论文航道测量方法与数字地形模型建设，该文是测量方法相关自考毕业论文范文跟航道测量方法和地形和模型方面论文范本.
摘 要：近年来,航运事业发展迅速,作为航运安全、稳定发展的信息与技术来源,航道测量也面临着新一轮的挑战.航道测量作为一项重要的测量勘察工作,具有较强的技术性,且相关影响因素较多,针对关键性的航运指标,需要全面细致的勘测.因此,结合长江航道测量中心的实践过程,探讨航道测量的方法以及数字地形模型的建设.
关键词：航道；测量方法；数字地形；模型建设
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.26.087
在水运现代化事业不断发展的过程中,就航道的日常管理与长远的发展规划来看,都对航道建设管理技术提出了更高的要求.要实现安全、稳定的发展,就必须在与航运相关技术参数的信息分析、辅助决策以及处理办法等方面进行改进.近几年来,长江航道测量中心致力于长江干线航道基础测绘、科研测绘和重大应急测绘,长江干线航道信息化数据管理、信息化项目组织实施与运行维护.在航道测量方法以及数字地形模型的建设等方面,长江航道测量中心也做出了一定的贡献,本文即结合相关实践,对航道测量的方法、数字地形模型建设进行分析.
1航道测量
1.1航道测量概述
航道测量针对通航水域进行测绘,主要包括通航河道全部河床范围内的水下水上地物、地形以及两岸范围内的地物标志的测量,地磁偏差的测量,水流的观测,限航物与航行障碍物的测量.在航道图的绘制中,长河段航道图是某一河段全航线的连续航道图,反映了全部河床范围的水深、地物、地形以及岸上一定范围的地物标志,尤其是与航行相关的地物、港区水域、水下障碍物、陆域的设施、助航设施等,以及礁石等障碍物的位置、高度,可为航道规划、航运管理以及航行作业提供重要的参考.对此,长江航道测量中心通过强化科技创新,借助现代测绘技术与地理信息等前沿科技自主研发了长江电子航道图系统,为航运管理部门、港航企业、航行船舶以及社会公众持续提供及时、权威、丰富的电子航道图数据服务.
1.2航道测量方法
航道测量的关键在于其结果的可靠性与准确性,若在测量过程中出现偏差与失误,将会对航运的安全造成威胁.航道测量方法是决定测绘任务完成质量的关键所在,因此,选择合理、高效的航道测量方法,对航道测量工作有着重要意义.在规划与设计航道测量方案时,应当遵循以下基本原则：
先进行整体控制测量,后分期数字地形建模；先完成航道两侧的水上测量,后进行航道的水下建模；先市区内测量,后辖县分段建模.
1.3航道测量技术
航道测量技术的发展涉及到多个学科.根据航道测量的主要工作（水下地形测量）进行划分,大致可分为测深、定位.
航道测量定位技术主要指水深点平面位置测定与地形点的平面位置测定.现代航道测量定位技术经历了从光学定位、电子仪器定位到卫星定位的发展.上世纪90年代中后期以美国GPS为代表的全球卫星系统进入商业化应用,我国海洋测绘领域即迅速引入该技术并展开应用研究.在航道测量工作中,全球定位系统技术应用较为广泛.近20年来,我国航道测量定位技术先后经历了差分GPS定位（DPS）、连续参考站（CORS）、精密单点定位（PPP）几个应用发展阶段.目前航道测量工作中,主要采用载波相位差分技术（RTK）与CORS技术,省级CORS站网建设已基本完成,长江部分区段CORS的应用已相对成熟.PPP通过全球若干地面跟踪站GPS观测数据,对卫星轨道与卫星钟差进行精密计算,对单台GPS接收机采集的相位、伪距观测值进行定位解算.与DPS、CORS的精度相比,PPP的精度略低,但因其具有应用灵活、观测人数少、费用低等优势,能够满足一定比例尺下的航道测量精度,因而具有较好的应用前景.
航道水深是指航道范围内从水面到底部的垂直距离.航道测深技术经历了直接测深、声学测深以及光学测深的发展过程.主要测量方法有杆式与测深锤的直接测深法、单波束或者多波束的声学测深法、机载激光的光学测深法.直接测深法受到水流以及水深的影响较大,因而在现阶段的航道测量中应用较少.声学测深的原理是利用所测水域声波传速与换能器发出声波的往返时间求算障碍物与换能器之间的距离.机载激光以固定翼飞机或直升机为平台,向海面发射激光束,测量水深.机载激光测量技术突破了船载系统受海况、航行条件限制与效率低下等壁垒,具有较高的精度.
2控制测量
2.1控制测量概述
在航道测量的过程中,实施合理、有效的控制措施,从技术层面加强测量控制的力度,对测量结果的准确性与可靠性有着重要意义.就具体测量工作来看,根据航道测量方案的设计原则,结合测量工程实际选择相应的测量技术,综合考虑航道水下地形碎部与岸上测量时的需要,经过图上设计、实地踏勘以及选点埋石等工作,沿航道方向布设GPS控制网点.观测网常见的构网方法包括点连式、边连式与混合式.对航道测量而言,控制测量包括平面控制与水位控制,其中平面控制是关键.
