駱旭佳，王杉杉

（1.浙江華東測(cè)繪地理信息有限公司，浙江杭州，310014；2.浙江臻善科技有限公司，浙江杭州，310015）

內(nèi)陸水域水下地形測(cè)繪在信息化測(cè)繪體系建設(shè)過(guò)程中的新發(fā)展

駱旭佳1，王杉杉2

（1.浙江華東測(cè)繪地理信息有限公司，浙江杭州，310014；2.浙江臻善科技有限公司，浙江杭州，310015）

信息化是新形勢(shì)下測(cè)繪體系發(fā)展的新趨勢(shì)。多波束技術(shù)、GIS技術(shù)及水文遙測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展大大提高了水下地形測(cè)繪的工作效率，同時(shí)降低了工作中人力、時(shí)間成本投入。這幾項(xiàng)技術(shù)的集成應(yīng)用與發(fā)展，正在努力構(gòu)建水下地形信息化測(cè)繪體系。筆者以內(nèi)陸水域的水下地形測(cè)繪工作為例，介紹水下地形測(cè)繪在信息化測(cè)繪體系構(gòu)建過(guò)程中的新發(fā)展。

內(nèi)陸水域；地形測(cè)繪；信息化測(cè)繪體系

0 引言

近些年的測(cè)繪科學(xué)發(fā)展可以總結(jié)歸納為兩個(gè)階段：前一階段是努力構(gòu)建數(shù)字化測(cè)繪體系，根本上改變傳統(tǒng)的測(cè)繪模式[1]；現(xiàn)階段的測(cè)繪工作，無(wú)論是從硬件設(shè)備發(fā)展上看還是從計(jì)算方法完善的角度分析，都正在由數(shù)字化測(cè)繪向信息化測(cè)繪轉(zhuǎn)變。數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、數(shù)據(jù)獲取實(shí)時(shí)化、數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化、服務(wù)體系網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)應(yīng)用社會(huì)化等信息化體系的代名詞，已經(jīng)快速融入到測(cè)繪的各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、地理信息技術(shù)、多波束技術(shù)、水文遙測(cè)技術(shù)等新型技術(shù)也快速滲透到了水下地形測(cè)繪領(lǐng)域。

“十二五”期間，國(guó)家明確提出構(gòu)建信息化測(cè)繪體系的發(fā)展目標(biāo)，逐步提高我國(guó)測(cè)繪保障的服務(wù)能力[2]。測(cè)繪領(lǐng)域內(nèi)的各個(gè)細(xì)分專業(yè)均朝著這個(gè)方向在努力，也取得了大量的成果。測(cè)繪儀器制造技術(shù)的提高、測(cè)繪應(yīng)用程序的快速發(fā)展、城市CORS站建設(shè)的普及、城市基礎(chǔ)測(cè)繪的信息化采集、工程測(cè)量自動(dòng)化、精密測(cè)繪的自動(dòng)化與信息化、測(cè)繪成果管理的電子化等等，都為信息化測(cè)繪體系的建設(shè)貢獻(xiàn)了力量[3-4]。水下地形測(cè)繪工程中，信息化的身影也隨處可見，也正在向著構(gòu)建信息化測(cè)繪體系大步邁進(jìn)，雖然只是整體信息化測(cè)繪體系建設(shè)中的一小部分，但對(duì)水利、水電及能源行業(yè)的規(guī)劃、建設(shè)和管理有著十分重要的意義。

1 內(nèi)陸水域地形測(cè)繪的特點(diǎn)

水下地形測(cè)繪是測(cè)繪領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)細(xì)小分支，目的是獲取水下地物、地貌等地形特征，成果表現(xiàn)形式通常為水下地形圖、等深線圖、斷面圖或者相應(yīng)的表格信息。水下地形圖常以高程點(diǎn)或者等高線表示，服務(wù)于工程建設(shè)領(lǐng)域；水域等深線圖通常以水深點(diǎn)和等深線表示，服務(wù)于航行、疏浚等工程作業(yè)[5]。水下地形測(cè)繪工作，又可根據(jù)其地理分布，細(xì)分為海洋水域水下地形與內(nèi)陸水域水下地形。隨著國(guó)家海洋經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略、內(nèi)地河流的綜合開發(fā)利用，水下地形測(cè)繪工作越來(lái)越受到重視與關(guān)注，各項(xiàng)技術(shù)也得到了快速發(fā)展。相比之下，由于內(nèi)陸水域水下地形大部分與工程建設(shè)相關(guān)，與人類社會(huì)活動(dòng)更加密切，受到的關(guān)注度也更高。

