摘 要：紧紧围绕着“采用管理创新和先进的技术方法进行水下地形测量，实现库容曲线的复合；利用先进技术手段，建立三维空间数据模型及三维仿真模型，最终达到对水库的淤积变化趋势、调节库容预测、拦洪蓄水能力、洪水淹没、大坝安全预测等内容进行科学分析，动态管理”的目标。为今后探查泥沙淤积对库容的影响、节能增效提供翔实可靠的基础数据。
关键词：摄影测量技术（DPS）；遥感技术（RS）；地理信息技术（GIS）；全球定位技术（GPS）
中图分类号：TP79 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）36-0154-02
Abstract： Focusing on "adopting innovative management and advanced technology methods to carry out underwater topographic survey to realize the combination of reservoir capacity curves， and utilizing advanced technical means to establish three-dimensional spatial data model and three-dimensional simulation model"； Finally， it achieves the goal of scientific analysis and dynamic management of the change trend of reservoir siltation， the prediction of regulating reservoir capacity， the capacity of flood retention， flood submergence， dam safety prediction and so on. It provides detailed and reliable basic data for exploring the influence of silt deposition on reservoir capacity and saving energy and increasing efficiency in the future.
Keywords： photogrammetric technology （DPS）； remote sensing technology （RS）； geographic information technology （GIS）； global positioning technology （GPS）
引言
库容曲线是水库特征的最基本资料。其精度直接影响洪水调度的准确性、水库洪水预报及其控制运用的效益。水库蓄水运用后，由于泥沙淤积等原因，建库时制定的曲线变化明显，采用高科技手段和方法进行管理和辅助决策，建立完善的水库数字空间运行管理信息平台，利用遥感GIS技术进行电站水库库容曲线复核工程。
1 三维遥感技术特征分析
水库蓄水运用后，由于历年入库泥沙大部分甚至全部淤积在库内，因而在一定时间后建库时制定的库容曲线会发生明显的变化。为了更加科学、客观、实际地对水电站实施节能挖潜、综合利用、安全增效，目前迫切需要引進和采用高新技术手段对水电站进行管理，通过数字高程模型及遥感GIS技术、DGPS定位与数字测深仪结合，复核不同蓄水位库容曲线，构建水电站数字高程空间模型。辅助建立水库上下游河流健康和生态平衡机制，摸清泥沙淤积对水库有效库容的影响，科学合理安排生产调度，提高水电站的发电效率；动态监测水库大坝变形/沉降状况，利用水库压力及容量虚拟现实模型，实时展示水库全貌，以确保水库大坝安全，同时可以提供各水位流域范围全景三维影像，提高管理决策水平等等。
2 应用三维遥感技术提升水库调蓄水平
2.1 技术路线制定
（1）基于航空航天数字影像、全球定位技术及三维空间分析技术，构建水库以及周边地区二、三维基础和空间地理信息数据体系，建立国家控制基准与水库独立控制网的联系，通过制作3D基础数据，为“水电站三维空间运行管理信息平台”提供数据支撑。
（2）通过回声测深仪、GPS载波相位差分定位技术，构建三维数据自动采集系统，按照标准测线，准确快速采集高精度、高密度水下地形数据，获取水底测点平面和深度信息，利用以ARCGIS为平台的数据处理编辑软件，制作水下地形图、计算库容、生成库容曲线，并与初设库容曲线进行复合分析，为探查泥沙淤积对库容的影响、节能增效提供翔实可靠的基础数据。
（3）建立地理信息与水电站各项生产运行指标间的对应关系，分析二者间影响权重关系，为三维空间信息平台提供预测分析的数学模型。
（4）通过全库区的航空、航天影像数据和制作的DLG、DOM、DEM及水下地形和库容曲线复合数据，建立水库库区范围内的三维数字空间分析模型及水库地下高精度地形模型和水库库区三维虚拟现实场景。
