探討數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

胡勝洪（巍山縣水務(wù)局水利勘測(cè)設(shè)計(jì)所，云南巍山672400）

探討數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

胡勝洪（巍山縣水務(wù)局水利勘測(cè)設(shè)計(jì)所，云南巍山672400）

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)等數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水利工程測(cè)量作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)度較高的水利工程測(cè)量目標(biāo)，同時(shí)，進(jìn)一步提高了水利工程測(cè)量效率。為此，為了推進(jìn)我國水利工程領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，應(yīng)結(jié)合數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)施城市地下水排水、水利工程建設(shè)、水利工程安全管理等作業(yè)，達(dá)到最佳的工程作業(yè)狀態(tài)。本文從數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析入手，并詳細(xì)闡述了現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的具體應(yīng)用。

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)；水利工程；測(cè)量

前言

基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷普及，智能化儀器在應(yīng)用過程中逐漸呈現(xiàn)出定位精確、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，被逐漸應(yīng)用于水利工程測(cè)量中。而隨著水利工程測(cè)量技術(shù)的不斷革新與發(fā)展，其測(cè)繪手段逐漸趨于自動(dòng)化、數(shù)字化發(fā)展方向。為此，我國水利工程行業(yè)在可持續(xù)發(fā)展過程中，應(yīng)提高對(duì)新型測(cè)繪技術(shù)的關(guān)注度，同時(shí)，引進(jìn)智能測(cè)量儀器。以下就是對(duì)水利工程測(cè)量中數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用問題的詳細(xì)闡述。

1 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)成圖精度高，同時(shí)，在外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)，可利用全站儀監(jiān)視水利工程測(cè)量區(qū)域，并自動(dòng)采集地形地物點(diǎn)的三維坐標(biāo)，且對(duì)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，高效完成外業(yè)測(cè)量工作；

（2）與傳統(tǒng)手工繪圖相比，現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)要素實(shí)施數(shù)據(jù)的智能化加工，同時(shí)，將所加工數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為不同的圖件產(chǎn)品，滿足測(cè)量人員測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)用需求；

（3）現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)注重直觀化測(cè)繪數(shù)據(jù)的反饋，即借助多媒體技術(shù)，完整展現(xiàn)測(cè)量對(duì)象外貌和形象，由此便于測(cè)量人員對(duì)測(cè)量對(duì)象一目了然；

（4）數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用逐漸實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化產(chǎn)品的保管，因而，產(chǎn)品的保管不易出現(xiàn)變形、重復(fù)問題，同時(shí)，客戶可利用數(shù)字化測(cè)繪結(jié)果，對(duì)水利工程資源使用情況等進(jìn)行規(guī)劃。

2 水利工程測(cè)量中現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

2.1.1 GPS測(cè)量技術(shù)基本情況

圖1為GPS定位系統(tǒng)原理圖，從圖中即可看出，GPS定位系統(tǒng)由5個(gè)部分，即GPS數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、GPRS連接和監(jiān)聽、GPS數(shù)據(jù)處理模塊、GPRS信息處理模塊共同組成，同時(shí)，其共有空間星座、用戶設(shè)備、地面控制三個(gè)系統(tǒng)，繼而可實(shí)現(xiàn)全天候、高效益、高精度導(dǎo)航，并在系統(tǒng)定位中，對(duì)測(cè)量對(duì)象點(diǎn)、線、面等同時(shí)定位，然后，將定位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維坐標(biāo)。而GPS數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量工作中的應(yīng)用，有重量輕、體積小、定位精度高的優(yōu)勢(shì)，因而，獲得了現(xiàn)代水利工程行業(yè)的青睞。

