Page 183 - 现代测绘技术在水利工程中的应用

The Application of Modern Surveying and Mapping Technology in Water Conservancy Engineering
现代测绘技术在水利工程中的应用

及管理技术结合，更好地发挥遥感信息在水利工程监测监督上的应用。针对水利工程
管理对象量大面广、监测技术手段相对落后、监管人员技术参差不齐等问题，充分发
挥卫星遥感技术快速、实时、监测范围广等优势，以工程施工过程监督、大范围形变
精准监测、运行期风险源识别等为典型应用场景，提出水利工程遥感监测业务化应用

对策。
（一）在建工程施工过程动态监督
现有水利工程施工过程监督主要以现场检查为主，充分利用光学遥感的地物分类
识别技术可对施工过程进行远程动态监督。以某渠道施工为例，采用基于随机森林的

地物分类算法获取了工程区 GF 影像的地物分类结果，不同时期渠道分类结果对比可
见地物类型发生显著改变，渠道经过了场地平整、混凝土衬砌等施工过程，证实了卫
星遥感监督工程整体施工进度的可行性。以往水利工程的遥感识别研究多侧重水体面

积的辨识，为提升遥感监督效率，需综合光谱、纹理、形状等多维度特征和遥感影像
分类及高精度识别算法，重点解决大坝、溢洪道、渠道等各类主要水工建筑物的遥感
智能识别，以及场地平整、基础开挖、土方填筑、混凝土浇筑、金属结构安装等典型
施工阶段的遥感信息特征智能辨识，以提取施工序时进度的关键节点信息，从而实现
对施工过程及工程进度的动态遥感监管。

（二）工程区大范围形变精准监测
时序 InSAR 干涉测量应用于库区、大坝、堤防等水工建筑物的变形监测及库岸
滑坡风险识别，主要技术难点是需要克服水利工程复杂地形条件下遥感信号遮挡和失

相干影响。在 InSAR 基础上发展起来的 PS-InSAR 技术受时空失相干和噪声影响较小，
而 DS-InSAR 技术可进一步增加复杂环境条件下的散射目标数量，以提高形变监测结
果的可信度。以某水库表面垂直位移监测为例，分别采用 PS-InSAR 和 DS-InSAR 技
术分析了 2017 年 10 月至 2022 年 12 月的遥感监测数据，并对比地面测点数据。整体

来看，位移等值线图都是坝顶向下游面、坝中向两侧逐渐减小，总体变形趋势一致；
相对于左侧的地面测点位移结果，右侧的 2 个 InSAR 监测结果由于获得的形变点（散
射体）数量明显更多，位移等值线更密集；中间的 DS-InSAR 监测结果在位移量的空
间分布、等值线形态上相对于右侧的 PS-InSAR 结果与左侧实测位移等值线更为接近，

说明比较而言 DS-InSAR 成果与实测值吻合度更高。针对水利工程变形监测高精度的
要求，遥感监测需进一步通过采用时序 InSAR 方法，对多景影像进行精准分析，以降
低大气延迟等误差影响，使得形变监测精度稳定达到毫米级；另一方面，可利用贴近
摄影测量技术获取的亚厘米级甚至毫米级超高分辨率地面影像，以及地面 GNSS 进行

联合互补式监测，研究建立“天—空—地”协同的工程区多尺度监测模式和大范围形
变精准监测技术体系，从而实现潜在滑坡风险区和工程主体建筑物的毫米级高精度形

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