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浅谈GPS-RTK和CASS软件在山洪灾害调查中的应用.docx

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浅谈 GPSRTK CASS 软件 山洪 灾害 调查 中的 应用
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龙岩学院毕业论文题 目:浅谈 GPS-RTK 和 CASS 软件 在山洪灾害调查中的应用 二 0 一六年六月三日1浅谈 GPS-RTK 和 CASS 软件在山洪灾害调查中的应用摘要:本文针对山洪灾害调查工作中基于 GPS-RTK 和 Cass 软件下外业数据采集和内业处理的研究。数据采集包括调查各城镇和企事业单位,行政村和自然村地理位置、高程等基本的属性情况,调查区域内的历史洪痕和山洪类型。如果是重点山洪防治区,则需进行防治区内居民的住房情况及位置高程、人口等进行现场详细调查,外业中河道断面测量的方式方法,内业中使用 Cass 软件进行数据处理,为今后的山洪灾害调查提供参考交流。关键词:山洪灾害调查 GPS-RTK Cass 软件 断面测量2目录1 引言 ..........................................................................................................................................31.1 研究的背景 ........................................................................................................................31.2 山洪灾害调查的内容 .........................................................................................................31.3 山洪灾害调查的测量任务 .................................................................................................32 山洪灾害调查中 GPS-RTK 的应用 ........................................................................................32.1GPS-RTK 基本原理 ............................................................................................................32.2 山洪灾害单点测量 .............................................................................................................42.2.1 防治区基本情况调查标绘 ......................................................................................42.2.2 企事业单位调查 ......................................................................................................42.2.3 路涵工程调查 ..........................................................................................................52.2.4 桥梁工程调查 ..........................................................................................................52.2.5 沿河村落居民调查 ..................................................................................................62.2.6 自动监测站点核查 ..................................................................................................62.2.7 无线预警广播站点核查 ..........................................................................................72.2.8 简易雨量站核查 ......................................................................................................82.2.9 简易水位站核查 ......................................................................................................82.2.10 洪水痕迹调查 ........................................................................................................82.2.11 水库工程调查 ........................................................................................................92.3 山洪灾害的河道断面测量 .................................................................................................92.3.1 纵横断面的含义 ....................................................................................................102.3.2 河道断面特征点选取原则 ....................................................................................102.3.3 基于 GPS-RTK 下的断面测量工作实施 .............................................................102.3.3.1 前期准备工作 .............................................................................................102.3.3.2 外业测量 .....................................................................................................102.4 采用 GPS-RTK 仪器进行外业作业需要注意几个问题 ................................................113 Cass 软件使用下的断面图绘制 ..............................................................................................124 结论 ..........................................................................................................................................14参考文献 ........................................................................................................................................1531 引言1.1 研究的背景山洪是指丘陵地带小流域范围内的由于天降大雨引起了迅猛性、突发性强的地表上的径流,它所发生的区域范围与一般的洪水不一样,基本上位于山区地域,流域面积较为狭窄的阴沟或者是荒溪中水流具有周期性的地方。