现代测绘技术在河道整治工程中的应用与分析

吴明磊

（上海旻蔚测绘科技有限公司，上海 201900）

0 引言

现代测绘技术与传统测绘技术相比，具有工作效率高、测量数据精准等特点，因此现代测绘技术被广泛应用于各种大型工程之中，本文以河道整治工程为例，进而论证现代测绘技术对于此类工程的适用性。

1 项目概况

现代测绘技术的发展促使测绘工程的效率、精准度等不断提高，因此也被广泛应用。现要对上海市闵行区浦江镇联胜河进行河道断面测量，河道总长2039.82m，由于在河道的测绘过程中河道内存在大量打水流，传统的测绘技术无法对河道断面进行测绘，在此次测绘工程中利用现代测绘技术进行河道断面的测量工作。

2 测绘工程的重点分析

进行河道整治工程的测绘需要掌握以下几个重点知识及技能：①需要掌握地面测量、河道测量以及航空测量等方面的基本理论知识；②需要掌握地面测量、河道测量以及航空测量的相关现代化的测量技术；③需要掌握数字摄影测量、解析摄影测量以及图像图形信息处理的基本理论知识以及基本方法等；④需要掌握各种信息源设计和编制各类地图的基本理论知识与基本方法；⑤测绘人员需要具备专业的测绘能力以及丰富的测绘经验等，优先选拔从事过各类大型工程测绘工作、相关网站和信息系统的建立以及各种大比例图纸绘制的相关专业测绘人员；⑥测绘人员需要深谙我国政府当前所推出的各种有关测绘工程的法律法规、政策以及发展方针等；⑦熟练掌握有关测绘工程的文献检索以及查询资料的基本方法，测绘人员需要具备一定的实践能力以及科学研究的能力；⑧测绘人员需要对测绘地点进行全面考察，并根据考察结果制定出科学、可行的测绘方案。

3 现代测绘技术

3.1 数字化测绘技术

数字化测绘技术主要由三部分组成，分别是数据输入、数据处理以及数据输出，而且在数据处理的过程中将计算机的软硬件进行有效结合，进而对地形空间的数据分析处理。首先，在数据输入的过程中，数据主要有两大来源，一种是由全球定位（GPS，全称为Global Positioning System）系统以及全站仪等采集到的野外数据，另一种是由数字摄影测量仪、数字化仪以及扫描仪等采集到的原图数据；其次，数据处理的过程也分为两种，针对野外采集到的数据既能够利用掌上电脑（PDA，全称为Personal Digital Assistant）或者平板电脑等直接进行数据处理，又可以采用内存卡、PC卡以及电子手薄等方式将数据传输到微机上再进行处理，对于原图上采集到的数据，首先需要利用成图软件对图纸扫描到的数据进行一次处理，再将成图软件处理过的数据传送到微机上，进而再进行二次处理；最后便是数据的输出，常见的数据输出点分别是显示器、绘图仪以及打印机，而微机和掌上电脑（PDA）或者平板电脑等也可以直接进行数据的输出。数字化测绘技术的实施过程主要分为四步：首先是确定控制点，其次是进行碎步测量，接着是进行数据的传输，最后便是将数据成图[1]。

3.2 全球卫星定位技术

随着全球卫星定位技术的不断优化升级，促使此项技术被广泛应用于各类工程测量。利用此技术在测量过程中会接收卫星发射信号，与此同时还会进行相应的数据处理，进而明确测量点的具体空间位置以及相关的数据等。全球卫星定位技术具有非常多的优异特性，如全球性、抗干扰性、全能性、全天候、实时性、保密性及连续性等。此项技术的有效实施主要依靠三大设施作为基础保障，分别为空间卫星星座、地面监控站及用户端设备。

3.3 无人机航空摄影测量技术

无人机航空摄影测量技术指的是利用无人驾驶飞机作为空中的平台，同时承载着相应的遥感设备来进行数据信息的获取，常用的遥感设备有轻型光学相机、激光扫描仪、磁测仪、CCD数码相以及红外扫描仪等。计算机将对无人机搭载遥感设备获取到的数据进行处理，并按照相关的精准度要求将其制作成图像。无人机航空摄影测量技术是具有遥控、遥测技术、高空拍摄、计算机影像信息处理功能以及视频影像微波传输等特点的新型测量技术。在实施无人机航空摄影测量技术的过程中，需要重点注意无人机的姿态、无人机的飞行方位、飞行速度、具体位置以及无人机的电池电压等，从而保障测量工程的高效完成。