從GPS技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)角度來看，其定位精度高，即在基線小于50km的水利工程測(cè)量作業(yè)中，定位精度可達(dá)到（1-2）× 10-6，同時(shí)，隨著基線長度的增長其精度將有所提高。此外，在GPS測(cè)量作業(yè)中，可不具備站間相互通視功能，因而，不必建立覘標(biāo)，繼而由此縮短了測(cè)量作業(yè)耗時(shí)長度。同時(shí)，在GPS測(cè)量工作中，通過快速靜態(tài)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量方式的應(yīng)用，達(dá)到了以秒為單位的點(diǎn)測(cè)量，并在平面位置觀測(cè)時(shí)，提供三維坐標(biāo)，最終達(dá)到精準(zhǔn)度較高的測(cè)量效果。

圖1 GPS定位系統(tǒng)原理圖

2.1.2 GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用步驟

水利工程測(cè)量對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用需從以下幾個(gè)層面入手：

（1）GPS選點(diǎn)。即在水利工程測(cè)量作業(yè)中需重點(diǎn)完成水量調(diào)整、治理水道等任務(wù)，因此，在GPS選點(diǎn)時(shí)，應(yīng)依據(jù)水利工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置13個(gè)埋設(shè)點(diǎn)，同時(shí)，用1～13號(hào)對(duì)所設(shè)埋點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)號(hào)，滿足GPS測(cè)量需求。但在GPS實(shí)踐選點(diǎn)工作中，應(yīng)保證埋設(shè)點(diǎn)便于GPS接收設(shè)備的安裝，同時(shí)，各個(gè)埋設(shè)點(diǎn)需距離大功率無線電發(fā)射源約200m之外，而兩點(diǎn)間間距大于50m，由此滿足GPS數(shù)據(jù)測(cè)量需求。除此之外，在GPS選點(diǎn)期間，亦應(yīng)保證點(diǎn)周圍15°范圍內(nèi)無障礙物，就此保持選點(diǎn)穩(wěn)定性。

（2）觀測(cè)。即待水利工程控制點(diǎn)標(biāo)志選擇完畢后，應(yīng)實(shí)施GPS觀測(cè)工作。而在GPS選點(diǎn)觀測(cè)前，需對(duì)觀測(cè)儀完好性進(jìn)行檢查，同時(shí)，利用GPS軟件查找相關(guān)衛(wèi)星報(bào)表，然后，進(jìn)入到靜態(tài)相對(duì)定位模式中，并按照表1技術(shù)要求，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。

表1 GPS測(cè)量作業(yè)基本指標(biāo)

即從表1中即可看出，在GPS控制點(diǎn)觀測(cè)期間，需針對(duì)數(shù)據(jù)采樣間隔、有效觀測(cè)衛(wèi)星個(gè)數(shù)、觀測(cè)時(shí)段、衛(wèi)星截止高度、GDOP值等指標(biāo)進(jìn)行控制。此外，為了避免GPS測(cè)量中天線相位中心誤差問題，應(yīng)保持天線平整度，且保證天線標(biāo)志線指向北，最終將定向測(cè)量誤差控制在小于5°狀態(tài)下。

（3）數(shù)據(jù)處理。即在GPS測(cè)量中，需按照GPS接收機(jī)提示，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，并完成基線解算、質(zhì)量檢核等處理工作，然后，反饋各個(gè)控制點(diǎn)三維坐標(biāo)。例如，某水利工程測(cè)量項(xiàng)目在實(shí)施過程中，即采用GPS技術(shù)對(duì)測(cè)量對(duì)象進(jìn)行了觀測(cè)，其其中5個(gè)點(diǎn)號(hào)GPS控制點(diǎn)三維坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)如表2。

表2 GPS控制點(diǎn)三維坐標(biāo)

即通過GPS控制點(diǎn)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的反饋，滿足了水利工程測(cè)量需求。

