無棱鏡測量技術在水利工程中的應用探討

孫平

(遵義水利水電勘測設計研究院,貴州遵義 563100)

無棱鏡測量技術在水利工程中的應用探討

孫平

(遵義水利水電勘測設計研究院,貴州遵義 563100)

無棱鏡的測量技術,多運用于對水利工程橫斷面和地形圖的碎部測量,在水利工程建設過程中運用的比較廣泛,特別是應用于懸崖峭壁、危險滑坡體等不利于人員設置棱鏡的測量目標時具有非常明顯的優(yōu)勢。本文通過對無棱鏡技術進行深入的分析,并闡述其對水利工程的施工帶來的有利影響,確保水利工程施工效率的提高,使水利工程的運行具有安全性和可靠性。本文重點對無棱鏡技術在水利工程應用時起到的作用進行分析,以提高了水利工程測量的準確程度。

無棱鏡測量技術 水利工程 應用 探討

在水利工程應用的過程中,無棱鏡技術可以對水利工程的橫斷面和地形圖的碎部進行科學的測量,確保了測量的精度,無棱鏡技術應用于水利工程中可以充分體現(xiàn)出其價值,使水利工程在使用過程中有高度的安全性和可靠性,按照通常的測量方法,一般都是采用棱鏡的測量為主,以紅外光方法為輔的,在一整天可以完成1．5千米的測量,但是,如果在水利工程的測量工作中,能使用無棱鏡,則會使測量的流程得到簡化,測量的時間縮短,無棱鏡技術的使用,使水利工程的測量可以不用再到現(xiàn)場去選擇特征點,也不用去放置棱鏡,節(jié)省了大量的人力和財力。

1 工程中的實際應用

冉渡灘水庫是為了解決遵義市務川縣南部片區(qū)包括縣城在內(nèi)的5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)、工業(yè)、農(nóng)村人飲和農(nóng)灌用水以及利用富余水量發(fā)電等問題,而正在進行勘測設計,準備新建的一座中型水庫。工程總布置包括:水庫樞紐布置、輸水系統(tǒng)布置、灌區(qū)渠系布置；主要建筑物包括:水庫樞紐建筑物(有擋水建筑物、泄洪建筑物、取水建筑物、發(fā)電引水建筑物、發(fā)電廠房及主變場等)、輸水工程建筑物(有輸水管道、有壓隧洞及管橋等)、灌區(qū)建筑物(干渠、隧洞、倒虹管等)。該項目各類建筑物較多、路線較長,測量任務繁重,特別是約90Km的渠道帶狀地形圖和縱橫斷面測量,沿線有很多懸崖峭壁,給測量工作帶來較大困難,為此,采用無棱鏡技術對這些特殊路段進行測繪,一方面可以減輕測量工作的勞動強度,提高效率降低生產(chǎn)成本,另一方面可以保障測量工作的安全,提高測繪成果的質(zhì)量。

2 水利工程地形圖碎部測量的主要方法

在控制網(wǎng)布置、測量以及平差完成后,碎部測量要考慮有(無)棱鏡模式適合的測量對象,通過測前試驗:在同時間、同測站、同環(huán)境對近百個目標點不少于十次的測量結果精度進行對比分析,根據(jù)《數(shù)字測繪產(chǎn)品檢查驗收與質(zhì)量評定規(guī)范(GB、/T18316-2001)》按公式:(式中Xi,Yi及xi,yi分別為有棱鏡和無棱鏡測量的點位坐標。)進行計算測量點平面中誤差,評定地物測量點的平面精度,計算結果符合測量精度要求,可利用該儀器進行本項目控制網(wǎng)的布置及數(shù)字地形圖的外業(yè)碎部測量。同時按

數(shù)據(jù)處理完成后接著進行數(shù)字地形圖的繪制。這里可利用CASS諸如地籍測量等強大的功能成圖,并把無棱鏡測量成果轉(zhuǎn)換成圖塊,然后利用AUTO CAD插入到已有圖形中去,進行更大范圍數(shù)字圖形的合并,從而實現(xiàn)數(shù)字圖的共享利用(調(diào)用、修改編輯、渠道三維數(shù)字建模、生成渠道地形圖、斷面圖等)。

