測量技術及測繪新技術在水電工程中的應用

摘要：隨著測繪技術的不斷發(fā)展，一批測繪新技術出現在現代工程測量中，使得工程測量水平有了顯著的改善與提升。水電工程作為重要的基礎設施建設對象之一，將測繪新技術應用于工程測量中有重要的現實意義。文章圍繞測繪新技術及其在水電工程測量中的應用進行了分析，并結合具體案例對測繪新技術的應用效果進行了說明。

關鍵詞：測量技術；測繪新技術；水電工程；現代工程測量；基礎設施建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV221 文章編號：1009-2374（2016）21-0105-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.051

1 概述

工程施工離不開工程測量，而工程測量離不開測繪技術的應用。傳統(tǒng)工程測量技術普遍存在較大局限性，且測量精度低、效率不高，難以滿足工程測量要求。而測繪新技術的產生與其在工程測量中的應用，不僅有效地彌補了傳統(tǒng)測量技術的缺陷與局限性，并顯著提高了工程測量精度，減小測量數據誤差，在很大程度上推動了工程測量技術的進步與其在工程行業(yè)的發(fā)展，滿足了當前工程測量要求。因此，研究測繪新技術在水電工程中的應用是非常必要的。

2 工程測量技術與測繪新技術

2.1 全球衛(wèi)星定位技術

全球衛(wèi)星定位技術（GPS）是人們最為熟悉的一種技術，其應用范圍十分廣泛，在水電工程測量方面的應用就是其中之一。經過長期改進優(yōu)化，全球定位技術取得了顯著進步，目前最新定位技術提供的實時動態(tài)差分技術依托定位導航技術而發(fā)展成為一種全新的測量方法。在非常精確的條件下，這種測量方法能夠為工程測量提供全球定位結果，且無需設置控制點，只通過一定數量基準點即可獲取地物點坐標，并與測圖軟件配合生成電子地圖。

2.2 地理信息技術

地理信息技術是由空間科學、遙感技術、地理科學與環(huán)境科學等多種學科知識共同構成的一種新型測繪技術。它是工程測量中的基本方法之一，較之其他測量技術，其擁有的最大優(yōu)勢就在于能夠將數據采集、整理、分析、傳輸與存儲等一系列處理過程顯示出來。地理信息技術對工程信息的模擬是在原有測繪數據基礎上實現的，這樣就大大節(jié)省了數據獲取的時間，節(jié)省了大量的人力物力。目前，地理信息技術正逐漸趨于成熟，能夠為工程測量及時、準確提供地理信息，合理準確地應用地理信息技術能夠將遙感技術與環(huán)境科學所具有的強大功能充分發(fā)揮出來。

2.3 遙感技術

遙感技術作為一種新型測繪技術，在迅猛發(fā)展的同時也在工程測量中得到了普遍的推廣應用。這主要是因為遙感技術可以實現大面積的同步觀測，可以大大節(jié)省人力、財力的投入，在實際應用中，實效性與經濟性優(yōu)勢尤為突出。就當前工程測量技術而言，擁有高分辨率的遙感技術已經成為施工單位獲取工程施工必需信息的一種不可或缺的重要手段。運用遙感技術可以實現對各種比例尺地形圖的快速便捷獲取，可以快速準確地繪制出工程測量所需基本地形圖與不同比例尺地形圖，從而較好地滿足工程測量需求，大幅提高工程測量效率。

2.4 地圖數字化技術

了解測繪技術的人都知道，該技術是建立在數字信息技術基礎之上的，即測繪技術含有數字技術，離不開數字技術的支撐。測量精度高是每一種測繪新技術擁有的一個共同特征和優(yōu)勢，包括地圖數字化技術。除了測量精度高之外，勞動強度小也是地圖數字化技術擁有的一個顯著特點。地圖數字化技術在工程測量中的應用，通過提升測量結果的準確性，從而提高工程設計質量與施工質量。就現階段工程測量領域對地圖數字化技術的應用情況來看，電子平板測量是地圖數字化技術使用最多的一種測量模式，該模式在實踐應用中的測量效果非常理想，從某種層面而言，這是對地圖數字化技術的一種肯定。但有一點不可否認，應用地圖數字化技術的前期準備工作量非常大，需要工程單位投入大量的時間和精力，因為它需要對原有測繪數據進行數字化處理，建立數據庫與多種數字信息技術系統(tǒng)，這是一項非常龐雜的工作任務。

