浅谈测量技术在水污染治理中的运用
摘要：水资源是大自然对人类的馈赠，水资源也是孕育生命的基础，人类社会发展离不开水资源，如果水资源遭受不同程度的破坏和污染，会对人类健康和生存带来一定影响。水环境管理是推进城市发展的基础，而且水环境质量也代表了整个城市的发展水平，所以加大水环境治理是城市发展的重要任务，也是促进城市化建设进程深入的标准。本文介绍了利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据，利用点云数据对水污染治理进行外业采集编绘测量的方法，并阐述水污染治理测量的具体方法。 关键词：测量技术；水污染治理；运用
引言
在我国经济发展新形势下，居民生活水平不断提升，城市化和工业化进程持续加速，促使我国跃升为世界第二大经济体。但是受到以往生产和生活模式的影响，对生态环境也造成了一定破坏，在此背景下，我国政府也给予了水污染治理以高度重视。精准的河道测量数据，是河道建设、治理的数据基础，在河流开发和水资源利用中占有极其重要的地位，可以为规划 、施工部门提供精准的数据支持，河道测量的主要内容有：河道范围内的地形图测绘、河道中线纵断面测绘、河道横断面测绘及沿河重要地物的调查等，其中河道横断包含水面以上部分和水下部分。三维激光扫描技术以其获取点云快速、无接触、安全等特点，使人们从传统的人工单点数据获取变为面状获取数据，提高了数据获取的精度和速度，数据的处理向着智能化和自动化方向发展，在诸多领域都发挥了越来越重要的作用。
1河道流域水污染对生态的影响
河道水生态系统主要是由水环境和其中的生物落组成，水环境是河道生态的核心因子，当水环境被污染时，河道流域的整个生态环境都会受到致命的影响，其中的生态落所具备的生态功能也会在一定程度上丧失。在自然状态下的河道生态环境是一个稳定的物质循环状态，具备自我更新、自我修复和平衡演替的功能，其能量的流动和生物之间的制约在长期的进化过程中趋向于十分稳定的状态，但是水体的污染将这些平衡状态打破，使河流的自净能力丧失，自我更新功能停止。对于国内农村地区的大部分水体来说，长期的污染让其处于一个缺氧的状态，引起了水体的富营养化，使整个生态系统受到破坏。
2三维激光扫描在河道测量当中的优势
2.1测量方法灵活性
三维激光扫描与传统测量相结合，能更快捷更精准地测量出碎部点的坐标，也能在控制点上架设扫描仪，进行静态观测。
2.2数据获取方式具有优势
三维激光扫描应用于河道测量中，不用测设中线桩，也不用在起终转交点上架设仪器进行量测，只需外业通过三维扫描方式获取河道周边的点云，将经过预处理后的点云数据导入采编三维数据软件中进行采集编绘，就可以直接获得纵横断面高程。
2.3系统高度集成
集成的相机系统、扫描系统、惯导系统、卫星导航系统并有同步定位与地图构建算法支持，整机轻便坚固，一次经过即可同时获取现场照片和彩点云数据。
2.4移动背包系统
徕卡移动扫描背包，主要由４部分组成，包括相机系统、三维激光扫描系统，全球卫星导
防卫器
航系统／全球定位系统及惯性导航系统。
3三维扫描测量技术在水污染治理中的运用
3.1外业作业流程
3.1.1控制测量
根据现场踏勘的实际情况，布设控制点应涵盖整个测区，控制点密度根据测量精度适当调整。
3.1.2区域划分
根据测区内交通状况及商圈、生活圈的围墙范围等将测区进行划分，并分别进行扫描。干油站
3.1.3路线规划
根据踏勘情况和区域的划分，对行走路线进行合理设计，避免重复扫描，避免进入卫星信号不稳定的区域。
3.1.4数据采集
外业数据采集包括仪器初始化、数据采集、静置结束采集。
3.2内业作业流程
3.2.1数据处理
谐波检测扫描完毕后，对扫描的数据进行解算，主要包括数据转换、基准站数据合并、添加背包POS数据、轨迹解算、坐标系转换、点云成果导出等。如果发现点云出现分层应重新解算，遇到内业无法处理的问题，应分析原因，必要时应重新扫描。
3.2.2地形图绘制
将点云成果数据加载到清华山维软件，通过二、三维视图联动，直接对点云进行采集编辑，实现了采编一体化。数据成果实现对象信息化与动态符号化要求。
3.3技术路线
利用2019年1∶2000基础底图数据，外业使用三维激光扫描技术进行数据采集，内业对点云数据进行编绘，更新为最新版的1∶2000河道基础地理底图。内业采用清华三维软件点云模块在点云数据中采集已有的河道中心线的纵横断面高程，数据采集完成后。再到外业到实地核实并调查桥梁、涵洞、闸、扬水站、铁路桥等属性数据，并用AotuCAD软件生成纵横断面图与数据进行分析。
3.4三维激光扫描内业数据处理方法
外业点云数据采集完毕后，使用移动背包扫描配套的软件进行点云数据，软件集成度高，人工干预少，只需要几个简单的设置即可完成挂机处理，最后导出LAS格式点云成果。主要步骤如下：（１）先用Inertial Explorer软件后差分方式解算轨迹，生成轨迹解算∗．cts文件。（２）用徕卡Infinity软件建立坐标系，通过已知点求解七参数完成点云的坐标转换。（３）用徕卡Pegasus Manager软件进行自动挂机处理数据，自动生成彩三维LAS点云、全景照片、内外方位元素。
3.5河道断面信息提取
依据河流中心线，从河道测区范围起始点位置每隔100m的距离生成等距离垂直于河道主流线的断面。将点云数据与河道中心线，叠加提取河道纵断面，垂直于河道中心线的断面提取横断面。断面提取精度与点云数据的密度有很大的相关性，点云密度越大，提取的特征点越多，提取的断面越准确。在内业处理时，主要是结合了点云数据和地形图数据，每当断面线与地形图中地物相交的位置，如入房、出房、路边、坡上、坡角、水涯线、坡底等变坡位置都需要采集点云高程数据，高程数据采集越详细越丰富，为河道测量提供的数据越可靠。为了更好地研究得到断面的效果，将断面中的断面数据导出。导出的断面数据中包含每条断面线中特征点的坐标信息以及中心线的信息。这里选取其中一条断面线中所含有的特征点的信息进行分析。
4作业方法优势分析
背包式移动三维激光扫描方案，外业采集非常简单，耗时少、负担小。外业采集仅需一人即可，人工量小、成本低，采集效率高，最大化项目收益率。提供内外业一体化的作业流程，省时省力，较传统方案提高至少４～５倍。同时采集三维点云和全景影像数据，真实还原现场实景，内业绘图和检查一目了然。并且三维数据可以长期保存以及广泛重复应用
增加数据收益。地面三维激光扫描技术与以往的人工测量方法相比，具有测量误差小的优点。在三维激光扫描用于河道测量存在的另一个问题是水下地形的获取。由于三维激光扫描仪无法穿透水体，不能有效获取水下地形，可以采用其他手段补充获取。
本草茶
结束语
三维激光扫描技术为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段。利用地面三维激光扫描技术快速获取高密度的河道点云数据,为河道水污染治理提供可靠信息数据，满足资源的优化配置，让水环境治理效果得以提升，促进城市的可持续发展。
参考文献
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