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摘要：現代化測繪數據分析是現代化水利工程建設的一項基礎技術工作，文章以探討現代化的測繪數據分析技術在現代化水利工程學建設中的重要性和應用前景為主要出發點，詳細闡述了無人機在水利工程中基礎地理信息數據的獲取，并就其中的DEM數據進行了水文數據分析，河網數據提取與流域的劃分。
關鍵詞：測繪；水利工程；基礎地理信息
近幾年，測繪水利工程科學技術的進步和發展極其迅速，以遙感、全球定位系統、理信息系統作為技術支撐，無人機低空遙感器探測系統、激光掃描系統、連續高速運行的參考站以及網絡等極大地改變了水利工程中傳統的測繪模式。在我國水利基礎工程建設中，規劃設計人員在現階段所使用和需要的地形圖已經逐漸演變為數字線劃地圖(DLG)、數字正射影像(DOM)、數字高程模型(DEM)和三維地形圖等可視化的規劃設計需求。而無人機作為當前小范圍快速分析和獲取這些水利基礎工程設計數據的主要工具和技術手段逐漸被廣泛引入水利工程中。結果表明質量和精度已滿足生產需求。這些研究工作，對快速分析和獲取的DLG、DOM和DEM等數據提供了重要的技術性依據和參考，而基于DLG和DEM的數字水文地形圖分析則為當前水利基礎工程的可視化和規劃設計工作提供了更直觀的技術底圖，同樣也有部分水利工程科技專家和工作人員對此技術進行了有益的實踐，取得了一定的成果和認識。
1基礎地理信息數據獲取
無人機低空遙感系統的水利工程區域基礎地理信息數據獲取步驟如下（成果數據見圖1）。
1.1像片控制測量。像片控制點的布設與航空攝影測量主要是地形圖進行航空攝影成圖測量內業規范的加密與地形圖航空攝影測制的主要設計依據，同時像控點的布設也是直接影響地形圖精度的一個主要影響測量因素。以《1:500、1:1000、1:2000地形圖航空攝影測量外業規范》為主要設計依據,按照其中航向和區域網布點的外業要求分別進行了布設。像片控制點一般布設在航向及旁向六片或五片相互重疊的控制點范圍內，布設的每一個像片控制點均可作為公用。像片控制點施測系統采用GPS(RTK)接收機，先期控制點采用CORS網絡系統進行像控點位實測，后期在測區自主建立的GPS控制網(E級)的基礎上，采用接收機動態所位的實測數據進行像片監控點位，確保了像片控制點的施測精度。CORS控制站實測數據測繪院進行解析計算，RTK接收動態位實測數據在現場由RTK自動進行測算。
1.2空三加密?？杖用軘z影測量地圖監控系統軟件采用全方位數字化的空三編碼加密專業攝影成像測量系統，該系統根據技術設計進行，由多名外業作業人員實時提供外業數據，根據少量的野外控制點，由內業技術人員進行控制點加密，求得加密點的平面位置和高程值的測量方法。
1.3地形圖數據采集與編輯。立體模型測圖是在全數字立體攝影測圖工作站完成，立體模型定向采用空三自動圖像恢復技術對模型進行測圖，減少誤差，提高精度。對地物、地貌兩個要素的采集按地形編碼分層的順序進行，分類碼執行A/GB/TL3989-92《國家基本比例尺地形圖和編號》。工作站圖形的編輯在CASS9.0軟件平臺上進行并完成，主要編輯如下：1）將工作站采集的數據轉換成AUTOCAD數據(*.dwg)的圖形文件；2）地形圖層、顏色、線型及線寬等的分析和處理；3）等高點線矛盾的分析和處理；4）編輯等高線和地物之間關系及地物與地物之間關系；5）等高線的閉合、道路的末端封閉和地類界的閉合；6）編輯完成后作業員要進行圖面自查工作，與臨圖的接邊工作，注意接邊處的處理細節；7）保持地物、地貌的性質和用地類別的一致性，并通過套合CAD軟件進行丟漏檢查。
