水利設計中地圖軟件的應用范文
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摘要:文章結合經(jīng)常使用的幾個地圖軟件，分析地圖軟件在水利事業(yè)的使用情況，很好地滿足了水利勘測、規(guī)劃、設計等需要，保證了質量的同時，又大大縮短了工作時間，而且提供了多項便利的操作。
在水利信息化基礎設施和業(yè)務應用加快建設的同時，水利基礎信息資源匯集、整合和共享的工作步伐卻沒有同步或優(yōu)先展開，甚至明顯滯后，直接導致業(yè)務缺乏足夠的基礎信息資源支撐，成為業(yè)務發(fā)展的一個障礙。近年來，隨著各種各樣地圖軟件的出現(xiàn)，從一定程度上提高了生產(chǎn)效率。它們(地圖軟件)不僅能顯示地名信息，還結合了地理信息系統(tǒng)(GIS)，向用戶提供了地形地貌，甚至人口密度，人口遷移趨勢，河流信息等。綜合以上特點，令到地圖軟件成了設計人員的得力助手。以下將以幾個地圖軟件和手機程序(App)為例，描述其在水利行業(yè)的用途及意義。
1軟件應用的背景
行業(yè)的發(fā)展和科技的進步密不可分，水利事業(yè)也不例外，從最開始的人手作圖到使用AutoCAD在計算機作圖，再到現(xiàn)在開始制作三維圖像;科技的進步和水利行業(yè)的發(fā)展相輔相成，自然而言，地圖軟件的推廣和使用成了水利行業(yè)設計者的需求［1］。
1.1外業(yè)勘察路線與照片記錄
測繪人員、設計人員無法避免的就是外業(yè)勘察這個環(huán)節(jié)。尤其是水利水電工程的外業(yè)勘察，為了觀測實際環(huán)境和獲得更精確的數(shù)據(jù)，要到一些荒無人煙的山川之中進行實地調查。除了在實地測量之外還要進行圖片的記錄，但由于工作量巨大，在事后整理圖片的時候很容易發(fā)生錯誤，因此，設計人員和測繪人員需要一種有效便利的方法進行外業(yè)勘察記錄。
1.2航測圖與電子地圖的應用
在編寫報告或者進行初步規(guī)劃的時候，設計人員通常會使用到影像圖或者矢量圖作為底圖，在電子地圖普及之前，設計人員通常從檔案室借閱航測圖，以此作為設計的基礎，雖然這也是一種可行的方法，但是借閱流程也花費了一定的時間，再者，航測圖所包含的數(shù)據(jù)可能有缺失加之年份久遠，數(shù)據(jù)可能有所偏差。這些問題都會影響設計人員的工作進度。
2外業(yè)勘察路線的記錄操作
為了方便外業(yè)勘察路線的保存、拍照照片匹配到拍照位置在GoogleEarth上顯示;分享行走軌跡和路點，為其他人去現(xiàn)場導航(路點可以保存、搜索);預先制作導線，快捷直觀準確地確定野外位置，輔助更好地完成野外地質勘察工作，需要使用幾個軟件來實現(xiàn)。
2.1需要使用的軟件
1)GoogleEarth:谷歌地球(GoogleEarth，GE)是一款谷歌公司開發(fā)的虛擬地球軟件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。2)GlobalMapper:GlobalMapper是一款地圖繪制軟件，不僅能夠將數(shù)據(jù)(例如:SRTM數(shù)據(jù))顯示為光柵地圖、高程地圖、矢量地圖，還可以對地圖作編輯、轉換、打印、記錄GPS及利用數(shù)據(jù)的GIS(地理信息系統(tǒng))功能。3)GPicSync:GPicSync是一個相片定位工具。把衛(wèi)星定位器記錄下來的LOG檔案同步入JPEG的Exif中，甚至RAW檔案也可以同時做到。4)行圖App:行圖是專門為戶外活動設計的地圖導航App，具有地圖定位、軌跡記錄、航線加載、軌跡數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能，可使用在線地圖和離線地圖，更有特別適合戶外導航使用的等高線地形渲染圖層功能。
2.2操作步驟
由于智能手機的普及，使用照相機的頻率降低了。通常外業(yè)勘察時，勘察人員需要攜帶各種設備，使用智能手機作為拍攝工具既便于操作，也能減少攜帶物品的數(shù)量。進行外業(yè)勘察記錄的步驟也相當簡便，分為4個步驟。1)在手機上打開行圖App，進行路線記錄，使用界面如圖1所示。2)使用時間經(jīng)過校準的手機或者數(shù)碼相機，在所需要勘察的地點做好圖片記錄。3)勘察工作完成后，使用GPicSync進行內業(yè)處理。把行圖App所記錄的路線和所拍攝的圖片素材一起導入GPicSync內進行合成處理。4)將同步之后GIS信息用GoogleEarth打開，最終效果如圖2所示。圖2在GoogleEarth的顯示效果5)但進行外業(yè)勘察的時候，很多時候都不會有移動網(wǎng)絡。因此，手機不能順利下載在線地圖，這時候，往往需要勘察人員先準備好離線地圖。這時候使用GlobalMapper，在勘察之前制作好離線地圖圖層就可以了。多個軟件的綜合使用，雖然看上去過程復雜，但是的確能有效減低外業(yè)勘察時的出錯率，并且能在有網(wǎng)絡的時候及時發(fā)送給千里之外辦公室同事，進行研究分析，編寫報告或設計解決方案。
3編寫報告和初步設計的圖層處理
3.1水利地圖的概述
