水利普查中的測量工作
水利普查分以下四個階段進行：
一、前期準(zhǔn)備階段；
二、清查登記階段；
三、填表上報階段；
四、成果發(fā)布階段。
如下圖1-1，是水利普查的第二階段，清查登記。清查登記的具體實時方案鍵下圖：
圖1-1 水利普查第二階段——清查登記
在第二階段，清查登記的過程中，必然涉及到外業(yè)調(diào)查，外業(yè)調(diào)查主要內(nèi)容包括：調(diào)查河流湖泊的類型、數(shù)量、流域面積、位置及其分布；調(diào)查河流湖泊岸線的長度、分布；調(diào)查河流水文特征、類型和分布；調(diào)查河流湖泊的使用現(xiàn)狀、水資源災(zāi)害調(diào)查、水資源利用調(diào)查和水資源可再生利用調(diào)查等三個方面。
河流湖泊范圍大、涉及面廣，同步性強的特點和其調(diào)查方法對測量手段提出的要求決定了當(dāng)前河流湖泊普查的最優(yōu)數(shù)據(jù)采集與定位方法必然是
GPS衛(wèi)星定位技術(shù)和遙感技術(shù)相結(jié)合的方式。具體的
GPS衛(wèi)星定位技術(shù)測量應(yīng)用方案必須根據(jù)這一情況制定。
河流湖泊的勘測范圍廣，填圖比例尺大（主要在1：1萬和1：5萬），其調(diào)查方法與技術(shù)路線中的定位與數(shù)據(jù)采集方法具體歸納有如下：
對于有居民的河流湖泊區(qū)域：
1．對河流湖泊的沿岸線進行沿岸踏勘與填圖測量，尤其要用GPS進行沿岸觀測點與特征點的高精度定位靜態(tài)（含快速靜態(tài)）測量，以滿足遙感影像驗證、定位校正和幾何配準(zhǔn)的規(guī)范要求。
2．用RTK系統(tǒng)配合測深儀進行水上和沿岸地形地貌的高精度測量，和水深的確定。
3．用DGPS定位手段進行河流湖泊的類型分布和水資源情況調(diào)查。
對于無居民的河流湖泊區(qū)域：
1．對于一般性無居民河流湖泊區(qū)域，在遙感的基礎(chǔ)上進行現(xiàn)場的踏勘填圖，采用DGPS對沿岸地物特征點、典型類型及界線、開發(fā)活動情況進行高精度定位，并滿足遙感影像驗證、定位校正和幾何配準(zhǔn)的規(guī)范要求。
2．對于專項性無居民的流域除完成沿程勘測和填圖外還要求對特征基點進行DGPS測量及標(biāo)記。
對以上河流湖泊普查的GPS測量方式進行分析、總結(jié)并結(jié)和具體的測量手段，可以把河流調(diào)查測量工作情況顯示如下表1-1所示：
序號
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項目
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測量工作內(nèi)容
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精度要求
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1
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河流湖泊沿線布設(shè)高精度的控制基點測量
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根據(jù)調(diào)查區(qū)域內(nèi)的河流湖泊分布，結(jié)合工作的具體情況布設(shè)永久性的河流測量基點，為其后的遙感像控點和水上測量小區(qū)域測量提供起算點，使用靜態(tài)與快速靜態(tài)模式。
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達(dá)到國家控制測量的標(biāo)準(zhǔn)，點位高程精度在10-20厘米級。
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2
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水上測量與小區(qū)域測量
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在控制點的基礎(chǔ)上完成的水上與小區(qū)域。使用RTK。
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局部與小區(qū)域測量在10厘米。
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3
