做好“水”字大文章
——黄河水文勘察测绘局服务水文事业发展纪实
2019-04-11王敏通讯员赵韦琛
◎ 本刊记者 王敏 通讯员 赵韦琛
西部重要湖泊容积测量、小浪底库区地形勘测、黄河河南段河道断面淤积统一性测验……近年来,这些重大项目建设现场,总有一个重要角色频频闪现,那就是来自黄河水文勘察测绘局的测绘尖兵。
近年来,黄河水文勘察测绘局紧紧围绕“智慧水文、富强水文、美好水文”建设总目标,主动服务和融入国家水利发展战略,以项目建设为抓手,敢于涉险滩、敢啃硬骨头,在能力提升、技术服务、应急测报等方面取得了大发展,一项项成绩犹如一朵朵金花竞相绽放。
重担,扛在肩头
蜿蜒在中华大地的“母亲河”——黄河,见证着黄河水文悠久的发展历史,也映射着黄河水文勘测人七十年来“特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献”的精神传承。他们以服务黄河、服务社会为己任,助推水文事业跨越发展,势不可挡,历久弥新。
2018 年7 月,黄河流域雨量充沛,上中游洪水接踵而至,黄河防总科学调度小浪底水利枢纽,腾库、拦洪、削峰。7 月13 日,小浪底水库水位降至211.77米,刷新了水库蓄水以来的最低水位纪录。而低水位正是抢测全库区真实地貌,分析小浪底水库冲淤变化的最佳时机。
提及小浪底水库运行以来的地形测绘,黄河流域水文应急监测总队副总队长、黄河水文勘察测绘局局长田志刚说:“小浪底水库最早的全地形测量是在20世纪90 年代前后,基于当时的测量技术和条件制约,地形图测量精度仅为1∶10000。而在水库主体工程完工开始蓄水之后,每年只对小浪底水库进行淤积断面测量。”2010 年做过一次加密断面法地形测量,但精度还不能准确反映库区水下地形。
● 架设断面临时水尺
● 测定起点距
● 流速仪法水文测验
权衡黄河干支流综合汛情后,黄河防总当即拍板:“务必抓住低水位运行的良机,全力开展小浪底水库全地形精准测绘,抢测库区地形资料!” 这个重担,就落在了黄河水文勘测人的肩头。
由于汛期水库蓄泄变化快,此次测绘工作可谓时间紧,任务重。7 月13 日,黄河水文勘察测绘局迅速行动,调集精兵强将50 人,出动无人机6 架,按照1∶2000 地形图精度要求,针对小浪底库区212 ~275米高程线区间地形,开展了低空摄影测量、数据处理和图像绘制等一系列工作,航飞东西跨度110 千米,航测面积近600 平方千米。
在这场与时间赛跑、与大水较量的“战役”中,黄河水文勘测人顶烈日、冒酷暑,克难攻坚,闯关夺隘。测区需人工布设1200 多个像控点,但水库周边为山地地形,大部分像控点布设地根本进不了车!作业人员就负重十几公斤徒步行进,“有时布设1 个点,就要耗费6 个多小时,从清晨一直忙到午间”。为防蚊虫蛇咬,天气再热,也得穿上迷彩服,做好安全防护。每天高强度工作12 个小时以上,跑遍库区的沟沟坎坎,有的同志脖子上晒掉一层皮,有的同志靠着山间清水消渴解暑才能走出来,但他们毫不退缩,坚持抢测库区地形。
历时12 天,50 人15 个小组、1200 多个像控点、6 架无人机、110 千米东西跨度、近600 平方千米测区、3.3 万余张航拍照片……黄河水文勘测人综合运用全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感等测绘新技术,完成了小浪底水库运用后首次全库区地形测绘,制作了小浪底库区1∶2000 地形图、正射影像图和数字高程模型,为今后黄河防总科学调度小浪底枢纽提供了准确的数据支撑。
几十年来,黄河水文勘察测绘局一直承担着黄河中下游河道历年的冲淤演变监测、黄河中下游等级平高控制网建设,黄河下游引黄涵闸变形监测,以及黄河下游防洪工程勘测等任务,主要完成了黄河源去鄂陵湖、扎陵湖水下地形测绘,黄河流域水文站无人机航测及三维实景模型构建等项目。同时,积极投身国家和地方工程建设,为经济社会发展和社会公众需求提供多种服务。国家重点项目长江溪洛渡特大型水电站工程测量,内蒙古奎素黄河公路大桥施工控制测量,新疆艾比湖、博斯腾湖、乌伦古湖、柴窝堡湖等西部重要湖泊容积测量,贵州、云南、四川等省区水库库区地形测量及移民迁安测量等项目现场,都留下了黄河水文勘测人奋斗的足迹。
