现代3S技术在水利工程测量中的应用探讨

张涛

摘 要：现代3S技术主要由地理信息系统、遥感系统以及全球定位系统组建而成。充分结合了计算机、导航、卫星、传感器以及空间等各种技术，属于一种高端测量技术，应用价值相对较高，可为工程提供精准、有效的测量数据作为支持。鉴于此，本文将针对水利工程测量中现代3S技术的具体应用展开探讨，仅供参考。

关键词：现代3S技术;水利工程测量;应用

中图分类号：TV82                                 文献标识码：A                              文章编号：2096-6903（2022）01-0087-03

0 引言

在信息技术不发达的年代，水利工程的前期施工测量都是靠人工亲自进行测量，由于水利施工现场水流湍急，一般无法进行准确的测量，大多都只能通过初步判断后，进行粗略的施工，再进一步进行测量，并再次施工，十分麻烦。随着现代高科技和技术人员的不断努力，方方面面都运用到了科技信息化技术，3S测绘技术在现代水利工程中起到了重要的作用。

1 水利工程测量中应用3S技术的重要性

第一，测绘准确率高。工程施工建设对测绘精准度的要求一直很高，唯有测绘精准度满足施工建设的要求，才可以为工程顺利施工提供有利的条件。为了能够准确施工，可以将3S测绘技术广泛应用在施工建设中。利用该技术测量的工程数据，不仅可以保证数据测量的精准度，深入分析工程数据，而且和人工测绘方法相比，3S测绘技术可以防止人工测绘产生的误差，在一定程度上提升了数据测绘的准确度，从而为工程的实行提供根据。第二，数据保持完整。3S测绘技术能够加快工程数据存储工作的完成进度，迅速存储有关数据，和人工存储方法相比，大幅度提升了数据的存储效率。同时，3S测绘技术能够把数据存储应用于计算机终端中，再借助计算机实施分析和整理数据，进而使工程测绘速度有了明显的加快。第三，提升精确度[1]。在工程施工过程中运用3S测绘技术，可以使测绘工程的准确度得到有效保障。计算机技术与其他新型技术的整合运用，和以往测绘技术对比，该技术的使用更为简单、便捷。近年来随着科学技术的不断进步与发展，将3S测绘技术应用到工程测量的各个环节，不仅能够减少人工失误，还可以使工程测绘的准确度得到进一步提高。

2  3S技术概述

3S技术由GIS技术、GPS定位系统、RS技术组成，三者的结合很好地改善了水利工程测量的技术性弱点，且实现了空间中部分数据的收集和处理，在世界很多工程中都使用。相比于以往的测绘技术相比，从人工成本和时间上都得到了大大的缩短，且不受一些恶劣环境和天气因素，受到广泛应用。

2.1 地理信息系统简介

地理信息系统简称GIS，顾名思义，其包含了地表上空间中的一些资料信息，下至一些森林江河分布信息，或者某一个地区的人口建筑分布，上到大气云层流向变化等。地理信息系统将这些信息进行收集储存，并且经过一系列操作将信息传导到使用者的手中。地理信息系统依靠计算机和基础地理的支持，形成了以地理信息为主的学科，被广泛应用。而且，经过经计算机的演算技术，可以进行一定范围内的科学性预测，现代的很多关于海平面沉降，冰山融化等都是通过地理信息技术预测的。而且通过计算机的显示技术，将难以理解的数据信息转化成通俗易懂的图像，从而能够较为直观的预测到水利工程的未来变化，改善水利工程施工的效率。

2.2 遥感技术简介

遥感技术简称RS技术，在水利工程测量的3S技术中承担信息数据处理的应用载体功能。遥感技术通过对数据信息的采集获取处理应用对相应的物体进行测量的。其主要原理是通过太阳或其他物体的电磁波对地表物体反射情况不同，而能够获取的不同物体的具体信息并通过计算机对信息分析处理（如图1）。而相比与以往的工程测量需要按期进行监测，遥感技术可以实时进行分析监控，并且具有监测，预警等功能。为后期的水利工程测量和施工提供了充分且具体的数据。

2.3全球定位系统简介

全球定位系统，简称GPS，是现代人们的生活最熟悉的应用系统之一，也是3S技术的最重要的部分之一。其原理是借助地球卫星对某个位置上的一个点进行定位，并明确了其精准的坐标位置（如图2）。在围绕地球的24颗卫星中，通过不同的排布方式，而实现每个时刻都可以有四个以上的卫星对地区进行全覆盖，并提供相应的位置信息。地面也是由多个基站和一个总站组成，对卫星传回的位置和其他信息进行处理分析，并且汇总到主站，生成一些具体的指令和信息，主站再通过总控制台传回卫星，形成一个完整的信息链。

3在水利工程测量中3S技术的应用优势

3.1测绘准确率高

在测绘工作开展中，工程施工建设对精准度有着较高的要求，只有提升测绘精准度，才能保障工程项目的顺利开展，满足施工建设的需求。在水利工程建设中，通过应用3S测绘技术，不但有利于对数据测量精准度的提升，还可以对获取的工程数据深入分析，3S技术与人工测绘方式完全不同，可以有效弥补传统测绘中的不足，降低人工测绘产生的误差，全面提升水利工程测量效率与质量，使测绘准确度愈来愈高。

3.2數据保持完整

3S测绘技术可以大量存储工程数据，推动工程数据存储工作的快速完成，是人工存储方法无法比拟的，既有利于相关数据分析工作的开展，还能提升数据存储效率。3S测绘技术能在计算机终端中存储相关数据，并基于此，在计算机中实现对数据的整理分析，不仅能够保障工程测绘工作的顺利开展，还能进一步加快工程测绘效率。

