(長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江下游水文水資源勘測(cè)局 江蘇 南京 210000)

測(cè)繪新技術(shù)在水文領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展

蔡磊

(長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江下游水文水資源勘測(cè)局江蘇南京210000)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)和測(cè)繪設(shè)備不斷更新?lián)Q代，從水文常規(guī)大斷面測(cè)量、地形測(cè)量以及水文搶險(xiǎn)救災(zāi)中都可以看到測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用。先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用不僅在很大程度上提高了水文測(cè)繪工作的效率，而且還使得我國(guó)測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展前景越來(lái)越好。下面這篇文章主要就對(duì)水文領(lǐng)域中的測(cè)繪新技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并且對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景進(jìn)行研究和分析。

水文；測(cè)繪新技術(shù)；衛(wèi)星定位；發(fā)展前景

現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在水文領(lǐng)域中的應(yīng)用是非常廣泛的，一般情況下，水文領(lǐng)域的測(cè)量工作主要有水文測(cè)驗(yàn)、對(duì)河道斷面的測(cè)量以及對(duì)小區(qū)域地形的測(cè)量等。通常情況下使用傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器就可以對(duì)這些水文數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。但是隨著水文事業(yè)的發(fā)展，在文領(lǐng)域內(nèi)需要測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)越來(lái)越精確，而且要求也越來(lái)越高，這種情況下其測(cè)量難度就會(huì)大大增加，需要采取先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行測(cè)量。近年來(lái)，我國(guó)水文部門(mén)對(duì)測(cè)繪行業(yè)的資金投入非常大，開(kāi)發(fā)出了非常多的先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)。通過(guò)對(duì)這些新技術(shù)的應(yīng)用能夠及時(shí)的對(duì)水文領(lǐng)域中存在的問(wèn)題進(jìn)行高效解決，提高水文測(cè)量的精度和效率，從而更好的帶動(dòng)水文事業(yè)的快速發(fā)展。

一、現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)概述

眾所周知，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)對(duì)水文行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，現(xiàn)代化的水文測(cè)量技術(shù)正在朝向智能化和信息化方向發(fā)展，并且和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及光學(xué)技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，這種情況下，現(xiàn)代化的測(cè)繪新技術(shù)就可以高效率和高準(zhǔn)度的對(duì)相關(guān)的地質(zhì)和水文數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，大大減少了工作人員的工作量，而且還使得工作人員的工作效率得到極大的提升。目前，現(xiàn)代化測(cè)繪新技術(shù)主要包括衛(wèi)星定位技術(shù)、激光測(cè)距技術(shù)、數(shù)字化繪圖技術(shù)以及航空攝影技術(shù)等。由此可見(jiàn)，現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)的技術(shù)水平已經(jīng)非常高，通過(guò)對(duì)這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用可以有效的帶動(dòng)我國(guó)測(cè)繪行業(yè)和水文行業(yè)的快速發(fā)展。

二、測(cè)繪新技術(shù)在水文領(lǐng)域的應(yīng)用

進(jìn)入二十一世紀(jì)之后，我國(guó)測(cè)繪新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，測(cè)繪新技術(shù)在水文領(lǐng)域以及測(cè)量領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越多，使得傳統(tǒng)的水文測(cè)繪工作模式大大改進(jìn)，提升了水文領(lǐng)域的測(cè)繪工作的效率。

(一)常規(guī)水文測(cè)量工作

常規(guī)水文測(cè)量工作主要包括水準(zhǔn)測(cè)量和大斷面測(cè)量。首先，在水準(zhǔn)測(cè)量工作中采用的最多的就是水文站，通過(guò)水文站可以對(duì)水的深度以及水面的環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，而且測(cè)量準(zhǔn)確和水準(zhǔn)特別高。與此同時(shí)，水準(zhǔn)測(cè)量工作的也應(yīng)用到了很多現(xiàn)代化的測(cè)量設(shè)備，比如對(duì)數(shù)字水準(zhǔn)儀和衛(wèi)星定位測(cè)量?jī)x的使用，數(shù)字水準(zhǔn)儀實(shí)現(xiàn)了水準(zhǔn)測(cè)量的智能化和自動(dòng)化以及數(shù)字化，在極大程度上提升了測(cè)繪工作效率，而且還使得測(cè)量精度得到了極大的提升。

(二)非常規(guī)水文測(cè)量工作

非常規(guī)水文測(cè)量工作是指在處理突發(fā)性水文事件過(guò)程中出現(xiàn)的日常水文測(cè)量中沒(méi)有遇到過(guò)的工作任務(wù)，比如堰塞湖、泥石流等體積測(cè)量以及突發(fā)性水污染動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等。一般情況下，非常規(guī)水文測(cè)量工作要求的時(shí)效性非常高，需要采用先進(jìn)的測(cè)繪儀器和設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)對(duì)相關(guān)的水文信息進(jìn)行測(cè)量。這種情況下，在對(duì)非常規(guī)水文測(cè)量時(shí)就需要使用智能化和精度高的先進(jìn)測(cè)量?jī)x器。首先，在測(cè)量堰塞湖潰口寬度的時(shí)候，由于水的流速比較急，無(wú)法采用傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)，此時(shí)，就可以應(yīng)用現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)，比如采用激光測(cè)距儀對(duì)其寬度進(jìn)行測(cè)量，激光測(cè)距儀的測(cè)量精度是非常高的，而且速度快。其次，在對(duì)河流的污染程度進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的時(shí)候可以采用高精度的GPS面積測(cè)量?jī)x，這種面積測(cè)量?jī)x小巧輕便，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)河流和湖泊表面的污染進(jìn)行測(cè)量；如果遇到一些比較復(fù)雜的水污染事件時(shí)，可以采用航空遙感和光譜成像技術(shù)對(duì)水污染進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)效率非常高。