2.2 成果精度保障
（1）三等水准测量的精度统计，线路长度92.6公里，闭合差75.17毫米，允许误差115.47毫米。
（2）静态GPS网测量的精度统计
基线名 Std.Dev_DN（mm） Std.Dev_DE（mm） Std.Dev（mm）
LH003006.zsd-LHPD3000.zsd 4.34 2.97 5.26
站点名 Std.Dev_N（mm） Std.Dev_E（mm） Std.Dev（mm）
LHPDB 4.02 2.77 4.88
（3）水下地形测量的精度统计
测深检查线与主测线相交处，图上1mm内水深点的最小互差0.08m、最大互差0.35m、平均互差0.1575m：共利用5032个检测点进行精度统计。
3 技术创新方法
针对水库库容和淤积量确定方法，应用现代水下地形测量技术，具有计算准确、定位精度高、数据利于水下地形图的绘制和建立DTM的优点。采用的先进技术体系，保证了“水电站三维空间运行管理信息平台”在较长时期内在行业内拥有技术优势。运用现代数字摄影测量技术（DPS）、遥感技术（RS）、地理信息技术（GIS）、全球定位技术（GPS），通过获取整个库区的影像数据，建立库区三维数字空间分析模型及三维仿真模型：利用全库区地面上及水下的1：10000 3D数据及厂区的1：1000 3D数据，集成GIS组建，采用3DSmax，VRMap图像处理技术，建立全库区三维数字空间分析模型及三维仿真模型。了解水库淤积的空间分布情况，并通过水下地形测量，对库容曲线进行复合，以便对水库的淤积变化趋势、调节库容预测、拦洪蓄水能力、洪水淹没、大坝安全预测等内容进行分析，为水库的节能挖潜、提高发电效率提供数据库支撑。
新的生产路线：各分项生产内容都紧紧围绕着“采用管理创新和先进的技术方法进行水下地形测量，实现库容曲线的复合；利用先进技术手段，建立三维空间数据模型及三维仿真模型，最终达到对水库的淤积变化趋势、调节库容预测、拦洪蓄水能力、洪水淹没、大坝安全预测等内容进行科学分析，动态管理”的目标。利用制作的卫星遥感影像图、数字高程模型数据，具有相关要素的DLG数据，为制作水电站三维模型提供基础数据；厂区大比例尺正射影像图及DLG数据，以构建核心数据；通过进行1：10000水下地形图测绘，以求取新的库容及库容曲线，更新水电站初步设计时的水库面积、库容及库容曲线，并进行库容曲线复合，为今后探查泥沙淤积对库容的影响、节能增效提供翔实可靠的基础数据。
新的作业方法：通过回声测深仪、GPS载波相位差分定位技术，构建三维数据自动采集系统，按照标准测线，准确快速采集高精度、高密度水下地形数据，应用CASS软件进行库容计算，生产库容曲线，对测量数据的综合分析处理、生成水下地形图，确保库容曲线精度。
新的技术手段：采用先进CASS9.0软件自动进行测量数据处理生成水下地形图，利用ARCGIS软件生成DEM，以容积为横坐标，水位为纵坐标，绘出曲线；采用三角网格法计算数学模型求整个水库库容，同时以GIS为平台建立了水库库区的三维空间模型及三维仿真模型。提高了水电站的科学化管理层度。
采用的方法：
数字测深仪结合RTK无验潮改正测量方法：
传统有验潮测量方法是利用GPS测定测点的平面位置，利用测深仪测定测点的水深，得到测点的瞬时潮位数据，就可以获得测点的高程，该方法存在浪涌误差、水位改正误差、动吃水改正误差。生产得到数据结果须经过纠差改正处理，数据精度较低，且作业效率低，生产成本大。
数字测深仪结合RTK无验潮改正测量方法是在有验潮改正测量方法基础上的一种改进方法，测深仪换能器底部高程H；底部到GPS天线高度h；测深仪实测水深Z；某时刻测量的湖底高程H0。H0 始终是某时刻实测的湖底高程，只和测深Z、高H有关。该测量方法将消除水位、波浪、吃水的影响，是比较实用的方法。
利用数字高程模型DEM计算库容。DEM 主要有3 种表现形式，基于规则格网的DEM（GridObased DEM）、三角网的DEM（TriangleObased DEM）、基于等高线的DEM。通常采用双线形平面对其进行模拟，库容由四棱柱体积进行累加得到。
采用DEM 进行容积计算可基于功能强大、专业的图形计算机、专业分析软件，此方法具有自动化程度高、精度高、直观、作业效率高、形象、等特点。
4 结束语
利用水下地形测量成果实现库容的计算，精确生成库容曲线，经过与初设库容曲线、面积曲线进行复合比较，以了解水库库区水下的变化情况，以满足对水库库容、发电和安全等各项指标影响的分析以及水电站节能挖潜增效的措施调整，防洪、灌溉、航运、养殖、旅游等水库综合功能的开发和高效能利用等等需求，以便采用高科技手段和方法进行管理和辅助决策。
参考文献：
[1]刘桂卫.多尺度三维遥感技术在某鐵路地质勘察中应用[J].铁道工程学报，2016，33（08）：40-43+99.
[2]陈剑峰.遥感技术在水利水电工程地质勘察中的应用研究[J].江西建材，2016（12）：127.