現(xiàn)代工程測(cè)量新技術(shù)在水利工程的應(yīng)用探析

張健　魏峰　詹勇

摘 要：水利工程作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，保證工程質(zhì)量極其重要，其根本在于測(cè)量，關(guān)鍵在于技術(shù)的應(yīng)用。文章探討了水利工程測(cè)量應(yīng)用現(xiàn)代測(cè)量新技術(shù)的必要性，闡明了水利工程測(cè)量的主要任務(wù)，著重分析了水利工程應(yīng)用的現(xiàn)代工程測(cè)量新技術(shù)，包括3S（全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)）技術(shù)、RTK技術(shù)、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)、數(shù)字化攝影技術(shù)，并指出水利施工測(cè)量中需注意的問題，新技術(shù)的應(yīng)用將極大地促進(jìn)水利工程的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水利工程；工程測(cè)量；技術(shù)

水資源作為一種稀缺性的自然資源，如何有效地利用好它對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展至關(guān)重要。由于我國水資源時(shí)空分布不均，為了更好的滿足經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，人民的生活需求，國家加強(qiáng)了水利工程建設(shè)，水利工程能夠有效地調(diào)配水資源。工程測(cè)量作為水利工程的基礎(chǔ)性工作，其重要性不言而喻。

1 應(yīng)用新技術(shù)開展水利工程測(cè)量工作的必要性

工程測(cè)量涵蓋了工程項(xiàng)目建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)整個(gè)過程開展測(cè)量的一項(xiàng)工作。工程測(cè)量工作專業(yè)性要求較高，注重團(tuán)隊(duì)分工配合，加之涉及到的環(huán)節(jié)復(fù)雜多樣，因而必須嚴(yán)格控制誤差的出現(xiàn)，堅(jiān)決避免“一著不慎滿盤皆輸”局面的出現(xiàn)。在設(shè)計(jì)階段，要遵循“沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權(quán)”原則，認(rèn)真考察實(shí)地具體情況，著重加強(qiáng)對(duì)重要位置的考察測(cè)量，這是收集工程建設(shè)的第一手資料，意義重大；在施工過程中，為保證施工的順利安全進(jìn)行，在建設(shè)各個(gè)建筑構(gòu)件前，必須對(duì)建筑構(gòu)件位置進(jìn)行測(cè)量定位；工程驗(yàn)收階段，按照工程設(shè)計(jì)要求，必須加強(qiáng)施工質(zhì)量的檢驗(yàn)。

水利工程測(cè)量本身具有其特殊性，測(cè)量工作多在偏遠(yuǎn)山區(qū)實(shí)施，地理位置復(fù)雜，測(cè)量實(shí)施難度較大，甚至?xí)l(fā)生安全狀況，危及測(cè)量工作人員的生命安全。因此，水利工程測(cè)量對(duì)于新技術(shù)的使用更為迫切，一方面應(yīng)用新技術(shù)有利于提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，降低測(cè)量工作的難度，提高測(cè)量的質(zhì)量和效率；另一方面有利于保障工作人員的人身安全，極具現(xiàn)實(shí)意義。

2 水利工程測(cè)量的主要任務(wù)

工程建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工作，它涉及方方面面，水利工程也是如此。水利工程建設(shè)項(xiàng)目一般包括土方開挖、壩體堆石、土工布、漿砌石工程、混凝土工程等，其主要工作任務(wù)包括以下幾點(diǎn)：一是水利工程在開始前，需對(duì)照監(jiān)理單位提供的控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的復(fù)測(cè)，認(rèn)真布設(shè)施工控制網(wǎng)（平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)），其測(cè)量的等級(jí)和精度必須達(dá)到《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)，平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量技術(shù)要求分別按精密導(dǎo)線測(cè)量技術(shù)和精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)，具體如表1、表2所示，此外還需定期核查施工控制網(wǎng)，保證測(cè)量施工的精準(zhǔn)度。二是施工過程中的跟蹤測(cè)量，測(cè)量工作并不是一勞永逸，而是貫穿于工程始終，跟蹤測(cè)量的重點(diǎn)在于土方開挖、土石混合料、壩體堆石等方面。三是竣工時(shí)的驗(yàn)收測(cè)量，認(rèn)真做好測(cè)設(shè)建筑物位置和標(biāo)高工作，加強(qiáng)對(duì)工程預(yù)埋觀測(cè)設(shè)施測(cè)量，保證數(shù)據(jù)的精確性，以便進(jìn)行審批后備案。

