齊鑫

摘 要：隨著人類社會(huì)的發(fā)展，信息化、全球化已成為一種世界性的大趨勢。現(xiàn)狀已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字信息化的時(shí)代，3S技術(shù)不斷的發(fā)展更新，投入應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛。特別是在水利水電工程測量行業(yè)，其全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性等高效性能，為保證水利工程測量奠定了基礎(chǔ)。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，主要針對水利工程測量中3S技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：水利工程；3S測量技術(shù)；應(yīng)用

1 3S技術(shù)的含義

3S技術(shù)是遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）及全球定位系統(tǒng)（GPS）的統(tǒng)稱。是多學(xué)科高度集成的對空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)。能夠?qū)臻g實(shí)體快速地進(jìn)行精確定位，同時(shí)宏觀地獲取信息，對所得到的特定位置空間信息進(jìn)行綜合分析。

2 3S技術(shù)的特點(diǎn)

遙感（RS）技術(shù)是一種衛(wèi)星遙感技術(shù)，不直接接觸目標(biāo)或現(xiàn)象就能收集信息，并據(jù)此進(jìn)行識(shí)別與分類。即在地球不同高度平臺(tái)上使用某種傳感器，收集地球各類地物反射或發(fā)射的電磁波信息，對這些電磁波信息進(jìn)行加工處理，用特殊方法判讀解譯，從而達(dá)到識(shí)別、分類的目的，為科研工程的生產(chǎn)應(yīng)用服務(wù)。

地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)是以空間數(shù)據(jù)為研究對象，在各種地理圖形的基礎(chǔ)上，以計(jì)算機(jī)為工具對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、編輯、判讀存儲(chǔ)、查詢、顯示和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。

全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)是一種全新的現(xiàn)代定位方法，具有多功能、高效率、高精度的特點(diǎn)，可在全球任意地點(diǎn)，為任意多個(gè)用戶同時(shí)提供幾乎是瞬時(shí)的三維測速、三維定位服務(wù)，極大地改變了傳統(tǒng)的定位技術(shù)和導(dǎo)航技術(shù)，并已逐漸在越來越多的領(lǐng)域中取代了常規(guī)光學(xué)和電子儀器。

3 3S測量技術(shù)的運(yùn)用

3.1 通過遙感圖像得到河道水文數(shù)據(jù)信息

遙感技術(shù)得到的河道信息利用信息提取的方式，從而獲得所需專題圖像，利用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行校正、增強(qiáng)以及分類變化等，把遙感數(shù)據(jù)信息提供給GIS，在遙感圖像判斷與分析之前，先對遙感圖像進(jìn)行處理，包括投影變化以及幾何糾正等，為確保遙感圖形和地形圖在地理幾何位置上確保一致，要對遙感圖像進(jìn)行投影變換的處理，把圖像處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成任何GIS可以接受的數(shù)據(jù)格式皆可。通過圖形資料的利用，特別是電子地圖等圖像資料，促進(jìn)高程數(shù)據(jù)提取的便利性，建立與完善數(shù)字高程模型，對遙感圖像進(jìn)行校正。數(shù)字高程模型建立之后，通過GIS軟件的分析功能進(jìn)行各種計(jì)算，包括高線計(jì)算、體積計(jì)算、沖淤量計(jì)算等。

3.2 遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測

遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測實(shí)際上是針對同個(gè)地區(qū)采用不同時(shí)相的遙感圖像，從而得到該地區(qū)改變的遙感圖像。動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測目前已經(jīng)成為一個(gè)主要技術(shù)，多時(shí)相、多類型的傳感器，持續(xù)不斷地對統(tǒng)一區(qū)域進(jìn)行資源與環(huán)境方面的調(diào)查，可以及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取各種情況。并且，以多時(shí)相遙感影像技術(shù)為基礎(chǔ)，利用重點(diǎn)分析最佳組合波段等技術(shù)，結(jié)合水體信息特點(diǎn)得出的圖像處理辦法，統(tǒng)統(tǒng)為遙感技術(shù)在水環(huán)境相關(guān)研究的開展提供技術(shù)支持。除此之外，通過數(shù)字遙感器完成了在時(shí)間維度的水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測，從而為防洪減災(zāi)、河道規(guī)劃與治理提供技術(shù)支持。

