李華劍

臨沂市水文中心，中國(guó)·山東 臨沂 276000

1 引言

在以往，很多人力無法完成的工作，如今都可借助現(xiàn)代化技術(shù)及設(shè)備予以有效解決。就以水文測(cè)量工作為例，若僅依靠人力進(jìn)行計(jì)量，精確度將難以保證。而通過GPS技術(shù)對(duì)所測(cè)區(qū)域的水位、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集和科學(xué)處理，能夠幫助工作人員準(zhǔn)確、高效地完成水文測(cè)量任務(wù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量誤差的最小化，從而進(jìn)一步提升工作質(zhì)量?；诖?，論文針對(duì)GPS技術(shù)在水文測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行研究，具有一定的實(shí)踐價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

2 GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在水文測(cè)量工作的開展中，需要對(duì)水文地理的大致情況予以明確。之所以這么說，是因?yàn)樵趯?duì)水文進(jìn)行測(cè)量的過程中，工作人員需要對(duì)水土保持形態(tài)以及地質(zhì)情況予以充分考慮。在水文地域的測(cè)量過程中，工作人員需采用GPS技術(shù)圍繞水文地開展為期一周的測(cè)量。在此過程中，就顯現(xiàn)出了GPS的強(qiáng)大功能。簡(jiǎn)單來說，就是在繞行中所有走過的地表形態(tài)、水土形態(tài)以及地理位置等，借助GPS技術(shù)都可以完整地記錄下來[1]。所以，工作人員在實(shí)際測(cè)量中只需將GPS所記錄的詳細(xì)數(shù)據(jù)予以收集和記錄，隨后進(jìn)行整理，其具體的水文地質(zhì)狀況便可輕松獲取，根據(jù)相關(guān)測(cè)量要求，并結(jié)合所測(cè)量區(qū)域的實(shí)際情況，經(jīng)過綜合考慮后，便可選擇出最適合的勘探方式。

要想GPS技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)用的作用，工作人員在水文測(cè)量中需要將實(shí)際測(cè)量的勘探圖形作為主要依據(jù)，并將所獲取的測(cè)量信息繪制成圖紙。如此一來，GPS技術(shù)便可對(duì)所測(cè)區(qū)域進(jìn)行快速的定位和準(zhǔn)確的勘察。此外，在勘察的過程中，GPS技術(shù)能夠?qū)τ筛鞣N原因?qū)е碌臏系阑虬纪共黄降牡孛娼Y(jié)構(gòu)予以自動(dòng)識(shí)別，從而確保測(cè)量結(jié)果的真實(shí)性和有效性。

3 GPS技術(shù)時(shí)在水文測(cè)量的應(yīng)用中需注意的問題

在實(shí)際工作中，水文環(huán)境的不同，會(huì)對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用效果造成不同程度地影響。水文環(huán)境，從本質(zhì)上來看，其是一個(gè)廣義的范疇，其中涉及的內(nèi)容有很多。它可以是水文條件與航道運(yùn)輸?shù)那闆r，也可以是受地形因素限制水流所遇到的阻力等。對(duì)于這些難以確定的因素，測(cè)量人員通常會(huì)采用GPS技術(shù)來予以有效應(yīng)對(duì)[2]。在水文測(cè)量中，GPS技術(shù)的測(cè)量結(jié)果往往會(huì)受到一些客觀因素的影響而出現(xiàn)一定的誤差。

例如，水流速度并非一成不變的，其往往在風(fēng)向、水流方向的作用下，發(fā)生不同程度的改變。在行使船測(cè)量的過程中，風(fēng)速的變化會(huì)讓繞行過程中的行使船受水流的影響較大，GPS技術(shù)所得到的測(cè)量結(jié)果也會(huì)存在些許的偏差。同時(shí)，天氣變化、不同的地表形態(tài)等，會(huì)在一定程度上影響GPS的測(cè)量信號(hào)，這樣的話，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性也將無法得到保證。

GPS測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，可由多方面因素引起。例如，在工程項(xiàng)目的建設(shè)過程中，往往會(huì)測(cè)量河道的水文情況，但風(fēng)浪的存在會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在水文測(cè)量工作中，有時(shí)會(huì)有多個(gè)船沿著河道移動(dòng)，這會(huì)形成一定的水流，也將不利于水文測(cè)量工作的開展。

4 GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

中國(guó)水文資源豐富，由于江河間的間距較長(zhǎng)，地質(zhì)地形也有所差異，在對(duì)江河水文環(huán)境和水文地質(zhì)情況進(jìn)行勘探與測(cè)量時(shí)，測(cè)量范圍需要涵蓋整條江河，以確保數(shù)據(jù)信息采集的完整性。要想短時(shí)間內(nèi)對(duì)江河的流水與地勢(shì)情況予以充分了解，就必須通過對(duì)GPS技術(shù)的有效利用來進(jìn)行全程的水文地勢(shì)勘探[3]。因?yàn)榻柚@種技術(shù)開展水文測(cè)量，最大限度地節(jié)約了測(cè)量費(fèi)用和測(cè)量時(shí)間。