2.2平面控制
GPS定位技术的准确性能够提高航道测量的精度,在测量工程中通常采用GPS全球定位系统.在测量前,应当先对现场进行踏勘,选取控制点,规模较大的测量项目,还应当结合航道区域内的天气、交通以及网形等情况编制作业调度计划表.在进行地形、水深测量时,需架设基站,并对界碑点进行测量校验,填写基站参数记录与校验记录等,以保证平面控制的质量.在进行GPS点位的选择时,应当考虑保存与使用的方便性,同时保证在地平仰角15°以上的视野内无障碍物,避开电磁辐射源,避免多路径效应误差.若GPS周围地平仰角15°以上的视野内有障碍物,或者周围有大面积水域,应当绘制环视图.目前测量中较为常用的平面控制测量技术为RTK,GPS-RTK测量的灵活性使得其适用于航道测量工作.
3数据采集
在测量时,先对航道两岸的地形特征数据信息进行采集,常见的采集方法为全站仪极坐标法,针对个别测段,也可采用RTK进行.在接到航道数据采集任务后,应当做好现场的踏勘工作,对相关技术要求进行分析,设计合理的数据采集方案,同时从以下两方面做好准备工作：
（1）做好工作小组的组织规划,明确、细化分工,提高小组人员的质量意识,明确自身职责；
（2）依照采集方案选择合适的仪器设备,并做好校正与检验工作,以减少因设备仪器造成的系统误差.
就航道测量技术来看,数据采集应当注意以下几点：
（1）针对航道两侧通视困难、桥涵较少或交通不便等情况,数据采集要求两侧独立采集,同时推进,并且保证数据的准确性与完整性；
（2）针对地形较为复杂的区域,应在开阔地区坎上、坎下打点,以地物合并的方法进行测量；
（3）针对航道附近的陡坎、公路、堤坝、道路交叉、沟心、边坡处与不能使用等高线表示的地貌特征地区,应当加测高程注记点；
（4）在测量过程中,尽量发挥计算机在图形平移、对称、拷贝等方面的优势,以最大化减少野外作业的工作量.
在实施测量的过程中,应当从以下几点进行测量过程控制：
（1）要求测量人员认真对待仪器的安置、瞄准、读数、记录、计算等环节,严格按照测量作业以及仪器操作的相关要求,避免误测、误读、误记、误算等情况的出现；
（2）加强测站检查,架设仪器时要求稳固、准确对中（误差不大于5mm）,在一起检验无误后进行下一步工序；
（3）具有很强的读图能力与方向感,对比例大小的控制能力强,保证草图与实际情况的一致性,图示符号与点号正确、规范书写.
4数字地形模型建设
4.1数字地形模型
数字地形模型（DTM）最初因高速公路的自动设计而被提出,是构建地形表面空间位置及其相关的属性信息的数字化表示,是在地形采样数据的基础上进行的地形表面重构.DTM主要用于地形状况的描述,可从中提取坡向、坡度、粗糙度等各种地形参数,并进行流域结构生成以及通视分析等应用分析.DTM应用广泛,常用于城市规划、路径选取、地形勘察以及灾害预测等方面.在地理信息系统（GIS）的建设中,基础地形库的建设约占整个系统的70%.因此,在GIS系统建设的过程中,基础地形库的建设占有重要地位.针对航运事业,要方便航道的GIS建库、专业图件绘制、数字地图缩编,以准确反映航道的地形数据信息,就必须准确运用各种编码,建设DTM.
4.2数字地形模型构建理论方法
数字地形表面建模主要有4种方法,即离散点建模、规则格网建模、三角网建模与混合表面建模.其中,离散点建模的实用性不强,而混合表面建模最终也多转化为三角网建模,因此,规则格网建模与三角网建模是两种最基本的建模方法.从离散点生成规则格网的算法较多,常见的有移动曲面拟合法、有限元内插法以及距离反比加权法等.有相关研究指出,规则格网建模方法最终呈现的地形效果图,与实际的地形结构存在一定的差异；与之相比,基于三角网建模方法得到的效果图,更加符合实际地形的结构.从算法应用的过程进行分析,三角网建模方法具有高效率、高精度等优点,且对构造线以及断裂线等的处理更为简单,因而具有较为广泛的应用.
4.3模型建设
在数字地形模型建设的过程中,应当充分利用绘图软件所特有的图像矢量化、图像处理、基本对象的生成与复制、拓扑计算构面、对象属性表操作等功能,实现与GIS数据源之间的无缝连接；对地物代码进行规范、统一,以体现GIS对空间信息数据的编码要求；全面适应GIS以及相关建设要求的线型、线宽以及颜色与分层管理,为GIS注记分层提供条件；对地形原始数据按GIS的概念进行处理,以方便测图系统与GIS的接轨.
5结语
在航道测量与数字地形模型建设的过程中,地形数据的采集具有重要的地位,数据的采集方法、记录格式以及数据精度等,都将对GIS的建设产生重要影响.在GIS的建设过程中,应当保证所采集数据的可靠性与准确性,将数字测图系统中的数据以GIS的概念进行重组.DTM是在地形数据采集的基础上进行的地形表面重构,对GIS的建设有着重要作用,可大幅提高GIS的数据获取、数据更新的效率,促进航运事业安全、稳定的发展.
参考文献
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此文总结：上文是一篇适合不知如何写航道测量方法和地形和模型方面的测量方法专业大学硕士和本科毕业论文以及关于测量方法论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
参考文献：
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