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1、2022年GIS、GPS、RS技术在水利建设领域中的应用探讨 论文导读：3S技术是遥感技术(Remotesensing。简称RS)、地理信息系统(GeographicInformationSystem。简称GIS)和全球定位系统(GlobalPositioningSystem。质和量两方面也都难以满意水利信息化的要求。关键词：水利信息化，遥感技术，全球定位系统，地理信息系统 0背景 3S技术是遥感技术(Remotesensing，简称RS)、地理信息系统(GeographicInformationSystem，简称GIS)和全球定位系统(GlobalPositioningSystem，简称GP
2、S)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术，是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾难动态监测与防治等的重要技术手段，是地学探讨走向定量化的科学方法之一，也是水利信息数字化的关键技术之一。 水利建设及管理是一个信息密集型行业，一方面，水利部门要向社会供应大量的水利信息，如汛情旱情信息、水质和水量信息、水资源信息和水利工程信息等；另一方面，水利部门也离不开相关行业的信息支持，如气象信息、地理环境信息、社会经济信息等。当今世界信息技术的飞速发展对水利信息
3、的采集、传输、处理、共享方式等都提出了更高的要求，传统的信息采集技术在时间、空间、采集频度和精度方面与水利建设各项工作的整体需求已不相适应，质和量两方面也都难以满意水利信息化的要求，因此，水利建设及管理噩需借助3S技术提升水利建设及管理的效率及效益。 1GPS技术及其应用 1.1GPS简介 GPS是美国从20世纪73年头起先研制，历时20年，耗资200亿美元于11014年全面建成的具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位实力的新一代卫星导航与定位系统。目前，由于GPS定位技术的不断改进和软、硬件的不断完善，传统上以测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术正逐步被一次性确定三维坐标的高效率、高精
4、度、低费用、易操作的GPS技术所代替。同时随着GPS接收机的改进，广域差分技术、载波相位差分技术的发展和美国SA(SelectiveAvailability)技术的解除，GPS技术在水利工程建设、导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域都有了更为广泛的应用。目前水利、铁路、马路、桥梁及隧道等大型工程限制网的实施均采纳了GPS技术，时至今日，GPS定位技术已经基本上淘汰了用常规测角、测距手段建立大地限制网的方法，其良好的精度、可观的经济效益已为水利建设领域所公认。 1.2GPS的应用 GPS技术在水利建设中的应用范围很广，如GPS可应用于航测外业限制测量、航摄飞行导航、机载GPS航测等航
5、测成图的各个阶段，同时通过加密测试限制点，可应用GPS实时动态定位技术(简称RTK)测绘各种比例尺地形图并用于水利工程的施工放样。而与GPS导航和RTK技术相比，水利工程建设中应用最多的是GPS静态定位技术，GPS静态定位技术广泛应用在精密水利工程测控网布设、城市、矿区和油田地面沉降监测、水库大坝变形监测、同层建筑变形监测、隧道贯穿测量等方面，可实现各种水利工程设施的实时监测和限制。随着我国A、B级GPS限制网的建立，水利部门基于这些GPS限制网供应的高精度平面和高程三维基准进行水利工程建设，将大大提高水利水电工程设计和施工质量。 2GIS技术及其应用 2.1GIS简介 GIS(Geograp
6、hicalInformationSystem，地理信息系统)是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。从20世纪60年头至今只有短短的四十多年的时间，但已经成为多学科集成并应用于各领域的基础平台，成为地学空间信息分析的基本手段与工具。GIS其技术优势不光在于它的集地理数据采集、存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间分析、预料预报和协助决策功能。目前，GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划、土地管理、区域开发与国防建设等
7、领域发挥越来越重要的作用，基于GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术为专业信息系统供应刚好、精确、标准化、数字化的基础空间信息以建立各类专业信息系统，从而实现管理的科学化、标准化、信息化。论文格式。 2.2GIS的应用 GIS是水利信息存储、管理、分析的有力工具，由于水利信息量大繁杂，既有实时数据又有历史数据同时还包含环境数据、经济数据、矢量数据、栅格数据等等。存储、管理这么庞杂的数据唯有地理信息系统能够胜任，同时借助GIS还可进行水利信息的可视化查询与网上发布。如在防洪救灾的过程中，可利用GIS进行防洪评估、洪涝灾难风险分析及城市防洪管理等等。而在水资源的管理方面，
8、可利用GIS进行水资源信息的空间与属性双向查询、历史数据管理和实时数据的动态加载、水资源信息的时空统计、多种方式的可视化表达及各类信息的空间分布和动态改变过程模拟、区域水资源的空间分析、主要用水户的分布、区域水资源管理模式区划等等，全部这些应用都为合理利用及管理水资源供应了便利的途径。当然，GIS在水利建设的其他方面也有着广泛的作用，如GIS在水环境及水土保持方面的应用及水利工程建设及管理方面的应用等等。 3RS技术及其应用 3.1RS简介 RS(RemoteSensing，遥感)技术由于其具有大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势，因而得到了快速的普及及应用，多光谱航空
