河道观测数据处理系统在河道水下地形测量中的应用

曹劲松 冯荆州

【摘要】在河道地形测量中数据的采集处理是地形测量的基础，如何利用正确的方法和手段进行数据采集和处理是提高测绘质量和工作效率的重要保障。

【关键词】河道观测数据处理系统；水下地形测量；断面水位

1、概述

水下地形测量是兴建水工建筑必不可少的测量方式。在水利工程建设方面，利用水下地形测量资料，可以确定河流梯级开发方案、选择坝址、确定水头高度推算回水曲线；在桥梁工程建设方面，用以研究河床冲刷情况，决定桥墩的类型和基础深度，布置桥梁孔径等；在河道整治和航运方面，为了保证船舶的安全行驶，用以了解河底地形，查明河中的浅滩、沙洲、暗礁、沉船等影响船只安全行驶的障碍物；在海港码头建设方面，为了在建港地区进行疏浚工作及修建码头，需要进行水下地形测量，作为其设计和施工的依据；在科学研究方面，通过可以研究河床演变及涉水建筑前后的变化规律，监视水工建筑物的安全运营，观测水库的於积情况。

河道观测数据处理系统是针对河道水下地形测量、断面测量以及水文测验而开发的一款数据库软件。它的运行为水文外业测量提供了指导，同时为内业工作提供了高质量的数据源，极大地提高了内业工作的质量和效率。

2、河道观测数据处理系统在水下地形测量中的应用

2.1 计划线生成

水下地形测量与陆上地形测量是不同的。陆上地形测量可以选择地形特征点进行测绘，而水下地形的起伏是看不见，一般采用断面法均匀布置测点，根据水下测量的特点，系统设置了计划线生成。它通过调用AutoCAD平台，按照河道水边的形态和断面间距的要求进行预制，同时生成断面端点坐标。避免了平行推移法部分断面与河岸及主流不垂直和弯道断面间距超限的现象。

2.2 断面水位的生成

进行水下地形测量时，地形点的平面和高程（高程=水位-水深）是同时测定但分别进行的。水下测点的精度，取决于定位、水深、水位观测的质量以及三者的同步性。系统依据水下测量时观测的每一测段水位和观测时间，推算出每个断面线的测时水位并生成Excel电子表格，从而确定每个测点的高程。（见图表）。

2.3 数据库的建立

系统采用数据库管理方式，按测量项目进行模块化管理，以地形测量为例。首先新建数据库按照程序窗口提示依次输入“操作者” 、“项目名” 、“工程名” 、“测次”和勾选地形模块选项。这样一个空的新数据库就建立了。

2.4 数据的导入

数据库建立后就是导入信息和测量数据。首先信息和测量数据的格式必须满足系统对格式的要求。在系统帮助栏目里提供了信息文件和数据的样本文件和详细说明。陆上数据一般是RTK数据，扩展名为”.CSV”。内容为点名、X、Y、Z、精度指标、测时、编码。水下数据为河道整编软件输出的数据，扩展名为”.ORG”。与系统格式要求不同的数据文件，可以用EXCEL表格进行编辑然后转换成满足系统要求的数据格式。

2.5 展点数据的生成、编辑和导出

2.5.1 展点数据根据已导入的断面信息、水位信息和测量数据，在系统内部通过指令进行计算分别自动生成水边展点数据、水下展点数据、陆上自动数据。对于同一断面不同时段的水下数据，系统将按测时进行计算。

2.5.2 数据的编辑

生成的数据可通过工具栏的修改和删除进行编辑。如果是断面水位错误可修改水位信息后重新生成。这样一个断面上所有的测点高程全部进行了改正。

2.5.3 数据的导出

生成的水下展点数据可以根据需要任意勾选断面进行导出。数据高程可按照要求导出1位或2位小数。格式为X、Y、Z、测点说明，完全满足清华山维绘图软件的数据格式要求。测点说明的内容是“测点号+断面水位”。陆上展点数据的测点说明的内容是“测点号+测点编码”，这样在进行内业处理时就极大的方便了地形图的绘制和地形图的检查。

3、河道观测数据处理系统在水下地形测量中的注意事项

3.1 水边数据的生成，程序是通过测点编码进行识别的。水边点的高程自动更改成相近断面的水位高。这样在进行测量时水边的编码是唯一的，不能与其他地物编码混淆，以免高程被替换。

3.2 水边测点必须在断面线范围内，这样在生成水边数据时水边点才能被程序筛选到，反之则选不到水边点。所以我们在设计断面线时要使范围线距离水下远一点，保证水边测点在断面线范围内。

4、关于河道观测数据处理系统的建议

河道观测数据处理系统在导入数据时陆上数据格式主要是针对天宝TGOffice软件处理的“.CSV”后缀的GPSRTK数据，水下是河道整编软件输出的数据。对其它仪器施测的原始数据和其它软件输出的原始数据不能直接导入。导出的展点数据格式也主要是针对清华山维绘图软件的数据格式。不能满足其它绘图软件如CASS 等的要求。筆者建议可以在数据导入导出时设计一个窗口根据测量的原始数据自定义导入的格式。同样导出时也可以根据需要自定义导出的格式，以满足其它软件的要求。