2.5 數字攝影測量技術

高精度、高質量的測量水平是數字攝影測量技術擁有的最大優(yōu)勢與特點，將該技術與計算機軟件相互結合使用，可以促進該技術優(yōu)勢的進一步發(fā)揮，可以為工程測量提供實時全面的數字信息。在工程測量工作中，數字攝影測量技術主要應用于地形測繪當中，它能夠為工程測量提供數字地圖與畫線測量地圖，且通常與坐標圖、分析儀等多種測量工具聯(lián)網使用。

3 工程測量技術與測繪新技術在水電站中的應用

3.1 在工程控制網建立中的應用

工程控制網在工程測量中扮演著十分重要的角色，是整個工程順利實施測量工作的重要前提與基礎，其規(guī)模與性質直接決定水電站工程測量的精度與效率。大量實踐表明，在一定范圍內，工程控制網建設規(guī)模越小，工程測量精度就相應越高，而要想保證工程控制網建設規(guī)模使工程測量達到最高精度，就必須采用測繪新技術來開展工程測量工作。利用測繪新技術中的最新GPS技術（全球衛(wèi)星定位技術）來建立水電站工程控制網，可以有效縮短作業(yè)時間，降低成本投入，提高測量精度。該技術是水電站工程控制網建立中最常采用的一種新技術，在控制網建設中有著廣泛的應用。使用GPS技術中的載波相位差分法所建立的工程控制網，可以保證線路坐標控制的一致性，達到毫米級的測量精度，其不僅在工程測量中起著至關重要的作用，在工程勘探、工程變形監(jiān)測中也有著廣泛而良好的應用和巨大的作用。

3.2 在地下管網測量中的應用

在水電站工程施工中，有時需要在地下鋪設管網，但由于不同時期工程施工使得地下本身就存在一些鋪設好的管網，在此情況下，對水電站工程建設所需管網進行鋪設就會進一步增加地下管網的復雜性。為保證不破壞地下原有管線，就必須采用足夠精確的測量技術對地下現有管線進行準確探測?；谶@一施工需求，水電站工程地下管網測量就為測繪新技術在其中的應用創(chuàng)造了條件，提供了理論支持。根據地下管網具有分布復雜、種類繁多、專業(yè)性強、涉及不同部門多等特點分析，在實際測量中首先就需要探測清楚地下管網的種類、材質、規(guī)格與具體分布位置等相關信息，然后在明確水電站地下管網鋪設要求的基礎上，合理選擇探測儀器與探測方法。測繪新技術憑借精確的測量手段、高效的測量時間而在水電站工程地下管網測量中得到了較好的應用。

3.3 在工程變形監(jiān)測中的應用

工程變形監(jiān)測在水電站工程建設中是非常關鍵的一個環(huán)節(jié)，開展此項工作的主要目的在于對大壩的位移、整體傾斜變形情況進行監(jiān)測，以便及時采取補救措施，預防安全事故發(fā)生，減少經濟損失。對于水電站工程變形監(jiān)測而言，其監(jiān)測環(huán)境較為復雜特殊，對監(jiān)測技術與監(jiān)測人員的專業(yè)水平要求較高，若采用一般的、常規(guī)的變形監(jiān)測技術很難滿足工程變形監(jiān)測需要與測量精度要求。這就需要采用測繪新技術來擔任工程變形監(jiān)測這一重要任務。測繪新技術在水電站工程變形監(jiān)測中的應用，可以達到毫米級甚至亞毫米級測量精度，可以獲取有效的絕對平面位移與相對垂直監(jiān)測數據，因而能夠較好地滿足工程變形監(jiān)測精度要求。這是傳統(tǒng)工程變形監(jiān)測技術所無法達到的測量精度，也是測繪新技術所具有的一個突出優(yōu)勢。