與陸上地形測(cè)繪工作相比，水下地形測(cè)繪工作要困難很多，主要體現(xiàn)在前期外業(yè)數(shù)據(jù)的采集難度。受限于動(dòng)態(tài)定位與測(cè)深技術(shù)本身的發(fā)展水平，以至于很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，在水下地形外業(yè)測(cè)量相關(guān)的工作中無(wú)法高效、快速得到準(zhǔn)確的水下地形。早期，只能采用交會(huì)測(cè)量的方式，少量獲取水域范圍內(nèi)重要的點(diǎn)位，獲取輕量化的水下地形資料。慢慢地，隨著電子數(shù)據(jù)采集、微波測(cè)距交會(huì)定位系統(tǒng)及電磁波測(cè)距定位等技術(shù)的出現(xiàn)，才逐步打開這一領(lǐng)域，水下地形正式進(jìn)入電子化時(shí)代，測(cè)量效率也有了大幅提高[6]。現(xiàn)階段，衛(wèi)星定位、回聲測(cè)深儀（聲納）、自動(dòng)化控制等技術(shù)的發(fā)展把水下地形測(cè)繪外業(yè)數(shù)據(jù)采集帶入到信息化、實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化測(cè)量的新時(shí)代。同時(shí)，在內(nèi)陸水域水下地形測(cè)繪工作中，結(jié)合自動(dòng)化控制無(wú)人駕駛技術(shù)、水文資料遙測(cè)遙報(bào)技術(shù)、地理信息技術(shù)，水下地形測(cè)繪目前正逐步構(gòu)建起一套自有的社會(huì)化應(yīng)用系統(tǒng)，服務(wù)于各類工程建設(shè)。

2 信息化下的新發(fā)展

內(nèi)陸水域水下地形測(cè)繪的信息化體系建設(shè)過(guò)程主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：信息化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和顯示、自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理、社會(huì)化的應(yīng)用體系建設(shè)。幾項(xiàng)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合正在構(gòu)建起水下地形信息化測(cè)繪工作體系，將水下地形測(cè)繪工作引入到新的發(fā)展階段。

2.1 信息化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和顯示體系建設(shè)

這一體系的建設(shè)主要依托于科技進(jìn)步與測(cè)繪需求的增長(zhǎng)。第一，衛(wèi)星定位技術(shù)快速發(fā)展，各類GNSS產(chǎn)品也層出不窮，各廠商的信標(biāo)機(jī)、星站機(jī)、RTK頻繁推出新品，性能上也在不斷改善；第二，回聲測(cè)深儀（聲納）設(shè)備也從單波束逐步發(fā)展到多波束，從單點(diǎn)位采集發(fā)展到點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集[6]；第三，水文信息采集相關(guān)設(shè)備的技術(shù)在逐年提升，自動(dòng)化的潮位記錄、水位記錄儀、自動(dòng)化的流速儀、聲速剖面儀等等產(chǎn)品不斷提升著數(shù)據(jù)采集的信息化水平，并可同步將水表特征數(shù)據(jù)信息發(fā)送至服務(wù)器；第四，自動(dòng)化的無(wú)人船可搭載多波束、單波束等測(cè)深設(shè)備，按照既定航線實(shí)時(shí)進(jìn)行有序的數(shù)據(jù)采集，并可以自動(dòng)避讓障礙物，被廣泛用作水下探測(cè)設(shè)備安裝平臺(tái)。

這幾年，為了提高測(cè)繪的工作效率和測(cè)量的精度，越來(lái)越多的測(cè)繪單位引入動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)、回聲測(cè)深等技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，使水下測(cè)深數(shù)據(jù)可隨著測(cè)量工作的實(shí)施，達(dá)到同步輸出成果的工作形式，共同推進(jìn)水下地形測(cè)繪的技術(shù)發(fā)展。這一部分內(nèi)容構(gòu)建了水下地形測(cè)繪信息化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和顯示。

2.2 自動(dòng)化的地理信息數(shù)據(jù)處理體系建設(shè)

計(jì)算機(jī)性能的快速發(fā)展和GIS技術(shù)體系方法的逐步完善進(jìn)一步推動(dòng)了新形勢(shì)下水下地形測(cè)量地理信息數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理體系的建設(shè)。

通過(guò)引入高性能的計(jì)算機(jī)硬件，保障了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取與處理；通過(guò)編寫高效的數(shù)據(jù)處理程序，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理、提取、轉(zhuǎn)化成后續(xù)可使用的信息；通過(guò)GIS技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行層層篩選、比對(duì)，完成數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)挖掘工作，進(jìn)一步擴(kuò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍。

通過(guò)上述幾項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建了水下地形測(cè)繪工作中自動(dòng)化的地理信息數(shù)據(jù)處理體系雛形。

2.3 社會(huì)化的地理信息應(yīng)用體系建設(shè)

水下地形測(cè)繪社會(huì)化的地理信息應(yīng)用體系建設(shè)主要是構(gòu)建社會(huì)化的應(yīng)用，包括建立工作流程、建立相關(guān)的軟件應(yīng)用系統(tǒng)等。

