职工之家

长江水文创新工作室案例展示(五)

来源:长江口局 时间:2021-09-06 作者:王露 张静 编辑:薛剑锋

编者按:近日,水文局6个创新工作室获“长江委职工(劳模)创新工作室”命名。这些创新工作室在推动长江水文科技创新,引领职工立足岗位学技术、善钻研等方面如何发挥示范引领作用,请听他们说。


【海测先锋创新工作室】以创新为引领,筑就海测先锋力量

“十三五”期间,我国提出了海洋强国战略,摸清海底地形是海洋开发利用和生态保护的重要基础。

长三角区域海洋资源十分丰富,发展海洋经济条件得天独厚。长江委水文长江口局紧跟海洋测绘新技术的快速发展,坚持创新驱动引领,依托河道勘测中心技术力量,于2018年着力打造了“海测先锋”创新工作室,并不断吸纳年轻成员加入。工作室的目标是成为测绘新技术创新的发源地,青年人才培养的孵化器和成果示范引领的新高地。目前,“海测先锋”创新工作室8名专业技术人员中,正高职称2人,副高职称2人,国家注册测绘师资格5人,硕士学位5人。

“海测先锋”创新工作室在2019年被授予水文局创新工作室称号,2021年被长江委工会授予委级创新工作室称号。


以“三个一”为抓手 夯实工作基础

水文局工会及长江口局党政、工会积极支持“海测先锋”创新工作室建设,从工作室的组建到活动开展、项目实施、管理运行等多方面支持指导,以“三个一”为抓手,努力夯实基础工作。

一套制度。为规范工作室建设,工作室制定了完善的管理制度,包括工作室管理、项目管理、财务管理、成员管理、奖惩办法等五项规章制度。各项制度醒目张贴在工作室的办公区域,同时规范相关工作台帐,使工作室运行管理有序开展。

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工作室五项制度上墙

一项运转机制。年初组织课题立项研讨,确定年度研究课题和申报事宜,成立研究小组,定期开展学术活动,年中按照课题节点推进工作,对有应用价值的研究成果,加大推广使用力度,构建“发现、研究、应用、反馈、改进”的项目运转模式。

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年初召开课题研讨,发放聘书

一个场所。工作室有专门场地,备有一套基于Windows的PC工作站、4台台式PC电脑、2台移动图形工作站、1套AUTOCAD软件、4套HYPACK软件、1套Caris软件、1套无人机管家软件、2套国产水下地形测量软件,1套可视化编程软件,齐全的设备便于成员进行学术交流及工作汇报和对外展示创新成果。


以科研项目为依托 提升创新能力

自2018年成立以来,“海测先锋”创新工作室先后投入200多万元,引进了先进的无人机机载激光雷达设备及摄影测量系统,完成了工作室硬件设备的提质升级。同时,以海洋测绘科研课题为主要抓手,着重解决海洋测绘精密测深、潮间带测量等应用难题。

工作室以科研项目为基础,提升科研能力,先后承担完成《沿海远距离多模式GNSS高精度三维水深测量关键技术研究》《潮间带地形移动组合测量系统研制及关键技术研究》《长江口时空基准建立与维护关键技术》等多项上海市水务局(海洋局)、江苏测绘科研项目。随着河道测绘手段的进步和数据处理方法的智能化,“海测先锋”创新工作室将创新的重点聚焦在提升海洋测绘数据获取能力、数据处理水平和成果表达上。

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武汉大学测绘学院赵建虎教授指导海测先锋创新工作室科研项目

在海洋测绘中,离岸30公里海域测量时,传统的RTK三维水深技术难以适用。为此,团队开展了“沿海远距离多模式GNSS高精度三维水深测量关键技术研究”,引入GNSS PPK和PPP技术,形成近海岸水域GNSS水下地形测量问题的解决方案。

创新工作室依托科研课题,建立覆盖长江口区域GNSS基准控制网,构建了无缝基准转换模型、似大地水准面精化模型、方位和速度计算模型及四维基准维护方法体系,提出了GNSS走航/锚定水位测量方法和基于GNSS浮球的水位/流速一体化测量方法体系,有效地提升了长江口大范围地形测量的精度及可靠性。

长江口区域潮间带地形测量是一个“老大难”的问题,通过构建移动组合测量系统,提出了联合坡度、布料模型等激光点云数据综合滤波方法,形成了一套组合测量系统数据处理方法体系,研制了数据处理软件,实现了潮间带地形三维点云数据的获取。

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潮间带地形三维点云数据

为拓展技术视野,深化对外交流合作,创新工作室坚持“请进来,走出去”,与上海市海洋监测预报中心、武汉大学、中国科学院上海技术物理研究所、南京师范大学等科研院所合作,先后开展了长江口时空基准建立与维护关键技术研究、基于激光雷达的潮间带测绘关键技术研究、典型河段激光雷达精度测试与应用,取得了丰硕的科研成果。此外,江苏自然岸线识别与浅水地形探测技术研究被列入江苏省自然资源厅的科研课题。