好钢,用在刃上
小浪底水库全地形测量时,多旋翼无人机、伞降式固定翼无人机、垂直起降固定翼无人机协同作战,像猎鹰一般在库区上空实时采集影像数据。库区地形数据处理过程中,黄河水文勘察测绘局自主开发的PosPhotoMatch 匹配软件、误差分析软件和GeoMapEdit 航测成果处理分析软件派上了大用场,大幅度提高了数据处理速度。
尤其是GeoMapEdit 软件,可以对DOM、DEM 进行缩放、切分、标准分幅,对地图进行矢量化编辑,实时计算出水库库容。“比如,用其他软件计算小浪底水库库容,可能得一小时才能算出来,利用GeoMapEdit 软件一分钟就可以。”黄河水文勘察测绘局技术科科长孟杰说。
“利用GeoMapEdit 软件,还可以根据给定的河道上下游水位,实时计算出河道洪水淹没的范围,并渲染成图片。再叠加当地的地籍信息,淹没范围内的家家户户就会一一显示在图片上。”孟杰说,这个功能是GeoMapEdit 软件的最大亮点,在防洪预案编制、水库河道洪水演变分析等方面有着十分广阔的应用前景。
● 测流速
● 准备起航
● 测高程
近年来,黄河水文勘察测绘局紧扣时代脉搏,坚持创新驱动发展,加大在新技术、新设备和软件开发等方面的投资和研发力度,并大力推广无人机航测、多波束测深系统、无人测船、水陆两用船以及大数据融合服务等先进技术和设备的实践应用。“敢为天下先”,成就了他们测绘小浪底水库全地形的底气和担当。
在无人机航测数据处理技术方面,黄河水文勘察测绘局采取无人机航测+三维激光扫描+地面摄影补测技术,组建分布式数据处理计算网络,全面提升了三维实景模型和4D 测绘产品质量,提高了数据处理效率。在大数据处理方面,建立了基于全球地形地貌的基础空间数据框架,并实现黄河流域水文测站地理信息数据的管理和服务。此外,黄河水文勘察测绘局还自主研发了网络地图浏览下载软件,采用多线程并发技术,将下载的瓦片地图合并转换为整幅地图;设计研发的工程测量用水准尺固定装置顺利通过国家实用新型专利并获得国家专利证书……6 项国家级优质工程奖、12 项省部级科技进步奖、30 余项厅局级科技进步奖、20 余项优秀勘测成果奖、2018 年河南省地理信息产业三十强单位,就是对黄河水文勘察测绘局创新驱动发展战略的最佳褒奖。
使命,装在心里
2018 年5 月5 日,黄河岸边,水文应急监测队伍顺河蜿蜒排开。
“间距10 米,布设6 条垂线,上船,开始。”
“雷达枪测流、遥控ADCP 测流,同时开始。”
“准备第一支浮标,上断面准备。”
“无人机测流设置4 条垂线,每条垂线按照水文测验规范,流速历时100 秒。”……
随着一条条指令的下达,2018 年黄河水文应急监测演练在黄河西霞院河段拉开帷幕。
● 无人机航飞
● 披荆斩棘
黄河水文勘察测绘局的应急队员按照各自分工,各负其责,相互配合,利用无人机、ADCP 遥控船、回声测深仪等高精尖装备,设立水尺、架设仪器、引测高程、监测各类水文要素……整个过程紧张有序,稳扎稳打。
“此次演练,我们第一次在24 小时内完成了模拟堰塞体无人机航测、数据处理、高清正射影像成图。”田志刚说,24 小时,时间不长,但容量很大。大家在争分夺秒中锻炼了自己,在解决问题中丰富了防汛经验,在互相合作中提高了集体作战能力,得到了各方认可。“这与我们多年来未雨绸缪,狠抓应急测报能力密不可分。”
近年来,为提升水文应急监测能力,黄河水文勘察测绘局持续推进应急测报技术和装备的革新,加大资金投入,积极引进无人测量船、测深仪、水陆两用船、数据后处理软件等先进装备和先进技术,并定期对测绘仪器进行鉴定维修。同时,切实践行“防范胜于救灾”的理念,坚持平战结合,积极参与各类应急监测演习,加强应急监测队员的业务训练,不定期开展应急监测理论知识培训,组织队员集中练习相关仪器设备的操作使用,有效提升监测技术实践操作能力和单兵多岗能力。
“宁可备而不用,不能用而无备。在保障人民生命、财产安全面前,未雨绸缪、周全准备从来不是一件多余的事。”田志刚坚定地说,“只有人人懂技能、个个精业务,防汛抗洪抢险关键时刻才能冲得上、顶得住,汛期突发洪水才能测得到、测得准、报得出。”
“大河安澜,我们才能心安。”防汛没有休止符,黄河水文勘测人的话语掷地有声,迈出的步伐坚定而有力。