2.2 RS技術(shù)的應(yīng)用

RS技術(shù)，即遙感技術(shù)在水利工程測(cè)量工作中的應(yīng)用，通過攝影、陸地、航空、航天攝影測(cè)量等技術(shù)手段，反饋有價(jià)值的測(cè)量信息。例如，在水利工程測(cè)量對(duì)象地形、地貌信息采集過程中，可借助遙感技術(shù)的陸地衛(wèi)星照片信息反饋功能，傳輸比例為1：2.5萬或者1：5萬、1：10萬、1：20萬的專題圖，然后，允許測(cè)量人員利用計(jì)算機(jī)處理衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并將衛(wèi)星圖片進(jìn)行打印、輸出，最終清晰的展示水利工程測(cè)量對(duì)象的地學(xué)綜合信息。此外，由于RS遙感技術(shù)具備信息復(fù)合、信息定量化、輻射校正、圖像分類、信息特征提取等功能，因而，將其應(yīng)用于現(xiàn)代水利工程測(cè)量工作中，可為測(cè)量人員提供優(yōu)質(zhì)圖像，滿足測(cè)量工作實(shí)施條件，同時(shí)，提高水利測(cè)量精度。另外，在水利工程測(cè)量作業(yè)中，為了將控制點(diǎn)測(cè)量精度提升至5cm以內(nèi)，那么在水利工程內(nèi)外業(yè)測(cè)量期間，可應(yīng)用RS技術(shù)中地面數(shù)字測(cè)圖功能，獲取精度高的數(shù)字地圖，同時(shí)，達(dá)到控制點(diǎn)測(cè)量精度控制目的。從以上的分析中即可看出，在水利工程測(cè)量作業(yè)實(shí)踐期間，合理化應(yīng)用RS技術(shù)，可提高水利工程數(shù)字化測(cè)繪水平，為此，應(yīng)提高對(duì)其的重視程度。

2.3 GIS技術(shù)的應(yīng)用

GIS技術(shù)，即地理信息系統(tǒng)，以地理空間為基礎(chǔ)，同時(shí)，注重通過地理模型分析方法，實(shí)時(shí)提取多種空間地理信息，并將計(jì)算機(jī)程序中所輸入的數(shù)字型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理圖形，供用戶使用。而GIS技術(shù)在水利工程測(cè)量工作中的應(yīng)用，要求內(nèi)外業(yè)測(cè)量人員，應(yīng)在水利工程測(cè)量期間，建立水利資源地理數(shù)據(jù)庫，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的檢索和瀏覽，然后，利用GIS技術(shù)描繪水利資源分布圖，最終由此提供水利工程測(cè)量中GIS空間動(dòng)態(tài)模型，允許測(cè)量人員通過對(duì)模型空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的分析，找出河道保潔的切入點(diǎn)，同時(shí)，了解陸域范圍內(nèi)水利防洪、灌溉、水量調(diào)整、水利治理等作業(yè)水平，達(dá)到最佳的水利工程實(shí)施狀態(tài)，且提高水利工程測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)度。除此之外，GIS技術(shù)的應(yīng)用，亦可減少水利工程測(cè)量中人工作業(yè)量，節(jié)省人工費(fèi)用，為此，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)其的運(yùn)用。

3 結(jié)論

綜上可知，基于當(dāng)代社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，水利工程建設(shè)中河道保潔、堤壩建設(shè)、水利治理等問題逐漸引起了人們關(guān)注，而水利工程內(nèi)外業(yè)測(cè)量，作為水利工程建設(shè)關(guān)鍵，要求現(xiàn)代測(cè)量人員在實(shí)際工作開展過程中，應(yīng)合理化應(yīng)用GIS技術(shù)、RS技術(shù)、GPS技術(shù)等新型數(shù)字化測(cè)繪手段，且在水利工程測(cè)量期間，將測(cè)繪信息轉(zhuǎn)換為直觀的地圖等形式，精準(zhǔn)化水利工程測(cè)量結(jié)果，滿足當(dāng)代水利工程建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施條件，迎合當(dāng)代社會(huì)發(fā)展中水利建設(shè)需求。

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