些传统测绘技术完全可以解决现实中的问题，在选择测绘方法时要符合实际，只要能高效率的完成工作任务，就是好的测绘技术。

参考文献

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