(三)水文對(duì)外服務(wù)測(cè)量工作

在流域水利規(guī)劃以及河道采砂規(guī)劃等水文對(duì)外服務(wù)項(xiàng)目中，往往涉及到大面積的地形測(cè)繪工作。水文對(duì)外服務(wù)測(cè)量工作的難度相對(duì)是比較大的，這種情況下不能夠采用傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，需要利用現(xiàn)代化的GPS衛(wèi)星定位技術(shù)和航空攝影技術(shù)，通過(guò)GPS衛(wèi)星定位技術(shù)可以使得水文測(cè)量范圍增加，而且還可以非常準(zhǔn)確的對(duì)其進(jìn)行測(cè)量；通過(guò)利用航空攝影技術(shù)可以覆蓋大面積的水域，但是這種測(cè)量技術(shù)需要成本比較高，適用于復(fù)雜測(cè)量環(huán)境中。

三、水文測(cè)繪新技術(shù)展望

目前以電子水準(zhǔn)儀和GPS為代表的測(cè)量技術(shù)在水文領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，這些新技術(shù)衍生出來(lái)的新設(shè)備和新儀器在水文測(cè)繪各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用效率非常高，改變了傳統(tǒng)的測(cè)量方式，下面就對(duì)其中三種主要使用的測(cè)量技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行闡述。

(一)多波束測(cè)深系統(tǒng)

眾所周知，在對(duì)堰塞湖和泥石流水文信息進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候相對(duì)是比較復(fù)雜的，主要就是因?yàn)檫@些堰塞湖和泥石流區(qū)域面積大，覆蓋面積廣，必須采用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)和測(cè)量設(shè)備對(duì)其信息進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)應(yīng)用最多的測(cè)量技術(shù)就是多波束測(cè)探系統(tǒng)，通過(guò)這些系統(tǒng)的應(yīng)用可以使得測(cè)量效果變得更好，工作效率更高，不僅能夠利用這些系統(tǒng)中的相關(guān)技術(shù)對(duì)邊緣處水文信息進(jìn)行測(cè)量，而且還可以對(duì)水下地形進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。由此可知，在以后這種多波束測(cè)探系統(tǒng)在水文測(cè)量領(lǐng)域中的應(yīng)用會(huì)更加廣泛，也可以探究到其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和前景都是比較好的。

(二)水文測(cè)量機(jī)器人

水文測(cè)量領(lǐng)域的測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展方向中的水文測(cè)量機(jī)器人未來(lái)發(fā)展前景會(huì)比較好，目前我國(guó)測(cè)量部門(mén)已經(jīng)組織技術(shù)人員對(duì)水文測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行了研發(fā)，并且對(duì)其進(jìn)行了短時(shí)間的應(yīng)用，通過(guò)其應(yīng)用效果進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其應(yīng)用前景是比較好的。水文測(cè)量機(jī)器人以遙控測(cè)量船為載體，集成GNSS、水深測(cè)量?jī)x等高精度測(cè)量設(shè)備，這些設(shè)備能夠使得水文測(cè)量機(jī)器人的運(yùn)行效率變得更高，能夠?qū)Ω鞣N水文信息進(jìn)行測(cè)量和接收，其重要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)就是安全穩(wěn)定以及智能高效。

(三)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是未來(lái)測(cè)量新技術(shù)中一個(gè)非常重要的發(fā)展方向，這種遙感技術(shù)具有時(shí)效性特點(diǎn)，而且分辨率非常高，能夠使用各種各樣的地形環(huán)境和氣候環(huán)境中，另外，就是這種無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的安全性能非常高，能夠?qū)Ω鞣N復(fù)雜環(huán)境下的水文數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量而不導(dǎo)致自身的破壞。最重要的就是無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)中應(yīng)用了非常先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件，通夠軟件的使用可以對(duì)一些高地空影像資料和數(shù)字化地形數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別和測(cè)量。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行深入調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)這種無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都會(huì)得到高效的使用，可見(jiàn)其發(fā)展前景是比較好的。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代化測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展對(duì)水文領(lǐng)域的測(cè)量工作有著舉足輕重的作用，因此，在接下來(lái)，我國(guó)測(cè)繪部門(mén)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和使用，爭(zhēng)取能夠使得測(cè)繪新技術(shù)在水文行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用效果更加突出，使其未來(lái)發(fā)展前景更好，從而帶動(dòng)我國(guó)水文測(cè)量事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]吳炳方,邢強(qiáng).遙感的科學(xué)推動(dòng)作用與重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2016,30(07):751-762.

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蔡磊，研究方向水文測(cè)繪，長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江下游水文水資源勘測(cè)局。