3.3 水深遙感沖淤變化分析

水深遙感是通過可見光在水體內(nèi)的穿透性，利用飛機(jī)、衛(wèi)星等遙感技術(shù)平臺(tái)，通過輻射計(jì)、攝影機(jī)等裝置，把水下一定深度的立體單元信息根據(jù)一定的采集規(guī)則，利用信息處理軟件對可見光透的水體厚度信息進(jìn)行分離，從而獲取水深。通過入睡輻射強(qiáng)度和水深、水體渾濁度之間的關(guān)系，對輻射強(qiáng)度進(jìn)行測定與處理，得到水深數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)信息更加方便，水深遙感的相關(guān)研究已經(jīng)開始投入應(yīng)用，所以如果真有實(shí)測數(shù)據(jù)缺失，可以通過歷史階段遙感資料對水深進(jìn)行推測，從而完成沖淤分析的作用。除此之外，還考慮某一時(shí)相遙感資料精度不準(zhǔn)的問題，實(shí)測地形和遙感獲得的數(shù)值存在較大差別，因此可以采用兩個(gè)時(shí)相的遙感水深對河床沖淤情況進(jìn)行計(jì)算，可以達(dá)到要求精度。

具體原因是因?yàn)檫b感水深存在比較大的誤差，然而斷面圖分析發(fā)現(xiàn)，遙感水深誤差大的影響因素比較多，兩個(gè)時(shí)相的遙感水深誤差的表現(xiàn)形式大體一致，因此，差值降低了系統(tǒng)誤差。這個(gè)方法獲得的結(jié)果和實(shí)測地形資料得出的結(jié)果保持一致，可以達(dá)到河床演變分析與沖淤量計(jì)算的要求。因此，水深遙感方法能夠在地形資料確實(shí)的前提下對長時(shí)間河床演變分析。如果把GIS和水深遙感技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠完成水下地形圖數(shù)字化，也能更加便捷地對所測水域不同時(shí)間段與不同沖刷深度的沖淤分布進(jìn)行探測。

4 水利行業(yè)中3S技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

當(dāng)下是一個(gè)信息化、數(shù)據(jù)化和網(wǎng)絡(luò)化集為一體的時(shí)代，3S技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的重要產(chǎn)物之一，必定會(huì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，這就要求水利部門要充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)資源，來實(shí)現(xiàn)水利方面的資源共享，即實(shí)現(xiàn)3S系統(tǒng)的B/S和C/S模式支持。

4.2 集成化發(fā)展

通過對3S技術(shù)在水利行業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用了解到，RS系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)的聯(lián)合不但要通過數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)，以保證三者之間的嚴(yán)格性、緊密性和系統(tǒng)性，還需要將三個(gè)系統(tǒng)集成一個(gè)應(yīng)用價(jià)值最大的3S綜合系統(tǒng)，并且三個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)合的過程中，會(huì)將其它系統(tǒng)融入其中，如MIS系統(tǒng)和OA系統(tǒng)等，以最大限度的滿足水利行業(yè)發(fā)展需要，進(jìn)一步證實(shí)3S技術(shù)集成化發(fā)展是必然趨勢。

4.3 數(shù)學(xué)模型和決策分析一體化發(fā)展

水利工作者都了解，用3S技術(shù)單獨(dú)對瀏覽、查詢和分析采集數(shù)據(jù)形成的圖形，對水利行業(yè)發(fā)展是沒有太多意義的，只有將3S技術(shù)中的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建功能及決策分析功能一起應(yīng)用到水利工作中，才能有效提高水利工作效率和質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)水利行業(yè)發(fā)展，所以3S技術(shù)中數(shù)學(xué)模型和決策分析一體化已然成為一種必然發(fā)展趨勢。

4.4 實(shí)時(shí)三維和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的逐步實(shí)現(xiàn)

水利工程在建設(shè)過程中往往會(huì)涉及到時(shí)間的序列問題、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測問題及施工過程監(jiān)測問題等，所以水利工程對具有時(shí)間維性質(zhì)的3S技術(shù)需求很大，而實(shí)時(shí)三維3S系統(tǒng)則能夠很有效和很直觀的提供一切相關(guān)水利信息，并將信息表現(xiàn)出來。另外，3S技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對蓄滯區(qū)洪水的演進(jìn)監(jiān)測、水利工程的布置規(guī)劃、工情信息的表達(dá)、地質(zhì)構(gòu)造的描述、、庫區(qū)的描述等，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟奠定了良好基礎(chǔ)。

結(jié)束語

3S技術(shù)在水利建設(shè)上的應(yīng)用越來越廣泛和深入，要想在水利工程建設(shè)管理中更好地應(yīng)用和發(fā)展3S技術(shù)，首先要在標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的基礎(chǔ)上，大力開展水利工程建設(shè)管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)。此外還要加快提高3S技術(shù)的應(yīng)用水平，充分發(fā)揮3S現(xiàn)有的和潛在的功能，并且與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)以及水利工程建設(shè)本身的技術(shù)緊密地結(jié)合在一起，更好的服務(wù)于水利工程建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]付春光.淺談水利工程測量中新技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（7）.

[2]王寒芳.水利工程測量技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].河南科技，2014（1）.

[3]黎三喜.3S技術(shù)在河道測量中的應(yīng)用[J].水科學(xué)與工程技，2007（02）.endprint