GS技术在水利工程地质测绘中的应用

摘 要

计算机技术在中国工程项目上的应用，水利领域就是其中之一。由于水利建设的特殊性，信息技术在水利工程地质测绘中一直应用较为广泛。本文就以GPS 新技术在水利工程地质测绘中的应用为例对计算机软件在水利工程中的应用作了浅论。

【关键词】GPS 技术 水利工程地质测绘 应用

现在，大量计算机软件应用于水利行业，为水利工程建设做出了卓越贡献。随着我国国民经济的飞速发展，水利工程建设项目也无论从深度、广度以及精度方面都对工程地质勘测提出了更高的要求。面对勘探深度的加大，对勘探分辨率 （精度）要求的提高，为了满足水利工程地质勘测技术的要求，GPS被越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制工作中。

GPS ，即全球定位系统。应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制，传统方法进行勘测，跨河、跨沟水准难以传递，GPS则可以在高程控制方面较好地解决这个问题。另外，有时，勘察区控制点较少，或在山区、林区等进行勘测时，通视条件较差导致观测条件受限，运用GPS则可解决这些困难，提高测量精度，还可以大大减少作业时间。

1 GPS中遥感技术的应用

遥感技术视域广阔，信息丰富，具有立体感而且卫星影像成周期性重现、获取资料快速，正是由于上述特点，水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究中，遥感技术被广泛应用。

2 手持GPS在水利工程地质测绘中的应用

目前，手持GPS 被广泛应用于水利水电工程地质测绘工作中，主要进行导航和定位。 由于使用了不同的坐标系，所以手持GPS 所获得的测量数据不能直接展绘于地形图上。运用手持GPS 进行水利工程地质测绘，只有进行正确的参数设置后才能满足工作要求。

GPS 所使用的坐标系统是WGS-84 坐标系统，而水利工程地质测绘中使用的地形图不是1954 年北京坐标系就是1980 年西安坐标系，这与GPS 所使用的坐标系统不一致。不同坐标系之间的参数转换需要很强的专业知识，实际使用中多数GPS 初级用户又没有相应的专业知识，很多使用者不进行参数设置就使用GPS 定位，结果获得了误差很大的数据。实际上，应用手持GPS进行水利工程地质测绘有一个小技巧，即只需掌握地形图基本知识后对手持GPS 进行基本设置后就可以了。

其具体操作为：

（1）第一，打开GPS ，进入单位设置，把位置格式设为User Grid，在子菜单“中央经线（LONGITUDE ORIGIN）”参数中输入经度——此处注意：我国为东经，经度前应加“E”，投影比例（SCALE）的参数输入1.0， 东西偏差（FALSE E）的参数中输入500000.0，南北偏差（FALSE N）的参数输入0.0，然后将单位设为公制，保存。

（2）第二， 打开地图基准菜单，选择User。该菜单下有5 个参数，分别为DX、DY、DZ、DA、 DF，其中后两个即DA和DF为定参数，意为针对同一坐标系，是定值，但这也是针对北京和西安有所区别的。其中北京54 坐标系DA=-108、 DF=0.0000005；西安80 坐标系DA=-3、DF=−0.000000003，需要根据所应用的测量数据的坐标系统来选择。前三个即DX、DY、DZ为变参数，在不同的工作区，它们的值不同。在使用时需要根据工程区已知坐标点进行调整。这三个参数分别对应：参数DX 影响直角坐标X 值，DY 影响直角坐标Y 值、DZ 影响高程值。需要注意的是，到一个新的工作区后，在设置这三个参数前，需要首先将GPS 中参数DX、DY、DZ 均设为0 ，使三个已知坐标点均匀分布，然后进行GPS 定位。定位后，将获得的坐标与已知坐标进行比对，取其坐标差值平均值做为参数DX、DY、DZ 值，再在三个已知坐标点上用GPS 定位，再将获得的定位数据与已知点比对——如此反复调整，将GPS 定位误差定于五米以下。如果经过反复校正，GPS 所获得的数据仍然与已知坐标相差较大，这时要复核已知坐标是否正确并检查GPS 自身质量。检查时，可用两台GPS ，采用相同参数在同一点进行定位，如果其定位数据与已知点坐标相差较大，那就是GPS 自身质量有问题了。

3 GPS 新技术在水利工程测绘中的应用

利用GPS 新技术运用于水利工程测绘方面，其作业方式为首先用航空摄影测量飞机拍摄航空照片，采用Vexcel3000 和U1traScan5000 高精度扫描仪对构成立体像对的航片及中心片（主片）进行扫描数字化，生成TIFF 格式影像数据文件。

然后利用VirtuoZO312 全数字化摄影测量系统对影像数据和GPS 外业像控资料进行多种角度的编辑，包括空中三角测量、估算空三加密精度、全野外碎部点采集、数字高程模型生成和编辑、数字正摄影像生成以及正摄影像测图、数字线化图等，并生成线划图。

编辑过程为：将地形原始数据（GPS、全站仪等采集数据）输入到GIS系统，经过数据过滤后转化为三维矢量数据，进一步生成三维地面模型DTM。GIS，即地理信息系统。GIS技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件，还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题。该管理系统的开发是以美国ESRI 公司研制的ARC/INFO 软件做基本平台， 以MicrosoftVisualBasic6或者MicrosoftVisualC++开发平台为辅助平台来实现其功能的。目前，国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的MAPGIS，是一种专业的地理信息系统软件。利用GIS 强大的地理数据的集成、存储功能对于GPS、RS 获得水利工程数据和产品入库，进行测绘成果系统化管理。

利用内插手段，可以生成更高精度的DTM。DTM 在经纹理、光照等图先渲染操作，即生成逼真的整个测区数字地形模型，为调水工程的线路规划设计和调整提供了很重要的参考价值。随后再进行野外补调，最后编辑生成最终的线划图，再转换成Auto2CAD 的DWG 格式的图形文件。

实践证明，技术与传统的测图方式相比较，采用GPS新技术，不仅大大提高了图形的精度和产品质量，也提高了工作效率，降低了劳动强度，收到了可观的经济效益。

参考文献

[1]方兰平.王丹烽.浅谈计算机在水利公文处理中的应用[J].治淮，2000（10）.

作者单位

1.同济大学 上海市 200092

2.内蒙古河套灌区管理总局 内蒙古自治区巴彦淖尔市 015000