3.3提升精確度

在水利工程中运用3S测绘技术，可以使测绘工程的准确度得到有效保障。计算机技术与其他新型技术进行整合，和以往测绘技术对比，该技术更加准备、便捷。随着3S技术的不断进步与发展，将3S技术应用到工程测量的各个环节，能够减少人工失误，可以使工程测绘的准确度得到进一步提高。

4水利工程中3S技术的实际应用

4.1 GPS技术的应用

4.1.1在户外利用GPS采集数据

水利工程多在室外环境中开展，在施工之前，要将地质、地形、水流、气候等各方面因素考虑在内，并根据工程特点来安装测量站点，为GPS技术的应用创造良好的前提条件。在测量站点安装时，要尽可能选择视野开阔、地形较为突出的地区，提升其稳定性，以免因地质运动而对站点带来影响。在安装完毕后可适当进行人工加固，清理周围渣土、杂草等干扰物，从而充分发挥出GPS的应用价值[2]。此外，为了让信号接收能够更顺利地进行，还应准备信号接收机，从而提升测量数据的精确性。在水平测量阶段，可利用计算机系统将每个测量站点联系起来，避免“孤立”。

4.1.2在内业计算中应用GPS

内业计算主要有GPS网平差和基线解算。前者对技术要求并不高，只需要利用计算机即可获取相关信息，和传统测量工作相比，工作效率得到了大幅度提升。而后者对GPS系统的依赖性比较强，在设备接收到信号之后，要将信号录入到计算机中进行转化和解算，从而生成计算机语言，并对最终数据进行分析，从而尽可能减少误差。

4.1.3 GPS在布网工作中的应用

水利工程的布网连接有多种不同的方案，边式、点式、网式应该根据工程实际情况合理进行选择。布网多以六边形为主，可保证测量数据的精确性。对于大规模的水利工程而言，可视情况设置更多的网点，且和边式、点式相比，网式的信号强度要更高，抗干扰能力更强。

4.1.4在水下地形测量中的应用

水下地形测量是水利工程测量中的重要环节之一，通常来说水下测量工作难度大，传统测量方式难以获取精确信息，而GPS技术的应用就能够有效解决这一问题。通常会将RTK技术、计算机、探测仪等相结合，先使用探测仪来获取水下地形的相关信息，随后将数据传输到计算机中，经过处理分析后可转化为水下地图。这种方式能够将水下情况更为直观的展现在测量人员面前，让有关人员更好的绘制设计图纸，为后续工程的顺利开展奠定坚实基础。

4.2遥感技术的应用

遥感技术也被称之为RS技术。对工程进行实际测量过程中，运用空中遥感器可以更好的探测到地面物质性质，众所周知，由于物体的类型不同，所产出的波谱响应也存在一定差异性，由此这种技术就是运用此原理对地面物体进行更合理且准确的识别。如果在水利工程测量当中科学运用这种技术能够进行航空等层次不一样的遥感，基于此，还能形成地球环境观测网，能够对实地开展大范围的观测，因此可以获得非常多的相关数据，更有利于促进水利工程测量工作顺利进行。对于这种技术而言，其具备非常多的优点，例如，适用性和时效性都非常强，综合牵涉面很广等。除此之外，将这种技术作为基础，还能为实时更新图形提供有力支撑。从实际情况来看，这种技术如今已经大量运用在水文以及资源等各方面，对地形图进行测绘过程中运用航空遥感的作用很难被代替。

4.3 GIS技术的应用

GIS是通过分析地理空间模型来获取相关空间地理信息，并详细标注相关数据信息，为画图人员提供数据支持，属于一种对地理实施信息化处理的系统。测量人员一般是运用RS系统查询GPS提供的定位遥感信息，并详细标注其中的几何信息，以此来实现对测绘地理信息数据的科学分类。在信息存储期间，通过对GIS空间动态模型的构建，能将地理数据分析图更直观的展现给设计人员，使其准确掌握地层结构，为水利水电工程的合理化设计奠定基础。针对收集到的信息实施量化控制动态处理，还可以为项目决策提供依据，项目负责人只需利用得到的反馈信息，就能准确把握工程数据，从源头上控制工程风险。同时，运用公式来进一步分析测量中得到的数据，在详细梳理这些基础数据后，明确最终数据值并入库备案，为日后项目决策和城市规划提供数据参考。在运用空三加密技术时，要由多名作业人员提供实时的外业数据，结合这些外业数据，内业人员开始进行加密工作，以此来获取到准确的加密点高程值与平面位置测量方式。

5结语

随着科学技术的发展，水利工程测量技术也在不断的升级，而3S技术应用的高效简洁性确保其在短时间内很难被超越。而近些年来，随着水利工程的建设规模的增长，使得在进行3S技术操作时也提出了更高的要求。虽然3S技术才刚刚起步，但已经受到广泛的关注。这也推动了3S技术的不断革新与发展。

参考文献

[1] 于思博.数字化测绘技术在水利工程测量中的应用探讨[J].黑龙江水利科技，2018，46（11）：128-129.

[2] 张逸仙.数字化测绘技术在水利工程测量中的应用[J].中华建设，2016（12）：136-137.

Discussion on Application of Modern 3S Technology in Water Conservancy Engineering Survey

ZHANG Tao

（Suzhou City Surveying and Mapping Design and Research Institute Co.， Ltd.， Suzhou  Anhui  234000）

Abstract： Modern 3S technology is mainly composed of geographic information system， remote sensing system and global positioning system. It is a high-end measurement technology that fully combines various technologies such as computers， navigation， satellites， sensors， and space. It has relatively high application value and can provide accurate and effective measurement data for engineering support. In view of this， this article will discuss the specific application of modern 3S technology in water conservancy engineering survey， for reference only.

Keywords： modern 3S technology; water conservancy engineering survey; application