4 测绘技术的实际应用分析

4.1 GPS静态定位测量

GPS静态定位测量的作业率以及作业精准度都相对较高，而且在作业中自动化的集成度也较高，整体操作流程也十分便捷。GPS静态定位测量的工作原理是利用声波反射的强度，再以信息测量的方式进而对河道水位的具体深度进行测量，此项技术是当今河道测绘的主要手段。在河道测绘工作的实施过程中，主要是将全球卫星定位（GPS）技术与载波相位分差技术（RTK，全称为Real-time kinematic）以及测深仪等有效结合的方式进行工程测量。岸上的地形测量工作主要利用载波相位分差技术（RTK）与全球卫星定位技术（GPS）即可有效完成；而针对水下的测量工作，则需要利用载波相位分差技术（RTK）与全球卫星定位技术（GPS）以及测深仪等才能完成水深数据的实际测量，进而利用已经获取到的数据对测量点进行再一次确认。当全球卫星定位（GPS）系统的信号较弱时，便需要将测深仪、载波相位分差技术（RTK）、全球卫星定位技术（GPS）与全站仪进行结合使用。通过测量数据的集中采集与存储进而再被统一性的自动化处理，促使工作人员可以及时获取河道的相关数据，并根据相应的测量需求及水下的地形、地貌等对测量数据进行判定，从而保证GPS静态定位测量数据的有效性。

4.2 GPS控制点布设

①在联胜河的上游附近的C级GPS点作为控制点的起点，而在河道的下游附近的C级GPS点作为控制点的终点，沿着联胜河的水流方向以相同的间距进行控制点的布设；②控制点之间的平均距离需要根据现场的实际情况进行规划，另外每条附和线路的边数也应尽可能地保持一致，最多不可超过8条；③相邻控制点之间的距离应尽可能地保证其一致性，最小距离不能低于平均距离的1/3，最大距离不能超过平均距离的3倍；④控制点的选择首先需要远离高压线以及无线电发射塔等设施，与高压线之间的距离最少应保持50m，与无线电发射塔之间的距离最少应保持200m。其次控制点应选择在地域和顶空都相对开阔、交通便捷、容易保存、通视条件相对较好的地带；⑤GPS控制网的观测时段需保证在1.6以上，观测时段的不能低于40min，卫星的高度角需保证在15°以上，有效的卫星数量不能使用5个，点位几何图形的强度因子需小于6；⑥天线的对中误差不可以超过2mm，在观测的过程中，在天线的10m范围内不能进行无线电的通讯[2]。

4.3 平面及高程控制点布设

平面及高程控制点的布设需要遵循四点基本原则：①相邻的控制点要保证可以通视，同时还要保证地势平坦，方便后期距离的测量；②控制点应选择土质坚硬的地方，便于后期控制点标志以及相关仪器的安置；③控制点应选择地势较高、视野开阔的地方，方便后期的碎步测量以及放样等；④控制点应选择在坡度较小地带，同时还应避免跨越河流、湖泊等地带。

4.4 河道断面测绘

河道断面的测绘工作主要分五步实现，分别是断面基点的测定、横断面方向的确定、陆地部分横断面测量、水下部分的横断面测量以及横断面图的绘制。

（1）断面基点的测定：断面基点的测定主要包括平面位置的确定以及高程的测定。

（2）横断面方向的确定：将经纬仪安置在断面基点上，沿河流的方向将望远镜倒装在横断面上作为后视点进而进行实地测量。

（3）陆地部分横断面测量：首先需要将经纬仪安置在断面基点上，利用视距法测量各基点的平距以及高差等，并以此计算出高程。

（4）水下部分的横断面测量：测量方法有近距法、角度交会法、断面索法以及动态GPS测量法，具体的测量方法需要视实际情况而定。

（5）横断面图的绘制：通常在图形绘制的过程中河道控制点的平距用河道横断面的横向来表示，而河道横断面图的纵向表示河道的高程控制点，另外河道的左边也必须在图纸的左边，右边也同样如此[3]。

4.5 无人船测量技术

无人船测量技术的有效实施需要保证测量当天天气状况较好、河道内风浪较小、河面的能见度较高。首先需要在河岸上架设相应的全球卫星定位（GPS）系统的基准站，然后再将无人船上的通信设备与移动站进行连接，并对其进行检查，保证其连接的完整性，最后利用电脑操控无人船的航行方向、航行速度以及航行区域等，进而完成数据的采集工作。由于无人船在航行过程中可能会受到水草、鱼群等物质的影响，可能会导致采集到的数据存在一定的误差，可利用数据与信号叠加的方法对部分不准确的数据进行修正，从而保障数据的可靠性，进而方便后期图像的绘制与生成[4]。

5 结语

随着经济的不断发展，对河道资源的利用需求也在不断扩大，社会各界对于河道管理整治的重视程度也随之提升。现代化测绘技术的引入以及具体应用，可以促使河道管理工作的成效与管理效率显著提高，因此出于对完善和加强河道管理的需要还应进一步引入现代化测绘技术，可实现有效保障河道资源的可持续利用以及河道整治工程的质量。