水库测绘中新技术的应用分析与探讨

武荣荣

摘要：随着时代的发展与科技的进步，新技术在水库测绘中的应用越来越广泛，不仅降低了测绘工作人员的劳动强度，提高了工作效率，缩短了作业时间，而且测绘的精度也有较大的提高。测绘成果的快速提供，有助于降低工程造价成本，增强社会与经济效益。跟踪测绘新技术，加强测绘新技术在水库测绘中的应用，将更好的服务水利水电开发建设使用。

关键词：水陆一体化测绘;无人测量船;北斗导航定位系统;机载激光测深

1关于水库测绘新技术的概述

1.1原有水库测绘技术

科学技术的进步，水库测绘加入了新技术和设备，之前常用的测绘装备主要有全站仪、水准仪、单波束测深仪以及GPS-RTK等。传统的测绘技术外业工作量大、劳动强度高、成图时间较长，给水库的测绘工作带来了较大的麻烦。随着水陆一体化测绘、无人测量船、北斗导航定位系统以及机载激光测深技术的发展，提高了测绘的效率和精度，劳动强度有所降低，也提升水库测绘的质量。

1.2水库测绘新技术

测绘技术的发展，新的技术加入到了水库测绘当中，水库测绘新技术的内容主要包括水陆一体化测绘、无人测量船、北斗导航定位系统以及机载激光测深等。其中水陆一体化测绘可同时获取陆地和水下的地形。无人测量船吃水小，使用灵活，操作简单，在浅水区域优势明显。北斗导航定位系统的使用，结束了我国长期以来依赖国外卫星导航系统的历史[1]，随着“北斗”系统的不断完善，今后还将提供厘米级的服务。机载激光测深技术的发展，对于水库测绘及相关研究的开展具有重要意义。

2测绘新技术在水库测绘中应用的研究

2.1水陆一体化测绘技术

常规的水库测绘一般采用陆地和水域分开测绘。陆地一般采用GPS-RTK和全站仪测绘，精度较高，但效率偏低;水下采用船载测深仪进行测绘，再进行陆地和水域地形图的拼接，完成测绘工作。随着激光三维扫描仪的出现和运用，提供了水陆一体化无缝测量的方式，通过船载方式，搭载多波束测深仪、GNSS接收机、姿态传感器和激光三维扫描仪等设备，充分利用载体的机动性能，实现走到哪测到哪，同时实现了水下和陆地的地形测绘，在一定的时间可以生成高精度的点云数据、DLG数据，成果丰富。

目前水陆一体化测绘技术优势明显，适用一定的范围，同时也存在着一些限制条件和不足之处。系统由多波束测深仪、姿态仪、GPS和三维激光扫描仪等组成，可同时采集地上水下高密度的三维空间数据，测量船行动较灵活，视角开阔，对于水库和河道地形测绘，优势明显，快速采集远处目标数据的同时，可保障作业安全。限制条件和不足之处，设备投入较高，需要有经验的技术人员来操作完成，仪器安装调试要求较高，需要有一定的经验。在进行数据采集时，建筑物、植被覆盖区的地形地物等处容易被遮挡。多波束的测量覆盖范围受水深和仪器测量开角影响较大，浅水区作业效率较低，在水边线附近区域，船只难以靠近，易产生盲区。水浅区域可使用GPS-RTK进行补测，对于陆地测量盲区，可使用GPS-RTK、全站仪或地面三维激光扫描等技术手段补测。

2.2无人测量船

在水下地形测量过程中，浅水区域是测量难点，人工涉水使用GPS-RTK测量，有一定的风险，可能会造成人身意外伤害或仪器受潮进水;采用船只搭载测深仪测量，受船只吃水和测量盲区的影响，数据获取较困难，难以达到水域测量全覆盖。智能化无人测量船，在水下测量方面优势明显，安全性较高、水深精度也较高。无人船适应河流、湖泊、水库等多种水域作业，体积小、重量轻、吃水浅、易控制，搭载单波束或多波束测深仪，可提前布置测线采用自主导航，在复杂地区可以通过手动操作完成测量任务，安全性较高。

无人测量船和人工测量及传统船只搭载测深仪相比，具有安全、高效、便捷，覆盖面较好。采用无验水位，利用河北CORS系统进行水下地形测量方法，平面和高程精度高，可以获得高精度的数据，在水库测绘时，相比传统的验水位模式精度提高。无人船重量轻，吃水浅，采用无验潮模式，可不考虑动吃水与静吃水差值的影响。无人船精度较高，但仍然有一些需要改进的地方：

（1）无人测量船在养殖、水草较多等区域，推进器抗缠绕能力较差，可进行改进，提高躲避和抗缠绕能力。

（2）一般在天气和水况较好的情况下进行外业测量，抗风浪能力有待提高，可考虑采用三体船的方式进行。

2.3北斗导航定位系统

北斗导航定位系统不仅具有定位与导航、授时功能，还具备独特的短报文通信功能[2]，是独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统，可实现全天候快速定位，2020年组网完成以后，面向全球服务，实现我国卫星导航应用的历史性跨越。随着北斗导航系统产业化的发展，越来越多的设备支持北斗导航定位系统，其技术研发和行业标准制定等还在探索当中，随着时间的推移，发展会越来越好。在水库测绘中，加入北斗导航定位系统，定位的精度会越来越高，测量的盲区也会减少，在一些偏远的水库测绘中，短报文通信功能作用也很明显。

2.4机载激光测深

机载激光测深技术属于主动测深系统，采用扫描测量方式从空中发射激光来探测水深，具有覆盖范围广、作业周期短、测量点云密、点云精度高、低消耗、高机动性等特点[3]。在进行测量作业时，发射红外光和蓝绿光两种光，其中红外波段不易穿透水体，探测到水面后就进行回波，而蓝绿光穿透水体时的衰减最小，穿透性强且方向性好，故蓝绿波段可探测到水底，反射后被传感器接收。机载激光水深测量技术作为一种新型的测深技术，与传统的声呐、遥感等水深探测技术相比，水深点的密度更高，水下地物的探测能力更强。未来，机载激光测深系统会向小型化、低成本化、安装方便、探测能力提升、水深数据处理速度提升等方向发展，提高探测深度和在浑浊水域的探测能力。

3结语

水陆一体化测绘、无人测量船、北斗导航定位系统以及机载激光测深等技术在水库测绘中的使用，提高了测绘成果质量，降低了测绘人员的劳动强度，缩短了测绘工期。测绘成果的快速提供，有助于降低工程造价成本，增强社会与经济效益。跟踪测绘新技术，加强测绘新技术在水库测绘中的应用，将更好的服务水利水電开发建设使用。

参考文献：

[1]李阳，董涛.“北斗”卫星导航系统的概述与应用[J].国防科技，2018（3）：74-80.

[2]唐金元，于潞，王思臣.北斗卫星导航定位系统应用现状分析[J].全球定位系统，2012（12）：26-30.

[3]时振伟，阳凡林，刘翔，等.用简述机载激光测深系统及其在海底底质分类中的应用[J].中国水运，2013，13（10）：292-295.

（作者单位：河北省水利水电勘测设计研究院）