1.4DEM生成。DEM數據采用專業軟件生成，保證其精度和生成的DLG一致。其基本數據生成的作業方法和流程如下：1）專業軟件收集并生成DLG的三維數據，轉換成標準的DXF格式；2）通過利用相應的專業軟件對數據進行內部插值并進行轉換即可生成一個DEM；3）使用分幅裁剪功能對生成的DEM數據進行一個標準的分幅裁切，生成一個作為標準圖幅*.GRD格式數據。
1.5DOM的制作?？杖用芄ぷ魍瓿珊?，導入空三加密成果。根據像片的內外方位元素和DEM對已經數字化的整個影像進行分析和糾正所得到數字正射影像，將其鑲嵌、調色、裁剪等步驟生成最終的數字正射影像圖，即DOM。
2基于DEM進行河網提取與流域劃分
溝壑分布和密度的定義是一種用來描述某個排水區域內的地表被大量水流切割后可能表現的破碎粗糙程度的一種定量數學表達，用一個單位區域面積內的水系總長度來表示。按照對溝壑密度的分析和定義可知，要確定一個排水區域的具體溝壑分布和密度首先需要準確地知道該區域的河網具體分布，而且在確定了河網的分布后，可以合理地劃分出位于該區域內的各個排水流域。這些流域又可以稱為公共排水區域，是指將流經其中的大量水流和其它物質從一個公共的出水口河網中排出，而形成的一個集中排水區域。通常的復雜情況是，一個地表區域的次級地表深層溝壑面積密度越大，可能表明該地表區域的深層地表越破碎。因此在一個地理區域之內，對當地水土的資源保持和對自然資源嚴重流失的防治研究，河網的資源提取就顯得尤為重要。一個河網排水流域面積的合理確定，對于一個河網區域內的大型水庫前期建設、淤地壩的前期建設、泥石流自然災害的及時預防等基礎工作都具有重要的技術指導性意義。基于累積量的DEM數據進行河網提取、流域劃分是目前水文流向分析的基本方法和內容，其操作步驟主要是檢查數據來源是否真實存在于洼地，如有洼地填充處理，進而自動做河網流向自動分析，得到給定流水的累積量，按照河段給定的時間和條件自動劃分給定的河段、提取給定河流的網絡和對給定的河流進行分級。利用給定的流水數據累積量自動捕捉匯流點，進而自動提取給定的流域，具體操作的過程可以直接參考流向分析相關的文獻。需要特別注意的另一點是，被處于較高高程的區域流水圍繞的填充洼地是進行較高高程水文數據分析的一大重要障礙，因此在確定較高高程水流的方向以前，必須先將周圍的洼地進行填充。有些填充洼地可能是在DEM生成的過程中帶來的水文數據錯誤，但另外一些卻是表示了真實的較高高程地形，如采石場或巖洞等。通過用填充周圍的洼地得到DEM。在經過這些填充洼地后的DEM，流水可以暢通無阻地一直流至較高高程區域內部地形的中心點和邊緣。以山西省太原市某地區的DEM數據進行了該區河網與流域提取工作，獲得的成果見圖2。
3結束語
基礎地理信息數據的獲取主要是采用航空攝影測量技術。目前傳統的航空攝影地形圖測量主要是飛機航空攝影平臺本身所攜帶的航攝儀對地面的攝影，對于水庫等小區域的地形圖測繪采用飛機一直認為應用經驗不足，主要程度上是因為作業區域面積及經費限制原因所致。近幾年遙感系統采用無人機低空攝影地形圖的成功推出，彌補了大飛機在水庫等小區域的地形圖測繪中的不足，將航空攝影測量與遙感的技術應用范圍進一步擴大。本文主要是針對航空攝影測量在水利工程地理建設中的實際應用情況給出了具體的技術分析和步驟，并對DEM數據進行河網提取與流域劃分做了一些研究，并具體應用到實踐中去，對航空攝影測量在水利工程建設中的先進化程度進行了有益的探索與研究。
作者:程玉紅 單位:山西省測繪地理信息院