水利地圖包含的內容根據(jù)實際需求的不同而有差異，但基本上包含底圖數(shù)據(jù)和水利專題數(shù)據(jù)兩大部分，如果有特殊需求可能還需要疊加必要的結合表。底圖數(shù)據(jù)一般為基礎的地理信息數(shù)據(jù)，作為電子地圖的一個重要組成部分，是電子地圖建設中不可缺少的，是實現(xiàn)空間信息可視化顯示的基礎。包括河流、公路、鐵路、居民地、植被、地名等基本信息;水利專題數(shù)據(jù)一般是由水利部門提供的，用于水利工程建設和管理、防洪減災、水資源管理等方面的數(shù)據(jù)，根據(jù)水利專題圖的不同用途包含不同的要素，如大中小河流、水庫、堤防工程、機電排灌、大中型水閘、水文控制站、蓄滯洪區(qū)等。在創(chuàng)建專題地圖之前，依據(jù)地圖對象類型和具體應用需求，選擇地圖的底圖分層要素。基本要素層可包括境界、水系、居民地、道路網(wǎng)等，可根據(jù)具體情況而定。數(shù)據(jù)選取之后要根據(jù)具體需要進行處理。數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性是直接影響數(shù)據(jù)質量的重要因素，為了便于數(shù)據(jù)更新，要求統(tǒng)一的數(shù)學基礎，包括坐標系、投影、橢球參數(shù)等。地名信息中有時會存在名稱字段過長，在圖面上顯示會產(chǎn)生互相壓蓋的情況，影響美觀;因此，有時需要根據(jù)人們的習慣將名稱進行簡化以便于在地圖上標示。
3.2利用91衛(wèi)圖助手輔助設計底圖層
了解地水利地圖的底圖層需要什么要素之后，下一步便是制作底圖，過去的步驟就是逐項數(shù)據(jù)收集再標注在地圖上。但是，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代來臨，使到各行各業(yè)以互聯(lián)網(wǎng)的方式連結了起來，多平臺的出現(xiàn)，確保了信息的多樣化;整合各種信息的平臺也隨之出現(xiàn)。91衛(wèi)圖助手就把國內現(xiàn)有的各種地圖整合在了一起，還支持各種坐標系，為水利勘察勘測規(guī)劃測繪的專業(yè)設計提供了有力的輔助，見圖3。如圖3所示，91衛(wèi)圖助手聚合了現(xiàn)時常用的地圖，此外行政邊界圖，矢量圖，影像圖，等高線圖層等功能性圖層的聚合，極大程度上為設計人員的工作提供了便利。在進行可研性報告的編寫時，經(jīng)常要在報告中插入各種地圖進行必要的說明，自從91助手投入使用后，只需要使用軟件下載地圖后，使用AutoCAD標注建筑物或者水流方向等信息。這樣便跳過了借閱資料等步驟，設計人員能輕松掌握需要測量地段的大致情況，并下載地圖然后使用專業(yè)設計軟件進行初步設計規(guī)劃和可行性分析，大大節(jié)約了工作時間之余還提升了工作質量。
4存在的問題
4.1外業(yè)勘察路線與照片記錄的不足
雖然說操作并不算很復雜，也不是要求有專業(yè)的計算機知識才能完成，但是在使用時需要注意以下3點問題:①運行App程序時由于是會通過智能手機內的GPS進行定位，因此，耗電速度會比較快，需要注意手機電量的消耗情況;②需要注意時間的校準，因為這會影響到業(yè)內操作的精準度，為此，無論是使用智能手機或數(shù)碼相機進行拍攝，第一步需要校準時間;③需要注意格式的選擇，例如在App導出文件的時候應選擇GPX格式，以便進行內業(yè)操作，離線地圖格式注意選擇為MapBoxMBTilesTileset，這樣才能在App里正常運行。
4.2使用91衛(wèi)圖助手的注意事項
衛(wèi)圖助手的使用比較簡單，但需要注意下載設置時的導出選項，需要選擇導出的格式，每張圖的大小，這個選項比較重要，當下載的地圖越精確，需要的硬盤空間就越多，如果單個文件太過巨大，計算機硬件跟不上的話，會導致無法打開文件，更有可能造成系統(tǒng)的崩潰。因此，合理選擇地圖的層級并劃分導出地圖的大小，顯得尤為重要。
5結語
科技的日新月異，計算機和互聯(lián)網(wǎng)都在飛速發(fā)展，各個行業(yè)也隨之進入了迭代更新的時期。新的技術與方法慢慢地取代落后的體系，從而使整個社會的生產(chǎn)力向前邁進了一大步。把目光放回水利水電設計行業(yè)，上文所描述的地圖軟件雖然不是最新的科技產(chǎn)物，但卻都為設計管理人員的工作帶來了便利，符合了當代水利設計的生產(chǎn)需要。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術的成熟，和無人機等先進科技產(chǎn)物逐步進入人們的眼球，科技產(chǎn)物的綜合應用必定是未來生產(chǎn)發(fā)展的潮流。水利工程設計的信息化與自動化也會成為今后水利行業(yè)發(fā)展的趨勢，更多先進技術在勘察，設計，規(guī)劃等環(huán)節(jié)的應用，更貼合了現(xiàn)展的需要。
參考文獻:
［1］林奕霖，陳亮雄，李興漢，等.“互聯(lián)網(wǎng)+”小型病險水庫除險加固動態(tài)監(jiān)管［J］.廣東水利水電，2017(01):6－9，14.
作者：黃學斌 單位：廣東省水利電力勘測設計研究院