4 應用案例分析

4.1 工程概況

某地區(qū)水電站工程上游地形平坦寬闊，適宜建水庫，水庫正常蓄水位為2005m，水位落差為184m，該水庫建成后能夠對下游水電站庫容起到一定調節(jié)作用。根據對施工現場的勘察、施工需求及其他各方面綜合分析，水電站項目負責人與技術專員協(xié)商擬定工程測量階段主要以測繪新技術為主，包括GPS技術、GIS技術（地理信息）、遙感技術、數字攝影測量技術等。

4.2 水電站工程測量施工

首先，在工程規(guī)劃設計階段，采用數字攝影測量技術結合三維激光掃描技術繪制工程區(qū)地形圖、斷面圖與三維模擬圖。利用數字攝影測量系統(tǒng)對無人機從空中拍攝的水電站工程區(qū)攝像圖進行解析，利用三維激光掃描技術獲取水電站區(qū)域地形地貌等相關地理信息，并輸入到地理信息系統(tǒng)中對地理數據進行相應處理，繪制出對應的地形圖。根據所得數據與地形圖在計算機軟件系統(tǒng)中構建出水電站地形地貌與周邊建筑三維影像模型。根據施工設計要求對地形圖與模型比例尺寸、位置等進行調整，制定出最優(yōu)化的施工方案。

其次，在工程施工階段，采用GPS技術結合網絡RTK建立工程控制網。鑒于水電站工程規(guī)模大，測量工作多，所以將首級GPS平面控制網建立按照二級控制網進行建設，將加密控制網按照三級控制網進行建設。通過GPS技術獲取水電站區(qū)域實時測點三維坐標，利用多基站網絡RTK服務器提供的用戶管理與網絡差分服務來對坐標等測量數據進行發(fā)送和存儲，用無線通信網絡將基準站、數據處理等進行互聯(lián)，使之形成一個系統(tǒng)，結合前期所得地形圖完成工程控制網的建立。

最后，在水電站運營管理階段，采用GPS技術、遙感技術等測繪新技術對工程進行變形監(jiān)測。設定一些基準點，在基準點架設衛(wèi)星信號接收機、遠程監(jiān)控設備等相關儀器，以實時、自動方式完成對觀測點數據的采集、處理、分析與傳輸等一系列工作。監(jiān)控設備根據接收機傳送來的實時監(jiān)控數據，將水電站工程變形情況實時顯示出來，完成對水電站工程變形的在線監(jiān)測。

在這些測繪新技術的相互融合應用下，該水電站工程測量工作順利高效地完成了，并為工程施工提供了精確可靠的測量數據，該水電站建成后運行狀態(tài)良好。

5 結語

本文主要對多種新型測繪技術及其在工程測量中的應用進行了一定介紹，并結合水電站工程測量工作案例，對測繪新技術的優(yōu)勢與效果進行了進一步說明。從中可以得出，相比于傳統(tǒng)測量技術，測繪新技術可謂是工程測量技術發(fā)展史上的一個里程碑，是工程測量技術的一次革新。從測繪新技術在工程測量中的應用現狀來看，它們在水電站、公路橋梁、建筑等各類施工工程領域有著十分廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

[1] 毛立峰.現代信息測繪新技術在工程測量中的應用改造分析[J].黑龍江科技信息，2014，（32）.

[2] 龔振文.論水電站工程測量技術及測繪新技術應用[J].山西建筑，2015，（5）.

[3] 劉宇峰.測繪新技術在測繪工程測量中的應用分析[J].中外企業(yè)家，2015，（27）.

[4] 田樹濤.測繪新技術在工程測量中的應用與研究[J].建筑設計管理，2014，（5）.

作者簡介：孔海峽（1979-），女，甘肅人，中國水利水電第四工程局有限公司勘測設計研究院工程師，研究方向：工程施工測量技術。

（責任編輯：小 燕）