目前，水下地形測(cè)繪的手段已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高科技化，相關(guān)設(shè)備的集成也已經(jīng)成熟。在內(nèi)陸水下地形測(cè)繪工作的開展過(guò)程中，涌現(xiàn)出很多相關(guān)的工作流程與系統(tǒng)，不但推動(dòng)了水下地形測(cè)繪業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，也可幫助各管理單位對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，給工作帶來(lái)極大的便利。從大量的工程應(yīng)用來(lái)看，水下地形已經(jīng)脫離了傳統(tǒng)的圖紙與表格形式，使用上走向了電子化、信息化和系統(tǒng)化。

以筆者為例，所在單位長(zhǎng)期參與水利水電工程建設(shè)中的水下地形測(cè)繪及數(shù)據(jù)處理工作，在水下地形測(cè)繪工作過(guò)程中亦開發(fā)建成了一系列服務(wù)于工程建設(shè)的應(yīng)用系統(tǒng)軟件，為各工程建設(shè)提供快速的數(shù)據(jù)處理服務(wù)與技術(shù)支持。相關(guān)的系統(tǒng)還結(jié)合水質(zhì)、水位、流量、濁度、雨量等水文自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)工程區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)建庫(kù)、管理、建模、分析、預(yù)測(cè)做了相應(yīng)的集成工作，有助于水利水電項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)管理。從整個(gè)工作過(guò)程上來(lái)看，社會(huì)化應(yīng)用體系已經(jīng)初具雛形。

3 結(jié)語(yǔ)

信息化測(cè)繪體系建設(shè)是一個(gè)龐大的綜合工程，不僅需要測(cè)繪行業(yè)始終如一的不斷努力，更需要各級(jí)政府、各級(jí)測(cè)繪行政主管部門的大力支持，同時(shí)也需要其他相關(guān)部門的密切配合。信息化測(cè)繪體系的構(gòu)建并不僅僅依靠技術(shù)實(shí)現(xiàn)，還需要技術(shù)、工作人員、主管部門之間相互適應(yīng)與相互配合[7]。

水下地形信息化測(cè)繪體系的建設(shè)過(guò)程亦是如此。目前信息化測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)被人們廣泛應(yīng)用，取得了很多新成績(jī)，體系已經(jīng)基本形成，可以在后續(xù)的實(shí)踐中不斷去整合、完善。完善過(guò)程中，要充分提升與改造水下地形測(cè)繪的業(yè)務(wù)流程、生產(chǎn)流程、信息流程，合理優(yōu)化、調(diào)整現(xiàn)有生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，調(diào)動(dòng)各方積極性。相信通過(guò)這些努力，內(nèi)陸水域水下地形信息化測(cè)繪體系在不久的將來(lái)會(huì)更加成熟、完善，為水利、水電及能源行業(yè)的規(guī)劃、建設(shè)、管理提供更加便捷、更高價(jià)值的服務(wù)。 ■

[1]吳滿意.生產(chǎn)單位信息化測(cè)繪體系建設(shè)定位與內(nèi)容探討[J].地理空間信息,2015,13(6):13-15.

[2]孟長(zhǎng)永.淺談如何構(gòu)建信息化測(cè)繪體系[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(31):294.

[3]張孝盛,薛敏霞,王軍暉.CORS技術(shù)在大比例尺水下地形測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技資訊（工程技術(shù)）,2015(16):78-79.

[4]何平.信息化測(cè)繪體系建設(shè)在城市測(cè)繪工作中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品（信息技術(shù)）,2014(21):12.

[5]向亮.第5代多波束測(cè)深系統(tǒng)在江河湖泊的監(jiān)測(cè)應(yīng)用[J].水利信息化,2012(4):38-41.

[6]劉樹東,田俊峰.水下地形測(cè)量技術(shù)發(fā)展述評(píng)[J].水運(yùn)工程,2008(1):11-15.

[7]毛衛(wèi)華.關(guān)于浙江省信息化測(cè)繪體系建設(shè)研究的若干思考[J].浙江測(cè)繪,2011(3):6-8.

作者郵箱：luo_xj@ecidi.com

New development of underwater topographic surveying and mapping for inland water-areas in construction of informationized surveying and mapping system

by LUO Xu-jia and WANG Shan-shan
Zhejiang Huadong Surveying,Mapping and Geoinformation Co.,Ltd.

Informatization is a new trend in development of surveying and mapping system.The working efficiency of underwater topography has been greatly improved by the rapid development of multibeams technology,GIS technology and hydrological remote technology,while the cost of manpower and time has been reduced too.Based on the integrated application and development of these technology,the informationized underwater topographic surveying and mapping system is in construction.Taking the un?derwater topographic surveying and mapping work in inland water-areas as an example,this paper intro?duces the new development in constructing the informationized mapping system.

inland water-areas;topographic surveying and mapping;informationized surveying and mapping system

P208

B

1671-1092（2016）05-0050-03

2016-08-06

駱旭佳（1985-），男，浙江義烏人，工程師，碩士研究生，主要從事水電測(cè)繪及信息化工作。