9、摄影和高辨别率的遥感卫星将成为对地观测获得基础地理信息的重要手段。目前，各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获得，为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新供应了非常便利的方法和手段。一些大中城市已经利用航空遥感进行城市的综合调查，并编制地质、水文、植被、交通、污染、土地利用等专题地图，获得了大量社会与自然环境资料，为城市规划建设及国土资源开发利用供应了珍贵的信息资料。随着遥感数据源向着高光谱辨别率和更高空间辨别率发展，加之遥感相关处理技术的日益成熟，结合GIS和GPS，必将使RS技术在工程等领域应用进一步普及和深化。 3.2RS的应用 随着高空间辨
10、别率、高光谱辨别率、高时间辨别率卫星数据的日益丰富及普及，RS对水利建设及管理的影响和作用越来越大，目前RS在水利建设及管理方面的应用主要分为以下几个方面：洪涝灾难遥感监测、水资源监测、水环境监测、旱情监测、水土流失调查、河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查。 3.2.1洪涝灾难遥感监测 遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾难面积。RS和GIS集成能及早预报洪水沉没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾供应精确信息。目前，我国各地、各部门已建成洪涝灾情预报系统，它们将在防灾、抗灾、救灾中发挥重大作用。 3.2.2水资源监测 水资源遥感监测方面，在地表水体提取上，20世纪8
11、0年头用近红外遥感图像比较多，而在近10年来则更多地利用SAR图像，提取河流、水库、湖泊等地表水体。遥感结合地理信息系统技术还可以找寻地下水，通过遥感图像可查明与地貌、岩溶地貌、第四纪地质和新构造有亲密联系的水文地质条件，结合物探结果，可较精确地评价地下水资源。重视遥感资料的地质和水文地质分析是我国用遥感调查裂隙水精确率较高的缘由。此外，主动微波遥感对地面有肯定的穿透实力，可以发觉地下古河网的踪迹，找寻地下潜水层。另外，遥感对雪盖范围、雪的状态以及雪盖融雪程度的监测非常有效。近年来，用SAR对雪盖厚度的测定有了新进展，从而对雪盖水当量的估算更加精确。论文格式。对19101年长江大洪水的胜利预料
12、与19101年冬和19101年春用遥感手段对青藏高原积雪的监测有密不行分的关系。融雪是我国西部地区水资源的重要组成部分，目前遥感是冰川、融雪水资源调查最为有效的手段。 3.2.3水环境监测 利用航空红外扫描图像可以确定热电厂排水口外的水体升温及其空间分布，利用SAR图像或红外扫描仪确定海面油污染的范围和油膜的厚度，利用TM图像确定水生物、赤潮的范围等等，都是在水环境监测领域应用遥感技术的例子。在水质遥感监测方面，近几年来，对构成水的质量的一些要素进行定量监测的探讨有了肯定的进步，这些要素包括浑浊度、总悬移质泥沙含量、PH值、总含氮量等等。 3.2.4河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查 遥感技术
13、的优势之一是能够监测动态改变。几十年前的遥感影像可以真实、详细、形象地反映当时的下垫面状况。因此在河道、河口等的动态监测中遥感是首选工具，河道与河口的泥沙淤积以及引起的相应河势改变对防洪、航运等都至关重要。遥感在悬移质泥沙分布和河势监测中的应用也有技术优势。我国利用卫星遥感信息监测河道改变、预料河道发展趋势，并应用到水利规划、航道开发以及防灾减灾等方面，产生了非常可观的经济效益和显著的社会效益。尤其是近年来，开展了大量的河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积遥感调查工作。 3.2.5水土流失调查 近年来，随着现代遥感技术的发展及其在水土保持领域的应用，定量或定性与定量结合的侵蚀评价在区域监测中得以实现
14、，而地理信息系统技术又为较大范围的空间分析供应了快速、精确的技术手段，人们可以利用矢量和栅格两种类型的空间数据分析侵蚀因子的属性、数量值及其空间分布，进而评价侵蚀的类型、程度以及不同类型、不同程度侵蚀的分布规律。这就在技术、方法乃至理论上深化了区域土壤侵蚀监测的探讨。论文格式。 4结束语 当前在水利应用方面，3S技术的应用在国内外还处于起步阶段，但是已经取得了肯定的进展。目前，3S集成技术已经在全国江河洪水调度模拟系统、广西防灾减灾预警预报系统、广西洪水预警预报系统、天津城市防洪信息系统、天津引滦入港供水管道系统及其他应用系统中得到充分应用。不行否认的是，国内GIS技术在水利方面的应用起步相对
15、较早，但大部分只局限于二维的电子地图，并未形成肯定发展模式，在实际应用中也只起到防汛分析的功能。国外，在防汛方面作了相当大的工作，并为此开发出相应的GIS系统以解决科学分析、协助决策等功能。而GPS、RS在水利中应用则相对较少。 数字水利是当今社会发展的必定趋势，而数字水利离不开3S技术。随着遥感、卫星及雷达等技术和地理信息系统的应用，可供应了多元化的更丰富和更精确的信息，如防汛抗旱信息。卫星和雷达信息的引进不仅弥补了地面观测信息的不足，而且提高了信息的精确度和牢靠性。GIS的应用，推动了数字化流域，从而使流域的规划、开发、管理全面实现信息数字化，而GPS技术在水利的监测应用方面可供应精确、牢
16、靠、刚好的信息。因此3S技术是数字水利的重要技术基础。 参考文献：1徐绍铨，张华海等.GPS测量原理及应用M.武汉：武汉高校出版社，2001，7.2邬伦，刘瑜等.地理信息系统原理、方法和应用M.北京：科学出版社，2001，2.3梅安新，彭望禄等.遥感导论M.北京：高等教化出版社，2001，7.4翟天放.GIS技术在吉林省水利地理信息平台中的应用J.吉林水利，2022，(05)5王孟樵.GPS技术在水利工程领域中的应用J.四川水利，2022，(01)6佟祥明.3S集成技术在数字水利中的应用J.广西水利水电，2022，(03) 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页