3S技术在水利工程中的应用研究

由光兴+李际军

摘 要：水利行業是关系到我国国计民生的重要基础行业，水利行业的发展受到我国各级政府的重视。随着信息化在各行各业发挥越来越重要的作用，水利行业信息化势在必行，在水利行业中推广3S技术，就是解决途径之一。这里的3S技术主要是指全球定位系统（GPS）技术、遥感（RS）技术和地理信息系统（GIS）技术，及单独系统而言可组成3S系统。其中GPS技术的作用在于将地球上任意地点三维坐标和载体运行速度记录下来，以实现准确时间信息的推算；RS技术的作用在于通过信号的接收和记录，然后对信息进行处理、分析和验证，最终实现资源和环境动态的监测；GIS技术的作用在于采集、存储、分析、查询和处理空间数据。

关键词：3S技术；水利工程；3S技术应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.108

1 3S技术在水利行业的应用

我国是一个水资源相对紧缺的国家，水资源分布不平衡，洪涝灾害、干旱缺水和水资源污染等问题十分严重，这些问题严重制约了国民经济和社会的发展。3S信息化技术在水利现代化建设中起着至关重要的作用。

1.1 水利测绘中3S技术的应用

（1）利用GPS定位系统定位精度高、实时定位速度快、提供三维坐标、操作简便、全天候作业等优点，可以实现平面控制测量、放样测量、高程测量等；

（2）RS和GPS相结合进行空中三角测量、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、正摄影像测图和数字线化图编辑并生成线划图，然后进行野外补调，最后编辑生成最终的线划图，并转换成Auto2CAD的DWG格式的图形文件；

（3）利用GIS技术实现部分水利工程测绘成果的信息化管理，建立测区的三维地面模型DTM。

1.2 水资源生态环境管理中3S技术的应用

水资源生态环境管理是指对含有丰富水资源的环境进行系统性水资源管理的过程，3S技术作为现时代较为先进的监测技术，理应被广泛应用在水资源生态环境管理中，如用于河流水质及水量、湖泊水质及水量和水库水质及水量等监测。将3S技术科学合理应用到水资源生态环境管理中，不但能够准确的了解到不同生态环境内水资源的情况，还能够真实反映出水资源生态环境中的变化趋势，更能够将水污染的源头及排污口等的分布空间全面展现出来，足以证实3S技术对水资源生态环境管理的重要性。

1.3 旱情区域灌溉面积监测和防洪减灾规划中3S技术的应用

主要应用在以下几方面：第一，用来预报旱情、监测旱情危害区域、监测旱情变化动态和为旱情决策提供技术支持；第二，对旱情区域的水源灌溉面积、水源灌溉效果、水源灌溉规划和灌溉的动态变化进行监测与管理；第三，监测雨情数据、水情数据、工情数据、险情数据和灾情数据，并将一切相关数据采集和提取；第四，用来构建防洪、减灾和救灾信息管理系统，以实现对相关数据信息的采集、存储、分析统计和管理；第五，用于灾情的评估、灾害危险的避免及迁安、救灾路线的制定、气象卫星的降雨定量和防汛决策的技术 支持等。

1.4 河势动态、水库库容和湖泊动态变化监测中3S技术的应用

第一，主要用来监测河道动态、河口动态和河势动态；第二，主要用来分析河流的流向、湖泊的泥沙淤积、泥沙的分布；第三，主要用来检测湖泊水位及容量变化、水库水位及容量变和水源泥沙含量等。

1.5 水利水电工程建设和管理中3S技术的应用

主要用于水利电工程建设过程中的选址、工程项目规划、施工设计及施工管理，如库区移民前的安置地环境容量的调查、调水工程选线的因素影响评价、大中型水利工程的环境影响评价、河道的管理、防洪的规划与建设等。

2 水利行业中3S技术的发展趋势

2.1 网络化发展

当下是一个信息化、数据化和网络化集为一体的时代，3S技术作为网络化时代的重要产物之一，必定会实现网络化，这就要求水利部门要充分利用现代网络技术及网络资源，来实现水利方面的资源共享，即实现3S系统的B/S和C/S模式支持。

2.2 集成化发展

通过对3S技术在水利行业中的实际应用了解到，RS系统、GIS系统和GPS系统的联合不但要通过数据接口实现，以保证三者之间的严格性、紧密性和系统性，还需要将三个系统集成一个应用价值最大的3S综合系统，并且三个系统的联合的过程中，会将其它系统融入其中，如MIS系统和OA系统等，以最大限度的满足水利行业发展需要，进一步证实3S技术集成化发展是必然趋势。

2.3 数学模型和决策分析一体化发展

水利工作者都了解，用3S技术单独对浏览、查询和分析采集数据形成的图形，对水利行业发展是没有太多意义的，只有将3S技术中的数学模型构建功能及决策分析功能一起应用到水利工作中，才能有效提高水利工作效率和质量，进而促进水利行业发展，所以3S技术中数学模型和决策分析一体化已然成为一种必然发展趋势。

2.4 实时三维和虚拟现实技术的逐步实现

水利工程在建设过程中往往会涉及到时间的序列问题、动态的监测问题及施工过程监测问题等，所以水利工程对具有时间维性质的3S技术需求很大，而实时三维3S系统则能够很有效和很直观的提供一切相关水利信息，并将信息表现出来。另外，3S技术中的虚拟现实技术能够实现对蓄滞区洪水的演进监测、水利工程的布置规划、工情信息的表达、地质构造的描述、、库区的描述等，为虚拟现实技术的成熟奠定了良好基础。

3 结论

综上所述，3S技术已经被广泛应用于水利行业中，有效促进了水利行业发展，同时水利行业的发展也提高了对3S技术的需求，进而促进了3S技术的不断发展与创新，适应了信息时代、网络时代的发展速度，所以在水利行业中应用3S技术是必要和重要的。这要求水利工作人员要在3S技术标准化、规范化的基础上，对水利工程建设进行管理和基础数据库的建设，在应用过程中还要不断提高3S技术应用水平，以为水利工程建设和提供更好的技术服务。