3 現(xiàn)代工程測(cè)量新技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

隨著工程建設(shè)要求的提高和技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)已然無法滿足其發(fā)展需求，簡便、靈活、快捷、高效、精確的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，即現(xiàn)代工程測(cè)量新技術(shù)，其具有的一系列優(yōu)點(diǎn)讓它在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，在水利工程中應(yīng)用到的工程測(cè)量新技術(shù)主要包括3S技術(shù)、RTK技術(shù)、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)、數(shù)字化攝影技術(shù)。

3.1 3S技術(shù)

所謂3S技術(shù)，是GPS（全球定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感系統(tǒng)）的統(tǒng)稱。3S技術(shù)在水利工程測(cè)量中價(jià)值巨大，一是提高了測(cè)量效率，獲取更為準(zhǔn)確的水利環(huán)境信息，一定程度上可以預(yù)測(cè)自然災(zāi)害。二是可以及時(shí)監(jiān)測(cè)與分析己經(jīng)發(fā)生的水利施工事故，提高解決事故的效率和質(zhì)量。三是3S技術(shù)能夠精確有效地確認(rèn)水利建筑腐蝕部位，可以明顯提高水利工程建筑的維護(hù)質(zhì)量和效率。四是3S技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)水資源動(dòng)態(tài)管理與監(jiān)測(cè)，豐富了水利管理的數(shù)據(jù)，為后續(xù)工作的開展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

3.2 RTK技術(shù)

RTK技術(shù)也就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，主要由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站兩部分組成，它結(jié)合了GPS技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，是在利用實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)量站載波相位的基礎(chǔ)上，觀測(cè)其測(cè)量差分，從而三維定位到特殊點(diǎn)上[3]。RTK技術(shù)在控制點(diǎn)加密、工程放樣、斷面測(cè)量等測(cè)量任務(wù)方面利用前景廣闊[4]。目前RTK技術(shù)主要用于測(cè)量縱橫斷面，如測(cè)量堤防工程、灌區(qū)的縱橫斷面。它擅長遠(yuǎn)距離測(cè)量，能夠測(cè)量十?dāng)?shù)公里的距離，精度依然可以達(dá)到厘米級(jí)。RTK技術(shù)靈活、方便的特點(diǎn)使其在水利工程測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用，其在水利工程建設(shè)上的占據(jù)了一定的地位。

3.3 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是一種利用數(shù)字化成圖及測(cè)圖的技術(shù)，它包括數(shù)字化原圖技術(shù)和數(shù)字化成圖技術(shù)。較之傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，具有以下四個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)，一是精確度較高，水利工程測(cè)量多在野外進(jìn)行，易受外界因素干擾，而應(yīng)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)能有效避免人為誤差的出現(xiàn)，提高數(shù)據(jù)的精確性；二是自動(dòng)化程度更高，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的，具有較強(qiáng)的自動(dòng)化性能，存儲(chǔ)更加便利；三是圖形屬性信息更加豐富，能準(zhǔn)確使用各類測(cè)圖符號(hào)，明確地圖測(cè)繪中的坐標(biāo)位置；四是測(cè)量結(jié)果直觀形象，將地形地貌模型化、直觀化，非專業(yè)人士也可以讀懂地圖信息[5]。

3.4 數(shù)字化攝影技術(shù)

基于全數(shù)字的攝影測(cè)量系統(tǒng)，數(shù)字化攝影技術(shù)可以直接從數(shù)字影像中獲得測(cè)繪信息，在提供實(shí)時(shí)三維空間信息上優(yōu)勢(shì)巨大，可以有效地提升了生產(chǎn)效率和數(shù)字線劃圖的精度，并且可以按照要求制作高精度的數(shù)字高程模型，極大地滿足了水利工程建設(shè)的需求[6]。當(dāng)前全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)在測(cè)量領(lǐng)域不斷深入推廣應(yīng)用，其產(chǎn)品可以將影像圖、線劃圖轉(zhuǎn)化為數(shù)字化系列產(chǎn)品。在水利工程建設(shè)工程中，利用數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)可以快速獲得制作大比例尺影像圖和斷面圖圖庫，有效建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)庫[7]。此外，在檢查陡坡地段的開挖質(zhì)量和工程竣工部位的形體資料方面，數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，作用突出。

4 水利施工測(cè)量中需注意的問題

當(dāng)前，在水利施工測(cè)量方面，施工單位和工作人員有了不錯(cuò)的經(jīng)驗(yàn)積累，然而在實(shí)際過程中仍有一些問題存在，這影響了水利工程質(zhì)量