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手持機測量
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進行無居民區(qū)域的像控測量與水資源分布、類型測量。
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亞米級
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從表1-1我們可以看出，水利普查外業(yè)對精度的需求最普遍的將會是亞米級，而目前市面上測量型手持GPS運用得最普遍的也是亞米級手持機，南方2011年推出的4款手持GPS（730、750、750G2、760），精度從米級到亞米級，甚至到分米級，完全符合水利普查的需求。而且，相對于RTK，南方手持GPS的使用有如下特點：
1、 操作簡單。不同于RTK,南方手持GPS不需要每天架設(shè)基準(zhǔn)站，甚至不需要每天進行校正，單機操作，軟件容易入手，原理容易理解，操作出現(xiàn)錯誤也容易查找原因，方便及時做出更正。
2、 應(yīng)用領(lǐng)域廣。不僅能用于水利普查，還適用于水利工程建設(shè)，水利設(shè)施勘測，更可以用于國土、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、電信、石油管道等等多種方向。
3、 可擴展性強，可供第三方軟件開發(fā)。南方那個手持GPS可用于多種GIS行業(yè)，那么就需要不同用途的GIS軟件，而南方手持GPS本身具有的可擴展性和智能性，能為各種GIS行業(yè)軟件開發(fā)者提供所需的良好硬件設(shè)備以及數(shù)據(jù)接入端口。
4、 輕便、實用。眾所周知，RTK需要架設(shè)基準(zhǔn)站和電臺，水利作業(yè)野外工作環(huán)境復(fù)雜，復(fù)雜沉重的設(shè)備無疑增加了外業(yè)人員的負(fù)擔(dān)，而使用南方手持GPS，能為外業(yè)人員帶來很多方便。
5、 價格便宜。一臺南方手持GPS設(shè)備價格不到一臺RTK價格的一半。
綜上所述，水利普查相關(guān)部門可以根據(jù)需要購買對應(yīng)的南方手持GPS以及所必須的最少數(shù)量的南方RTK，二者配套使用，來進行水利普查的外業(yè)工作，為進一步節(jié)省費用，建議可以用南方手持GPS兼用RTK手?。戏绞殖諫PS也具備這種功能），南方手持機內(nèi)置GPS，還兼具獨立定位功能，野外作業(yè)者可以根據(jù)精度需求，結(jié)合實際情況，帶不同的設(shè)備進行野外作業(yè)。
運用南方手持GPS，能對不規(guī)則的待測區(qū)域及較大區(qū)域的面積，通過航測和采集特征點測量面積的方法來測量，沿著運行線路畫出一條軌跡，從而計算出該軌跡所圍區(qū)域的面積。提供坐標(biāo)，實現(xiàn)水域面積測量成果可視化。在GI S地圖上數(shù)字化可視化顯示、 編輯，一次測量成果滿足規(guī)劃、防洪決策、工程管理等多項目標(biāo)需求 ，充分體現(xiàn)“ 一物多用，成本節(jié)約”的理念 。
在水利普查中如何合理運用南方手持GPS
1、連接CORS站達(dá)到亞米級定位精度
現(xiàn)在，大多數(shù)城市或區(qū)域都建立有城市連續(xù)運行參考站網(wǎng)絡(luò)CORS系統(tǒng)，僅南方公司就在國內(nèi)各區(qū)域已經(jīng)建成有近600個CORS站（見圖1-2，南方CORS基站全國分布示意圖），當(dāng)處于這些CORS的服務(wù)區(qū)域時，如使用者所在位置與CORS的距離在300km以內(nèi)，既可使用南方手持GPS含有的內(nèi)置GPRS網(wǎng)絡(luò)模塊（見右圖），放入普通的手機卡，既可連接最近的城市連續(xù)運行參考站CORS系統(tǒng)，既可以實時動態(tài)的達(dá)到小于1米的定位精度，這樣，完全滿足水利普查中的經(jīng)緯度位置填圖精度要求。
圖1-2 南方CORS基站全國分布示意圖
2、中東部區(qū)域SBAS星站差分定位可達(dá)到1—3米（與區(qū)域相關(guān)）