3 水利工程橫斷面測量的主要方法

對渠道的斷面進行選擇并進行測量的方法主要是在渠道的中心部位用測量工具測量出渠道的長度,從渠道的起始部位開始,每相隔十米,進行橫斷面樁的標記,如果在間隔部位有重要的水利設備或者渠道具有一定的特殊性時,需要加強橫斷面的樁號。使用水準儀,從第一控制點的測量部位一直到斷面的中樁部位,從而可以準確地測量出不同的中樁的長度,從而繪制成一幅整體的圖紙,就可以測量出渠道的橫斷面的圖紙,然后對橫斷面在進行第二次測量,在對橫斷面進行測量的時候,通常會使用兩種比較常用的方法,第一種叫做實地的測量方法,從水利工程中樁的的橫斷面開始,測量出兩把直尺垂直相交部分的距離和高度差,將高度差整體成數(shù)據(jù),然后進行橫斷面圖的繪制,此類方法要求施工人員要能到達橫斷面的特征點上,在我國幾十年前就出現(xiàn)的水利灌區(qū)中,經(jīng)常出現(xiàn)塌方的災害,水利工程兩側的岸坡不能整齊地進行排列,而且形狀也不規(guī)則,在對橫斷面的長度進行測量時會有很多因素影響測量的準確性,因此,這種方法的使用必須要進行多次測量,然后將測量數(shù)值取平均值,這樣就浪費了大量的時間。第二種方法是采用實地測量與儀器測量結合的方法,在地形比較平坦,地形作用不是特別明顯的區(qū)域,人們可以運用實地測量的方法,可以增加測量的準確度,在地形相對較為復雜的區(qū)域,可以采用儀器測量的方法,儀器測量可以對復雜的邊坡進行準確地測量。如果在對水利工程進行測量的時候,發(fā)現(xiàn)水利工程的渠道兩側幾乎都是石質(zhì)的岸坡,而且坡度比較陡,一般坡度陡超過了60度,而且坡度的變化是無規(guī)律可循的,因為受到復雜地形的影響,在測量過程中就會產(chǎn)生誤差,為了能夠有效地解決測量中存在的誤差問題,可以采用無棱鏡測量技術。

4 無棱鏡技術應用于水利工程測量的分析

無棱鏡技術運用于水利工程中,主要是運用其相位法的原理,其產(chǎn)生的激光寬度不大,可以直接將目標擊中,確保了在水利工程測量工作中的精確度,與棱鏡技術相比較而言,其具有明顯的優(yōu)勢,如果可以確定測量點的部位,就可以通過反射的介質(zhì),設備不用在測量點附近安裝,只要能夠確定測量點,就可以建立三維的坐標。無棱鏡技術已經(jīng)廣泛地應用于水利工程中,其具有準確、快速的特點,首先,無棱鏡技術的測量精度比較高,無棱鏡技術可以運用到不同的范圍,在使用過程中覆蓋的范圍比較廣,可以覆蓋200米的范圍,在使用過程中可以產(chǎn)生紅色的激光,其光束的直徑比較小,可以直接對目標進行精確的測量。為了能夠使無棱鏡技術可以更好的運用到水利工程中,一般在技術使用的過程中,使用3R級激光設備,這種激光符合相關標準,其安全性要比通常的2R級激光設備強,3R級激光設別的使用可以使無棱鏡技術可以測量更大范圍的水利工程,其測量的范圍是2R級激光設備的2倍。

5 無棱鏡技術的特點以及其對水利工程應用過程的分析

5.1 無棱鏡技術的特點分析

無棱鏡技術是一項能夠測量長距離的設備,并且具有精度高的特點,其功能齊全并且操作流程比較簡單,由于無棱鏡技術的操作流程是以計算機菜單的形式展現(xiàn)出來,因此,能夠自動地對用戶所需要的動作完成,用戶可以按照自己的需求來設置,實現(xiàn)無棱鏡技術的全自動操作。無棱鏡技術運用的是多臺計算機共同對程序進行承載的工藝,在對水利工程進行測量,對水利工程的站點進行設置的時候,都可以運用計算機的編程技術。無棱鏡技術的測量運用的原理是運用相同軸線的可閑激光的相位移動進行測量的,無棱鏡可以進行長距離的測量,可以實現(xiàn)對500米大范圍的測量。

5.2 無棱鏡技術對水利工程的測量過程分析

(1)對渠道的測量分析。無棱鏡技術應用于渠道的測量,可以提高測量的準確度,渠道在測量出存在的誤差會導致引水流速的問題,會導致渠道內(nèi)基礎過多,嚴重了會導致水的倒流現(xiàn)象,因此,在測量過程中,應該運用無棱鏡技術,提高測量的精度。

(2)對水利工程橫斷面的測量。測量架要應該進行整平對中的措施,將儀器放置在合適的位置,對測量站進行設置,要將測量位置的坐標進行輸入,在設備的啟動界面進行設置,將光標移動到測量的部位,用導航進行測量點的選擇,將光標移動到相應的位置,按F1進入到操作界面,將后視點的序號輸入,在顯示器上會顯示出輸入的定向是否是正確的,如果不準確,可以看出位置的偏差和高差。

6 結語

現(xiàn)在,我國的水利工程數(shù)量越來越多,要確保水利工程使用的安全性和可靠性,并且要提高水利工程的工作效率,就要對一些人員無法到達的危險地帶進行準確地測量,無棱鏡技術的使用可以很好解決測量誤差和安全性的問題,因此,對無棱鏡測量技術在水利工程中的應用進行探討是很有必要的,無棱鏡技術可以運用到不同的范圍,其在使用過程中覆蓋的范圍比較廣,可以根據(jù)測量任務的實際情況按照自己的需求來設置,實現(xiàn)無棱鏡技術的全自動操作。

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