由于受2008年汶川大地震的影響，某大壩上游束水墻受到了不同程度的破壞。受客戶委托對束水墻鋪蓋的變形情況進行監測，并與上次的監測數據進行對比、分析，準確了解其可能對大壩安全造成的影響。

測區衛星圖

痛點分析

為了實現對束水墻的準確評估，本項目需要獲取高精度和高密度的水下點云數據。但是現場部分掃測區域位于壩體下方，衛星信號弱，GNSS接收機難以定位。這些難點是傳統定位設備配合單波束或者多波束測深儀難以克服的。同時，基于現場作業條件的限制，要求在半天內完成測量任務，這對人員的專業性和設備的穩定性提出了更高要求。

針對本項目要求，我司選擇iBeam 8120淺水多波束測深儀（下稱iBeam 8120)、iPos MS11高精度慣性組合導航系統(下稱iPos MS11)、HiMAX多波束采集后處理軟件的組合作為此次掃測的最優解決方案。所選設備均由中海達自主研發，擁有完全自主知識產權。

方案中，iBeam 8120具有最高512個波束，分辨率高；60Hz最大ping率可保證在較高航速下的數據密度，節省測量時間，提高作業效率。

iPos MS11采用深耦合算法，將慣性導航和GNSS導航信息有機融合，保證了GNSS失鎖等復雜環境下的精確導航。

1.設備安裝

根據現場條件和作業需求，iBeam 8120采用了側舷安裝，具體安裝如下圖所示。

2.航線布設

根據現場情況以及目標物走向，采用了平行目標物掃測的航線規劃。航線距離目標物由遠及近，每條航線保持一定的間隔，保證目標物兩側掃測的完整性。最后垂直于目標物進行掃測，從而保證目標物頂部數據的完整性。其他區域掃測線間距按實際水深數據面區域覆蓋50%布設的要求進行規劃。

▲航線規劃圖

3.數據采集

通過實時2D/3D格網水深顯示，客戶可以實時觀察水下地形和特征物，也可以通過工具實時量取目標物尺寸。

▲軟件采集效果

4.數據處理

HiMAX多波束采集后處理軟件擁有半自動校準功能，支持條帶編輯、剖面編輯、點云編輯、切片編輯等多種編輯方式，且擁有豐富的濾波方式能大幅降低數據處理時間，提高工作效率。

▲半自動校準界面

▲條帶編輯界面

▲切片編輯界面

根據水下多波束掃測數據可以觀察得到：除上游束水墻與閘墩相連段情況較好，無明顯變形外，其他段均存在明顯的變形和位移，如下圖所示。

▲目標物掃測整體效果圖

▲目標物掃測細節效果圖

在測區隨機選取剖面可以看到，即使水下地形復雜多變，iBeam 8120仍能展現出眾的高精度測深性能，條帶的完美拼接，更能反映其良好的測深精度，如下圖所示。

▲測區剖面圖

從內符合精度報告可以得知，在IHO S44特等精度標準下，達到98.44%的通過率，完全滿足IHO特等精度標準和《水運工程測量規范》的要求，如下圖所示。

▲內符合精度報告

同時，分析處理的水下多波束掃測數據得出：上游束水墻第一段與閘墩相連段，情況較好，無明顯變形；第一段與第二段明顯錯開，交角大角為171.98°，較上次監測增加0.43°，錯位距離從0m到2.79m；第二段與三段明顯錯開，交角大角為162.99°，較上次監測增加0.91°，錯位距離從0m到5.85m；第三段與第一段延長線交角大角為171.01°，較上次監測增加0.58°，如下圖所示。

▲各段束水墻間交角圖                                       ▲束水墻位移角度圖

項目總結

通過對束水墻掃測結果的分析，在面對復雜的水域環境時，iBeam 8120與iPos MS11的完美組合可以獲取高分辨率、高精度的水深數據，并且能快速高效地完成大壩災后監測工作，得到了客戶的充分認可。

本次掃測證明，iBeam 8120具有較高的測深分辨率和測深精度，完全適應GNSS失鎖等復雜環境下測量，測深精度符合IHO S44特等標準和《水運工程測量規范》要求。