基于水利工程測繪技術的分析探討

劉德正

【摘 要】現(xiàn)如今，測繪技術廣泛應用于我國水利工程，并促進我國水利工程規(guī)模的擴大和發(fā)展，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以及城市經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推進作用。隨著測繪新技術在水利工程中的廣泛應用，不僅在一定程度上極大的降低了測繪工作人員繁重的工作量，而且有效的降低了建造水利工程的成本。

【關鍵詞】水利工程；測繪技術

引 言

將測繪技術應用到水利工程中，可以有效的提高水利工程設計、施工及運營的質(zhì)量，有效的控制造價成本，所以測繪技術的先進與否，則直接影響著水利工程的健康發(fā)展。因此需要加強對測繪技術在水利工程應用中的研究，從而有效的提高測繪質(zhì)量，使測繪工作人員的工作量得以降低，推動水利工程得以健康、持續(xù)的發(fā)展，使其社會效益和經(jīng)濟效益得以實現(xiàn)。

一、測繪技術的主要內(nèi)容

遙感技術、全球定位系統(tǒng)、全自動繪圖系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)是當今測繪技術的四大新技術，這四大新技術在水利工程的測繪工作中得到了極大的應用和推廣。所謂遙感技術，是指通過使用非接觸式的傳感器，來獲取所測量目標的影像資料，從而得到關于所測目標的形狀、位置、大小以及性質(zhì)等數(shù)據(jù)和信息。全球定位系統(tǒng)則準確的測算出測繪點的三維坐標值，并不受時間和地點的限制。全自動繪圖系統(tǒng)，可以在極短的時間內(nèi)，完成航測成圖，因此對于提高勘測工作的效率具有非常重要的意義。地理信息系統(tǒng)是指通過利用計算機軟件和硬件來進行數(shù)據(jù)的反分析和處理，它可以對輸入的空間信息進行輸入、存儲，并通過查詢、分析以及運算等過程對輸入的包涵空間內(nèi)涵的信息進行處理和表達。

二、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術的集成

全球定位系統(tǒng)可以實時、快速的對測繪點的三維坐標值進行計算，從而準確的確定所測目標的空間位置；遙感技術則可以對地表物體及其周圍的環(huán)境進行快速的感知，確定其幾何與物理信息，并實時反映其動態(tài)的變化。地理信息系統(tǒng)可以快速的實現(xiàn)對多種來源時空數(shù)據(jù)進行快速的綜合計算和分析，并將分析結果表達出來。

“3S”集成技術的出現(xiàn)和應用，可以將測繪技術中的三大新技術完美的結合起來，從而通過感知、傳輸、計算、分析等一系列快速反映的過程，呈現(xiàn)出地球表面的時空模型。這一技術不僅可以對地面物體及其環(huán)境的幾何和物理信息進行非接觸式的感知，而且可以快速的給出測繪點的空間位置，并最終可以通過應用平臺對模型進行更加綜合的分析和處理，從而滿足不同應用者對這一集成技術的多種不同的使用要求。

三、現(xiàn)代測繪技術在水利工程中的應用

由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，使水利工程的規(guī)模得以不斷的擴大。水利工程具有工期長、任務重的特點，所以需要在較短時間內(nèi)提供大量的數(shù)據(jù)，這就對測繪技術提出了更高的要求，僅僅依靠傳統(tǒng)的測繪作業(yè)模式是滿足不了水利工程對數(shù)據(jù)的需求，所以需要利用現(xiàn)代化的測繪技術來為水利工程提供良好的服務。

1、 在大型水利工程中的應用

在南水北調(diào)、三峽水利樞紐等大型的水利工程建設中，現(xiàn)代測繪技術深入到各個階段?？睖y施工的坐標框架即控制網(wǎng)的建立，已由GPS 定位代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三角測量。目前除大范圍（400 平方千米以上）控制測量以外，GPS 定位從靜態(tài)定位后處理向實時動態(tài)定位方向發(fā)展。從單純的精密定位處理向建立特定勘測施工坐標系方向發(fā)展?？睖y階段已完全采用全數(shù)字攝影測量技術和野外數(shù)字測圖技術獲得數(shù)字地形圖。目前，勘測技術開始向機載激光測量和CCD 航攝集成技術過渡，以獲取真三維數(shù)字地圖。利用數(shù)字地形圖可以實現(xiàn)三維虛擬現(xiàn)實，在三維可視化可量測景觀上呈現(xiàn)多種工程設計方案，實現(xiàn)各種工程設計仿真，并及時計算出相應的土石方工程量，做出該區(qū)域環(huán)境評估，以提供最優(yōu)化設計方案。

