GPS技术在水文水资源监测方面的应用

2015-03-24廖玮灿

河南科技 2015年16期

廖玮灿

（河南省信阳水文水资源勘测局，河南信阳 464000）

GPS技术是我国当前最先进的技术，它是一种精确度高、效率高的快速测量技术，而且能把动态转变为静态定位测量，达到毫米精度。RTK技术是实时动态定位，测量的精度一般达到厘米，它与先进的导航测量系统软件和测深系统相配合，实时监测，现场成图，大大缩短了水下地形的成图周期，同时也提高了水文水资源的质量。

1 目前网络RTK系统具备的主要功能

1.1 采用vrs系统技术来实时定位，然后为实时定位提供差分数据。

1.2 实时数据访问时可以采用GPS技术数据通信方式，然后再通过internet进行精密定位，为用户提供数据服务。

1.3 把基准网络系统转变为高级性能的GPS跟踪站，然后对国家的地壳形变进行监测。

1.4 服务范围:对陆地或者海上导航等各个位置进行定位、采集、更新、测绘、地壳监测、规划、变形监测等。

2 GPS技术在水文水资源监测的应用

水位数据自动采集及实时传输系统:水位是水面涨落的具体反应，对抗涝抗洪有着非常重大的影响。

2.1 系统的研制

2.1.1 局部精密高程转换模型的建立

GPS技术的监测主要目标是对高程的监测，对水位测量时最好采用建立高程转换模型的国家“85”高程，这样才会让大地高程转换为“85”高程。

2.1.2 实时水位的提取

提取RTK高程数据时，可以在PDA上编制软件，然后建立高程转换模型，这样就可以得到国家的“85”高程所表达的水位。

2.1.3 渐进式水位数据的滤波算法研究

为了使水位的数据更精确，我国科学家研究了滤波模型，这样可以在短时间内将水位的数据进行高程转换，然后可以利用国家的“85”高程表达的水位。

2.1.4 野外观测单元子系统的合成

PDA可以把手机的水位数据采用GPRS的通讯模式直接传递给监控中心，为了实现一整个系统，我们必须让手机系统和PDA系统结合在一起，然后我们才可以向手机传输水位数据［1］。

2.1.5 监控单元

数据传输后，需要用监控单元来接收这些数据，数据的接收由数据管理单元（固定电话、手机模块）或者数据管理单位（中央计算机）组成，然后对这些数据的编码进行妥善管理，并在其过程中管理好水位数据。

2.1.6 智能监控数据的建立

要想实现对野外测量单位的智能监控，我们必须采集水位数据并及时传递实现智能化，通过采样间隔设置、数据质量管理实现监控中心对野外单元工作的状态监测［2］。

2.1.7 GPS与水文模拟

大部分的水文学问题都有很明显的三维空间性质，而水文模拟的作用就是调节复杂空间的模型,GPS不仅可以管理空间模型，还可以根据水文模块的空间数据供用户进行界面操作，而传统的方法是根据降水量、水位、城市规划等一些情况的描述来模拟水文水资源的特性，随着科技信息逐渐发达，我们在利用地图功能的同时引用信息技术将地形等地理因素变成数字化的理论，为监测水文水资源提供了新的思维方法，然后加一些传统的水文模型并根据流域参数进行水文模拟。

2.2 系统特色

2.2.1 方便灵活

可以在任何情况和任何状态下测量水位。

2.2.2 全自动化

不需要工作人员的介入，会自动进行参数设置、接收和发送水位数据。

2.2.3 智能化

指令发布和参数设置不需要在野外执行，只需在计算机完成即可。

2.2.4 高质量的水位数据

滤波技术和网络RTK技术可以保障水位数据的质量控制。

2.3 洪水调度

洪水调度可以检测水位的实时变化，把水位变化的各个数据传送给办公室，这时计算机会对信息进行控制和处理，并测绘出水位的曲线图，动态地显示洪水的泛滥等情况，给迁移人口传递相关信息。

3 GPS技术在水文水资源监测其他方面的应用

3.1 流量监测中的应用

早期我们经常采用基线辐射杆六分仪夹角定位法去监测水文断面等问题，由于独流河口的距离较长，定性特别的复杂。而且对以前编制的断面标志无法视看，为了使水文工作保持连续性，河南省信阳水文水资源勘测局利用GPS施测独流减河断面，手机高洪期水文资料，从监测的情况来看，GPS系统运行正常，可以解决水文巡测定位难等问题［3］。

3.2 水质监测方面的应用

在对河水中水质量监测的过程中，我们可以利用GPS技术在监测船上进行采样并确定准确的水位信息和数据，最后对水库水质量的监测结果测绘成直线图，并反映出各个物质对水资源的污染程度和规律，这为科学的治理提供了很好的依据。

4 GPS应用展望

GPS技术可以实现对蓄滞洪区的水文水资源的监测。蓄滞洪区是为防洪抗灾而建立的一个蓄水区域，准确地掌握蓄滞洪区水文水资源的数据信息，对抗洪抗涝、雨洪资源化利用有很大的帮助，由于以前的科技不发达，很难控制蓄滞洪区的各种信息，而现在我们可以利用网络RKT技术测量这些信息，可以高效地把握了水文水资源、土壤、管线水利工程、人口、经济等各类信息，利用专业的计算机处理软件建立完善的蓄滞洪区信息，为各类相关部门提供了科学的信息，在地下水应用方面，我们可以对地下水进行监测采集，与地下水埋深相结合，计算出地下水的水位信息，解决了地下水迁移的困难。