ArcGIS在水下地形测量内业处理中的应用

杨慧

摘 要:在现代施工测量工作中,先进的设备使得测量的精度有很大提高,速度加快,特别是在水下地形测量中获得数据量非常庞大,内业处理的工作量也非常大,运用ArcGIS软件可以比较快速的完成内业处理,并能达到较好的效果。

关键词:水下地形测量ArcGIS

中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(b)-0019-01

1概述

随着经济社会的快速发展,信息社会的到来,信息化水平的迅速提高,人们每天都要面对大量的信息,面对这些信息,都需要根据自己的需要进行整理和编辑,以实现自己的目标,对于各种地形图的成果质量要求也在不断提高,新的测量仪器、技术在测量中的广泛应用,野外作业时采集的数据越来越多,面对越来越多的数据信息,在加工过程中需要对数据进行合理性检查,在数据正确的情况下,对于生成的图形要求整齐、美观,特别是在水下地形测量中,由于航行的测船在施工作业过程中受风浪、流速、转弯的影响,往往不能按照事先设定的航线走,使得测到的点交错、杂乱,在展点后得到的水下地形图同样不整齐,这样就需要对测量数据进行必要加工处理,来满足不同用户的需要。

1.1 ArcGIS简介

地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是在计算机软硬件支持下,对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的新学科,由ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing三个模块组成,增强了提供给制图人员的工具,可以读取、编辑各种地图要素,来实现对地图的绘制和编辑。

1.2 测深仪简介

测深仪的工作原理是利用换能器在水中发出声波,当声波到达河底而反射,根据声波传播速度和往返的时间,就可以求得换能器与河底之间的距离即水深。

1.3 RTK技术简介

RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术构成的组合系统,RTK定位技术是基于载波相位观测的实时动态定位技术,系统主要由基准站、流动站、数据通讯系统三部分组成,它能实时地获得测站点在特定坐标系中的三维坐标。测量精度达到厘米级。在江苏省范围内已经建立一个高时空分辨率、高精度、全覆盖的全球导航卫星系统,即通常所说的网络RTK,使得测量的效率更高、作业距离更大。

2外业数据采集

2.1 基本情况

善后河所在流域属暖温带半湿润季风气候,降水量年际变化大,最大年降水量是最小年降水量的2倍以上。降水量年内分配不均匀,70%左右的降水量集中在6～9月份,枯期降水量所占比重较小。善后河汇集沭阳县、灌云县、市区洪水、向东通过善后新闸流入黄海。善后河系人工开挖,连云港境内河道长约50km,本次测量长度为4km,宽约300m。河段顺直,断面规则,两岸为粘土,河道水质良好,水流平稳,无分流。

2.2 水文特征值

通过对该站1954年至2010年实测水位资料统计分析,得出该站水文特征值见表1。

2.3 测区位置

测区位于东经119°15′25″、北纬34°27′48″,属淮河流域沂河水系,善后河与盐河交汇处。距板浦镇南约1.0km,交通比较方便,行政隶属连云港市海州区。

2.4 仪器设备

本次测量使用的GPS为由美国Trimble公司生产的5700一套。中海达公司生产的HD-27T测深仪一台套。

2.5 测深仪数据采集

测区周围搜集到4个江苏省C级网点,沿河道左右共布设了3个E级GPS静态点。用CORS到E级点上实测WGS84坐标,对测区的坐标进行转换,以满足工程设计的需要。

将GPS安装在换能器的正上方,使得GPS天线和换能器的平面位置一致。然后启动GPS接收机并连接上CORS,在获得固定解后即可进行水下地形测量。测量船根据已经调入的计划线航行,这样在船行驶的航线就是采集水深过程,每个点的高程就可以获得,水下地形的成图数据采集就完成了,在采集过程中应注意换能器不能被杂草缠绕,避免发生数据错误。

3内业数据整理

在外业测量时,由于受杂草等漂浮物的影响,使得换能器发出的信号出现错误,所测水深与实际情况不符,应剔除。将外业测得的数据用测深仪随机携带的数据处理软件转换成河底高程,在检查确认无误后,使用ArcGIS9.0软件,根据测到的水下地形高程点进行等深线的绘制,生成地形图,由于在数据采集过程中,船在航行过程中受风向、流向影响以及转弯时不能按照先预定的航线航行,使得收集到的数据在水下地形图中很乱,使用该软件绘制等深线,等深线生成后,在地形图上进行绘制等距的纵、横线(按照规范要求),然后摘取交叉点的高程点数据,这个高程点数据是根据水下测量中的实际数据使用三角网插补得来的,可以真实反应地形情况,与等深线相匹配。关上原来测量数据图层,这样在图上看到的都是整齐的高程点,使得地形图看起来整齐、清楚。

4感受

(1)以前在地形测量中软件中,各单位、个人常用的软件是南方CASS6.0软件,根据测量要求就可以绘制等深线,但图形不整齐,以往的方法是人工调整、删除、镜像。这样往往与等深线不一致。(2)对于以前使用南方CASS6.0软件做出的水下地形图,同样可以对图形进行处理,方法是打开ArcGIS9.0软件调入地形图,采用上述方法同样可以对图形编辑得到同样效果的水下地形图。(3)在地行图中还可以编辑各种地理信息、水文信息、人口信息等各种需要统计的信息,在你需要的图形中作出指令就可以得到你需要的信息数据。

参考文献

[1] 汤国安,杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].科学出版社.

[2] 高斌,吴向阳,刘娟.GPS在水下地形测量工程中的应用[J].测绘科学,2009(S2).