以新科技为手段 解决应用难题

由于长江口河段险工段区域水下形态复杂,因工程需要抛石防护、航道疏浚等,形成水下陡坡等复杂海床面,而在单波束测量中,常用的回声仪探头波束角为8°,在河口水域一些水下陡岸测量中,常常产生波束角效应,对一些抛石护坡、航道疏浚等工程,往往产生较大的影响。工作室通过对单波束波束角效应的研究,将高精度GNSS,窄波束测深仪、姿态传感器集于一体,形成一套高精度水下陡坡监测系统,显著提高了陡坡的测深精度。

长江口区域的滩涂地形复杂,植被种类、植被覆盖密度、植被下地面坡度的变化都对滤波方法的选择提出了较高的要求。2020年,水文长江口局河勘中心引进无人机机载激光雷达测量系统,以提高测量效率、弥补常规测量手段的缺陷,为江心洲、滩涂、潮间带测量提供了解决方案。创新工作室团队通过一段时间的摸索学习与培训交流,采用线上与线下教学相结合的方式,对无人机激光点云数据处理、三维立体测图、倾斜摄影3D建模等进行学习,已初步探索出符合长江口区域生产实际的无人机激光点云数据处理方案,对无人机激光雷达测量系统的推广应用起到重要作用。

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无人机机载激光雷达测量系统

近年来,长江太仓险工段及太仓港部分码头前沿深槽冲刷加剧,长江口局以“海测先锋”创新工作室为主力开展应急监测,加大对长江太仓段水下地形监测的频次。由于太仓险工段离码头前沿较近,测量队员们在对码头平台及引桥进行监测过程中,遇到部分码头内档、引桥内部水域测量船无法驶入的难题。创新工作室集中开展无人船搭载多波束测量现场攻关,采用无人船搭载多波束的测量方式,解决了码头平台及引桥下方水深测量难题,取得了准确可靠的成果数据,同时,将码头等陆域部分纳入监测预警范围,及时掌握水下地形变化,定期开展岸段冲淤、岸坡变化等分析研究,向地方防汛部门发布预警,为保障港口码头安全度汛提供了有力的技术支撑。

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无人船搭载多波束施测码头


以三个效益为目标 突出创新成效

工作室以创建成效为目标,以点带面促发展,创新成果显著、人才效益突出、社会和经济效益显著。

创新成果显著。自2018年底创建以来,工作室共承担上海市科委、江苏省测绘地理信息系统、上海海洋局等科研任务7项,发表论文10余篇,软件著作权2项,课题成果和参与的主要项目获奖共4项。其中,工作室成员参与的项目“长江南京以下12.5米深水航道二期工程动态监测A标段”获得2020年全国优秀测绘工程奖金奖,《沿海远距离多模式GNSS高精度三维水深测量关键技术研究》获得2020年度江苏省测绘地理信息科技进步奖一等奖,《高精度、高分辨率水下信息获取技术》获得2020年长江委科学技术奖二等奖,《潮间带地形移动组合测量系统研制及关键技术研究》获2020年度上海市水务海洋科学技术奖三等奖。

人才培养成效显著。近年来,团队成员中1人荣获长江委先进个人,2人荣获水文局优秀共产党员,1荣获上海市水务局优秀共产党员,3人分获2020年“湖北工匠杯”技能竞赛—长江委无人机竞赛二、三等奖,1人获得该项比赛实际操作优胜奖,1人获得全国引领性劳动技能竞赛—“助推绿色发展 建设美丽长江”河湖监管无人机应用技能竞赛个人第三名。

社会和经济效益显著。工作室研究创新成果为上海市海洋局、长江口局和长江口区域海洋测绘用户提供了强大的技术支持、优良的产品服务和巨大的社会与经济效益,如“长江口无缝垂直基准及其转换模型研究”成果,提供大地高到海图高的一步转换,省去了验潮站布设带来的费用。高精度水下陡坡监测系统成功在张家港、太仓险工段及港区陡岸和抛石区域测量作业等项目应用,社会经济效益突出。

征途漫漫,惟有奋斗;道阻且长,惟有创新。回顾“海测先锋”创新工作室的创建与运行,尽管遇过难题,走过弯路,但他们在追求卓越,探索创新的道路上也越走越坚定。如今,长江口局又拓宽创新平台,成立了“美富创新工作室”“李保创新工作室”。至此,在长江口水文、河道、水质三大主要业务部门都有了创新工作室的平台,这将为更好地发挥创新引领作用,为长江口水文事业高质量发展提供强大的支撑。



责任编辑:杨杰
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