整个山洪灾害发生的时间过程都较为短暂,基本上是暴涨暴落,十分容易导致自然灾害的发生,比如滑坡、泥石流、 、崩塌等灾害的发生 [1]。现在危害最严重的陆地自然灾害就包括了山洪灾害,山洪灾害具有破坏力大、突发性强、点多面广、发生频繁等特点,往往在河流出口处,地域低洼处等人口密集地域影响百姓生命安全和财产安全。我国山洪灾害的整体特征是灾害影响的范围广、灾害发生频繁、危害巨大、地域差异显著,是防灾减灾中的主要问题 [2]。根据国家有关单位的数据显示,在整个自然灾害当中,山洪灾害对我国人民的生命财产产生了极大的影响,所造成的巨大损失高达整个自然灾害中总损失的百分之四十,这是一个多么可怕的损失比率。我国社会经济发展的车轮滚滚向前,山区地域的人数数量会进一步扩张,随之财产密度性也会相应的变大,山洪灾害的风险程度以及损失性也将会明显增加,面对这种突发性强、面域危害范围大的灾害,如若不采取有效的防治措施,山洪灾害将会带来不可估量的损失,对国家造成极大影响。因此对山洪灾害调查的研究工作中所得到的信息经过标准化处理分析,便于受到山洪灾害威胁区域人民能够及时得到预警信息,从而提前做好防灾减灾措施,争取做到最大化的降低人员财产等损失,这一工作迫在眉睫。1.2 山洪灾害调查的内容从历年来受到山洪灾害影响的程度上判定区域可以分为一般性防治区以及重点防治区,对于这两个区域的调查就是我们山洪灾害调查的内容。而在我们的山洪灾害调查中主要包括社会经济统计资料收集整理,水文、气象资料收集整理,小流域下垫面和暴雨洪水特征调查,危险区调查,涉水工程调查,河道断面测量和居民户宅基高程测量,历史山洪灾害调查,历史洪水调查,需工程治理山洪沟调查。山洪灾害调查主要工作方法:是进行有关部门的协调配合工作来进行有关水文资料以及各种统计资料的收集,对这些资料整理分析,由地方人员带队进行现场调查,对所调查的区域进行现场核查资料情况以及需要实地完成的调查工作的实施,比如河道的基本情况调查,小流域区域的信息调查,积极收集处理水文资料,详细调查城镇街道、社区、企事业单位,以及行政村自然村落的基本情况和高程位置信息,调查详细登记区域内是否受到山洪灾害威胁,并且要清楚所受到山洪灾害威胁的种类,明白山洪灾害对区域的影响以及现期的防治情况还有历史山洪灾害威胁的状况,将受到山洪危害的区域标注于工作图上 [3]。对于重点防治区山洪灾害调查肯定更为的详细,它主要是建立于防治区山洪灾害调查的基础上,主要针对重点防治区内居民人数户数、房屋位置进行现场详细认真调查;以及进行河道控制断面测量,后期的断面图绘制。1.3 山洪灾害调查的测量任务对企事业单位尤其是幼儿园、学校、敬老院、医院等山洪防治重点单位,采取工程治理措施的村庄、集镇及山洪沟,塘(堰)坝、桥梁、路涵、防洪堤、护坡,沿河村落居民户,重要集镇和城镇调查至居民住宅楼房这些进行测量得到位置及高程信息,采用同一套坐标系统和高程系统下的作业还包括了山洪灾害调查中的河道内的纵横断面的测量是齐头并进同时进行的。总的来说,山洪灾害调查的测量任务就是采用一致的坐标系统和高程系统进行单点测量还有河道纵横断面测量及绘制断面图。2 山洪灾害调查中 GPS-RTK 的应用选择 GPS-RTK 的作业方式可以加快山洪灾害调查中的外业作业效率,而且符合了山洪灾害调查的技术要求,RTK 定位必须在固定解的情况方可以进行作业。42.1GPS-RTK 基本原理在参考站设置一台 GPS-RTK 接收机,连续观测所有可见 GPS 卫星,并将观测数据通过无线电传输设备实时的发送给用户流动站,在流动站上,GPS 接收卫星信号的同时无线电接收设备接收参考站发射过来的数据,然后通过 GPS 相对定位的原理解算出流动站的坐标(x,y,h)及其精度 [4]。2.2 山洪灾害单点测量测量工作开始前对 GPS-RTK 仪器进行高程系统和坐标系统的统一标准化设置,WGS-84 是坐标系统下的设置,而国家 1985 为高程系统的设置,而且还应该在放置区域内布设控制网以便于今后的测量成果的检查或者相关坐标系统的转换。在危险防治区域内的测量工作还得加上房屋测量的流程,对于房屋测量这一项内容主要涉及到了有受到过山洪灾害侵袭的房屋建筑,对这些房屋建筑进行位置信息还有高程信息的获取,这一项测量下所要求的精度不高,GPS-RTK 仪器测量下采集的受灾房屋的高程还有地理位置信息可以直接利用,将调查采集到的信息填到调查表中去,并在山洪灾害调查采集终端软件上进行标绘。而位置高程信息的采集也可以在省级 CORS 作为基站,GPS-RTK 作为流动站来进行。2.2.1 防治区基本情况调查标绘在本次山洪灾害调查中,以新罗区为防治区进行调查,涉及乡镇(街道办)16 个,行政村 135 个,自然村 208 个,新罗区总土地面积 2678 平方公里,耕地面积 187643 亩,总人口 109838 人,总家庭户数32741 户,标绘情况如图 2-1:图 2-1 山洪灾害防治区分布2.2.2 企事业单位调查在本次山洪灾害调查中,共调查企事业单位 64 个,总占地面积约 1750 亩,单位人数 13070 人,房屋数量 200 座,固定资产 128826 万元,总年产值 120500 万(部分企事业一些情况无法调查) 。标绘情况如图 2-2:5图 2-2 企事业单位标绘2.2.3 路涵工程调查在本次山洪灾害调查中,共调查路涵工程 164 个,涉及 14 个乡镇,行政 52 个,自然村 72 个,标绘情况如图 2-3:图 2-3 路涵工程标绘2.2.4 桥梁工程调查在本次山洪灾害调查中,共调查桥梁工程 494 个,涉及 16 乡镇,行政村 108 个,自然村 161 个,其中梁桥 219 座,拱桥 274 座,浮桥 0 座,索桥 1 座,标绘情况如图 2-4:6图 2-4 桥梁工程标绘2.2.5 沿河村落居民调查在本次山洪灾害调查中,共调查沿河村落居民 1112 户,涉及 14 个乡镇(街道办) ,行政村 57 个,自然村 70 个,总人数 5410 个,标绘情况如图 2-5:图 2-5 沿河村落居民标绘2.2.6 自动监测站点核查在本次山洪灾害调查中,共核查自动监测站点,涉及 8 个乡镇,共 37 个,标绘情况如图 2-6:7图 2-6 自动监测站点标绘2.2.7 无线预警广播站点核查在本次山洪灾害调查中,核查无线预警广播站点,涉及 16 个乡镇(街道办) ,共 135 个,标绘情况如图 2-7:图 2-7 无线预警广播站点82.2.8 简易雨量站核查在本次山洪灾害调查中,核查简易雨量站,涉及 16 个乡镇(街道办) ,共 135 个,标绘情况如图 2-8:图 2-8 简易雨量站标绘2.2.9 简易水位站核查在本次山洪灾害调查中,核查简易水位站,涉及 12 个乡镇(街道办) ,共 15 个,标绘情况如图 2-9:图 2-9 简易水位站标绘2.2.10 洪水痕迹调查9在本次山洪灾害调查中,调查历史最高洪水痕迹、沟道历史洪痕涉及 14 个乡镇(街道办) ,洪痕 85 处,标绘情况如图 2-10:图 2-10 沟道历史洪痕、历史最高水位点标绘2.2.11 水库工程调查在本次山洪灾害调查中,调查水库涉及 13 个乡镇(街道办) ,水库 38 处,标绘情况如图 2-11:图 2-11 水库工程标绘根据影像图以及外业调查资料采用 GPS-RTK,根据 GPS 原理确定测区范围、位置,明确山洪灾害调查中的测量任务。在山洪灾害防治重点防治区布测相应控制点高程,相应入户调查时测量房基高程。
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