對(duì)于那些長(zhǎng)期未經(jīng)開掘的河道，直接應(yīng)用GPS技術(shù)測(cè)量其水文情況，能夠在不采取任何輔助手段的前提下，在最短時(shí)間內(nèi)得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。GPS技術(shù)具有十分強(qiáng)大的功能，若是對(duì)整條江河水文地質(zhì)情況進(jìn)行測(cè)量，那采用GPS技術(shù)是再適合不過的。

另外，GPS技術(shù)在操作上相對(duì)簡(jiǎn)單，大多數(shù)人基本上學(xué)習(xí)之后，都可以充分掌握和熟練應(yīng)用。通過對(duì)GPS技術(shù)中自動(dòng)化功能的合理利用，不僅可以使測(cè)量時(shí)間得到大幅度縮短，還能減少人力、物力以及財(cái)力的投入。在江河水文環(huán)境的測(cè)量中應(yīng)用GPS技術(shù)，通常天氣情況并不會(huì)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)造成影響，這樣一來，江河水文測(cè)量的全天數(shù)據(jù)便可完整的測(cè)量出來[4]。但需要特別注意的是，在開展水文測(cè)量的過程中，需要將江河本身的特性考慮在內(nèi)，這樣才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性及可靠性。

4.1 GPS具備采集數(shù)據(jù)的功能

由上文可知，GPS技術(shù)具有數(shù)據(jù)采集功能，在測(cè)量水道時(shí)，便可應(yīng)用這一功能，并對(duì)獲取的數(shù)據(jù)信息借助Hypack軟件進(jìn)行圖形的現(xiàn)場(chǎng)繪制，以便能在第一時(shí)間分析所測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況，并針對(duì)險(xiǎn)工險(xiǎn)段進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，并得出相應(yīng)的檢測(cè)報(bào)告。此外，Hypack軟件還能定量分析沿河流方向最大深處的連線變化、河床沖蝕與淤積相結(jié)合的變化等，甚至能對(duì)險(xiǎn)工險(xiǎn)段的危險(xiǎn)情況予以準(zhǔn)確地判斷，最后將所得出的報(bào)告提交給有關(guān)部門，以便其針對(duì)此問題采取相應(yīng)的防范措施[5]。由此可見，利用GPS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，借助Hypack軟件進(jìn)行圖形的繪制，可使工作人員的工作效率得到顯著提升。

4.2 靜態(tài)GPS在施測(cè)兩岸控制方面的優(yōu)勢(shì)

靜態(tài)GPS技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)兩岸的施測(cè)控制。通過對(duì)此技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠?qū)λ逻M(jìn)行實(shí)時(shí)差分施測(cè)，最短可在半年內(nèi)完成。這樣的話，不僅大大縮短了成圖周期，也能有效地提升水道地形圖的時(shí)效性。正因?yàn)檫@樣，使得當(dāng)前施測(cè)江河中下游重要部分的干流上，靜態(tài)GPS被廣泛應(yīng)用，從而進(jìn)一步提升了工作質(zhì)量。

4.3 GPS技術(shù)測(cè)量湖區(qū)水道時(shí)間段、具有完整性

在水系復(fù)雜的湖區(qū)開展水道測(cè)量工作，采用GPS技術(shù)只需要1年多時(shí)間便可完成內(nèi)外作業(yè)。特別是在治理和規(guī)劃湖區(qū)方面，可幫助相關(guān)工作人員繪制出完整的湖區(qū)水道地形圖。

4.4 水文巡測(cè)中使用的兩種方法

在水文巡測(cè)的開展中，往往在斷面施測(cè)上會(huì)采用GPS這種技術(shù)，以便將高洪期的水文信息予以詳細(xì)記錄，從而確保實(shí)際工作的連續(xù)性。在傳統(tǒng)水文斷面的測(cè)量工作中，多會(huì)用到測(cè)驗(yàn)定位法。簡(jiǎn)單來說，就是在將測(cè)量船放于湖中心，使其來回游動(dòng)，然后借助基線輻射桿六分儀夾角定位方法來進(jìn)行水文巡測(cè)。

5 結(jié)語

總體來說，GPS技術(shù)在水文測(cè)量工作中的作用和價(jià)值毋庸置疑，作為水文測(cè)量人員以及相關(guān)技術(shù)人員，應(yīng)清楚地認(rèn)識(shí)到GPS技術(shù)的重要性，加大其開發(fā)力度和應(yīng)用力度，以便其為水利建設(shè)事業(yè)的健康發(fā)展作出更多的貢獻(xiàn)。