在水利工程施工建設和現(xiàn)場管理中，采取了大量的現(xiàn)代數(shù)字測繪手段。目前除大量采用全站儀進行施工放樣、土石方驗收，采用數(shù)字水準儀測定挖填深度、測量坡度外，還有三維近地激光影像掃描、GPS -RTK 實時測圖與工程放樣、航空攝影和衛(wèi)星攝影測量等方法可進行實時的工程進度管理，還可以輔以移動通信和網(wǎng)絡通信等手段，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控。在山體開挖、隧道開鑿等危險施工中，智能全站儀或GPS 與GIS 集成技術可實現(xiàn)工程機械的自動化運行和工程安全及質(zhì)量監(jiān)控。智能全站儀可以控制機械掘進（隧道）的位置和方向，GPS 可以實時定出施工車輛的位置和姿態(tài)，可實現(xiàn)現(xiàn)場土方自動挖掘控制和工程量精密計算，從而實現(xiàn)開挖和掘進的自動化。

2、在防災減災救災中的應用

利用“3S”技術不僅可以實現(xiàn)對江、河、湖等水位的監(jiān)測工作，

同時可以提前進行災情的預報，從而為防災和抗災提供準確的信息。而且利用遙感技術還可以實現(xiàn)對水下資源的監(jiān)測，從而有效的對水污染情況進行監(jiān)測，以便于采取及時的治理措施。目前在我國已建立了災情預報系統(tǒng)，對于防災和救災將起到積極的作用。

3、 在變形監(jiān)測中的應用

在水利樞紐工程竣工后，需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續(xù)的、精密的監(jiān)測。現(xiàn)代測繪技術提供了連續(xù)、實時的安全運行監(jiān)控手段。如采用GPS、智能全站儀（測量機器人）和數(shù)字垂線儀等技術（ 它們都具有全自動、全天候、無人值守的特點），綜合其他工業(yè)傳感器，可實現(xiàn)全自動、無人或少人值守的工程運行方式。又如，利用三維激光影像掃描儀，可以對監(jiān)測對象（大壩、橋梁）進行全方位的監(jiān)測，幾秒鐘內(nèi)對整體幾百萬個掃描數(shù)據(jù)進行毫米級分析，可以隨時準確了解觀測對象整體模型變形情況。

4、 RS 技術在水利工程勘測中的應用

當前在編制地形圖、像片圖和專用圖過程中都會利用遙感技術，能用遙感技術可以有效的對水利工程的流域進行規(guī)劃，而且在無人煙的地方也能利用遙感像片提供信息，從而有效的減少了野外工作人員的工作強度，可以在短時間內(nèi)快速成圖。

四、測繪技術面臨的難題與處理對策

1、實時性

實時性的最后目的還是必要增加網(wǎng)絡（網(wǎng)絡就是用物理鏈路將各個孤立的工作站或主機相連在一起，組成數(shù)據(jù)鏈路，從而達到資源共享和通信的目的）的應用，無論是有線的大概無線的?，F(xiàn)在，經(jīng)過TCP - COM 已經(jīng)可以實現(xiàn)遠距離的RTK 作業(yè)，在辦事器上可以查看數(shù)據(jù)的傳輸、流通，可是內(nèi)業(yè)電腦直接獲得測量數(shù)據(jù)還有一定的難題，只能后處理。

2、水下數(shù)據(jù)獲取

現(xiàn)在沒有一種單一設備大概技術可以實現(xiàn)水下技術，可是可以經(jīng)過相關系列的一起組合進行數(shù)據(jù)采集，比如RTK +測深儀等。應用GPS 進行水下地形測量的步調(diào)：運用GPS 和導航軟件對測量船進行定位，并指導測量船在指定測量斷面上航行，導航軟件每隔一個時間段自動紀錄水深數(shù)據(jù)，并進行驗證潮位輸出，聯(lián)合RTK 所測量的平面坐標。從而實現(xiàn)相比水下地形的測量任務。

3、地下數(shù)據(jù)獲取

如修建地下建筑物如隧洞等。洞內(nèi)平面控制測量在未貫通前都是支導線，其計算方法可參照導線計算。首先要根據(jù)洞室相向或單向開挖長度及設計貫通精度要求，對洞內(nèi)導線進行設計，估算預期的誤差、確定導線施測的等級，以包管洞室開挖軸線的正確，即貫通精度，更為合理、經(jīng)濟的選擇測量設備及測量方案。

五、結語

隨著我國經(jīng)濟取得的快速發(fā)展，近幾年來，我國更重視于國防的建設，而測繪技術是國防建設的一項基礎性工作，所以加強測繪技術水平具有十分重要的意義，其不僅對宏觀調(diào)控具有較好的改善作用，同時也可以有效的對區(qū)域的發(fā)展進行協(xié)調(diào)，對于我國新時期和諧社會的建設具有極其重要的推動作用。

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