若是普查區(qū)域所在的地附近，無連續(xù)運行參考站CORS可用，尤其是在一些山區(qū)、人煙稀少或經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)區(qū)域，CORS站點稀少，普查工作者無較近或滿足距離的CORS站可用。尤其一些區(qū)域，GPRS信號較為微弱，不方便連接CORS進行定位精度的提高或保證。這時，南方S750 G2提供自動接入SBAS星站差分衛(wèi)星的功能，只需要單機開機，在中國中、東部可以自動接入SBAS的差分信號，使得平面位置的定位精度在1-3米之內(nèi)，中國東部區(qū)域甚至可以達(dá)到亞米(CEP),既保證經(jīng)緯度填圖精度的經(jīng)度及緯度在0.1秒以內(nèi)，這樣也完全滿足了水利普查要求中的定位精度。
圖1-3 SBAS衛(wèi)星有效工作范圍示意圖
3、后差分技術(shù)
在中國西部的部分區(qū)域，距離SBAS的服務(wù)區(qū)域較遠(yuǎn)，SBAS的時間可用性、信號強度及定位精度，會有一定程度的下降。而且目前西部區(qū)域城市連續(xù)運行參考站的數(shù)量有限，尤其西部山區(qū)及無人區(qū)域較多，GPRS手機信號盲區(qū)也較多，這樣，就不便于依靠連續(xù)運行參考站CORS及SBAS定位技術(shù)進行定位精度的提高及保證。此時，可以使用后差分技術(shù)。后差分技術(shù)類似于快速靜態(tài)，但操作時間短（幾秒鐘一個點），采集速度快，精度高（可達(dá)到亞米級）、操作方法簡單等特點。使用后差分，需要選擇使用支持后差分技術(shù)廠家所生產(chǎn)手持GPS設(shè)備。后差分工作的同時，其實也能產(chǎn)生實時差分的數(shù)據(jù)，在西北一些地區(qū)，實時差分?jǐn)?shù)據(jù)沒有后差分解算后的數(shù)據(jù)精度高，但可供參考。后差分技術(shù)目前已運用得十分成熟，如圖1-4，是南方衛(wèi)星導(dǎo)航后差分軟件解算數(shù)據(jù)的軟件界面，界面簡單，操作容易。
圖1-4 南方后差分軟件解算數(shù)據(jù)界面
4、西部使用PPP技術(shù)定位小于3米
在西部地區(qū)，還可以選擇帶有“精密單點定位”（PPP技術(shù)）功能的南方手持GPS進行定位，同樣只需要開機搜索衛(wèi)星并自動解算，5-8分鐘之后，便可以實施作業(yè)，達(dá)到平面位置的精度在3米之內(nèi)，既保證填圖精度的經(jīng)緯度在0.1秒以內(nèi)，也可以進行實時動態(tài)的定位。目前PPP技術(shù)還不夠成熟，測量界公認(rèn)的高精度測量方式仍然是差分測量。PPP技術(shù)實時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)無法達(dá)到亞米級精度，而且對衛(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)量要求較高，需要初始化時間較長，所以如果對精度需求較高，在西北地區(qū)仍然建議使用后差分技術(shù)。
5、南方手持GPS的多媒體技術(shù)進行普查輔助
在水利普查工作較繁瑣及較多的外業(yè)普查信息中，還需要與大量的內(nèi)頁工作進行匹配、疊加分析及綜合判斷。利用南方手持GPS的拍照、錄音等功能，可以增加在野外記錄信息的多種手段。如在野外對河湖區(qū)域景觀進行拍照、或在不方便使用手寫輸入功能時使用語音記錄功能。若需要在內(nèi)業(yè)對外業(yè)普查成果進行核查確認(rèn)時，可以啟動直觀、有效的輔助。
6、南方手持GPS的其它特點
南方手持GPS對應(yīng)的測量軟件，可支持多種數(shù)據(jù)導(dǎo)出，大大方便內(nèi)業(yè)處理,圖1-5，手持GPS測量結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)出。例如Excel (CSV)，AutoCAD（CASS），MapInfo，ArcGis ，其它自定義格式。
圖1-5 測量南方手持GPS測量結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)出
南方手持GPS導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，運用于南方地形地籍成圖軟件CASS，見圖1-6，手持GPS數(shù)據(jù)導(dǎo)入CASS軟件軟件。
圖1-6 南方手持GPS數(shù)據(jù)導(dǎo)入CASS軟件軟件
南方手持GPS還可以導(dǎo)入GIS軟件處理好的各種格式的影像圖，如dxf、shp、tif、bmp、jpg、img等等常見格式，見圖1-7將影像圖導(dǎo)入手持GPS。
圖1-7 影像圖導(dǎo)入南方手持GPS
