水利工程中GPS測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展及作用

劉明星

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)技術(shù)度的發(fā)展，水利工程也緊隨其后的不斷進(jìn)步。而水利工程是需要進(jìn)行大量測(cè)繪的工程，GPS測(cè)繪技術(shù)讓原本繁雜的水利工程測(cè)繪難題得到了解決，水利工程的GPS測(cè)繪技術(shù)在水利工程大范圍的利用。這種技術(shù)讓水利工程測(cè)繪變得更為輕松的同時(shí)還讓水利工程原本的成本降低了不少。本文主要探討水利工程中 GPS 測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展及其作用。

關(guān)鍵詞：水利工程；GPS測(cè)繪新技術(shù)；發(fā)展作用

一、GPS測(cè)繪技術(shù)工作原理

GPS測(cè)繪技術(shù)具備的準(zhǔn)確性高效性都是以往測(cè)繪技術(shù)所不能相提并論的，GPS測(cè)繪技術(shù)需要提前找準(zhǔn)定點(diǎn)然后逐步安裝，可以直接監(jiān)控到所有的可見衛(wèi)星，然后通過(guò)無(wú)線的方式將得到的各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸轉(zhuǎn)移，借助數(shù)據(jù)鏈這個(gè)載體再將信息移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)站。而網(wǎng)站則可以通過(guò)定點(diǎn)的方法，借助無(wú)線的方式對(duì)衛(wèi)星傳遞而來(lái)的大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸納，然后對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，最終可以得到兩站的地理方位。水利工程測(cè)繪工作最主要的部分就是大壩施工的測(cè)繪工作，其測(cè)繪的主要幾點(diǎn)有大壩壩身的平面測(cè)繪、壩身細(xì)部放羊測(cè)繪、壩身高程測(cè)繪、大壩軸線定位測(cè)繪以及溢洪道測(cè)繪等方面。傳統(tǒng)工程測(cè)量方法弊端較大，無(wú)法滿足水利工程項(xiàng)目的需求，為了保證水利工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行，對(duì)水利工程項(xiàng)目的測(cè)繪方法進(jìn)行改革是現(xiàn)階段最主要的問(wèn)題，而GPS 測(cè)繪技術(shù)完美的解決了這個(gè)問(wèn)題。

二、水利工程中 GPS 測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在新時(shí)期水利工程建設(shè)中，GPS 測(cè)繪技術(shù)有著許多過(guò)去落后的測(cè)繪技術(shù)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。首先 GPS 測(cè)繪技術(shù)的定位精確度很高，采用的載波相位時(shí)分差技術(shù)的定位精確之細(xì)微可以只有1～2cm，探測(cè)儀的精度只有 5cm+0.4%。而且使用 GPS 測(cè)繪技術(shù)觀察站間不需要通視，在傳統(tǒng)的測(cè)繪手段中一定要維持觀測(cè)站間較好的通視環(huán)境，但 GPS 測(cè)繪技術(shù)就可以忽略這個(gè)條件，為水利工程提供方便。GPS 測(cè)繪新技術(shù)還有全程監(jiān)控、操作方便的特點(diǎn)，只要將 GPS 和電腦相連，開機(jī)就可以使用，不用后視和架設(shè)儀器就能進(jìn)行實(shí)時(shí)的全程監(jiān)控定位。對(duì)于天氣，GPS 測(cè)繪技術(shù)也沒(méi)有特別的要求，哪怕在天氣惡劣的條件下也可以順利工作。在圖測(cè)方面，GPS 測(cè)繪擁有高度的自動(dòng)化成圖功能，配套的處理數(shù)據(jù)軟件可以自動(dòng)成圖進(jìn)行計(jì)算、測(cè)算包括各層間的方量和面積、各斷面未拋量和總拋量。最后，GPS 測(cè)繪新技術(shù)的水深測(cè)繪與平面定位完全同步，不用再進(jìn)行水位的測(cè)定。在過(guò)去的水深測(cè)繪中水深測(cè)繪和平面定位是分開的，平面的位置和測(cè)深沒(méi)有同步，且受浪潮的影響比較大，觀測(cè)時(shí)和水尺觀測(cè)的情況不一樣。而 GPS 測(cè)繪技術(shù)沒(méi)有驗(yàn)潮測(cè)深法就可以解決上面的問(wèn)題，不用進(jìn)行觀潮與修正水位情況，測(cè)繪不受潮水的影響。

三、測(cè)繪新技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

GPS 在水利工程中的應(yīng)用水利工程一般選址于深山溝壑之中，對(duì)測(cè)量來(lái)說(shuō)，地形復(fù)雜，地表植被覆蓋較多，通視條件較差，國(guó)家控制點(diǎn)稀少，光學(xué)儀器控制測(cè)量難度較大，利用 GPS 就能較好地解決這些問(wèn)題，因?yàn)?GPS 接收機(jī)不受地形條件、氣候、時(shí)間的限制和影響，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地完成控制測(cè)量和其它定位工作，能大幅度減少或者免做像控點(diǎn)，減少測(cè)繪工作量，提高效率。水利施工測(cè)量的根本任務(wù)是點(diǎn)位的測(cè)設(shè)， 其基本工作是已知長(zhǎng)度、角、高程的測(cè)設(shè)，施工測(cè)量對(duì)地形圖精度和放樣的精度要求較高。因此大中型水利工程都要在施工區(qū)域內(nèi)布設(shè)施工控制網(wǎng)，以網(wǎng)內(nèi)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行由整體到局部的施工放樣，使用GPS可以大量減少施工控制網(wǎng)中的中間過(guò)渡控制點(diǎn)。在測(cè)設(shè)水工建筑物中，如果使用已包含有設(shè)計(jì)建筑物的數(shù)字地圖，配合全站儀，測(cè)設(shè)某一點(diǎn)時(shí)只需用鼠標(biāo)點(diǎn)定數(shù)字地圖上的設(shè)計(jì)點(diǎn)就能得到該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后根據(jù)全站儀上的坐標(biāo)顯示，指揮棱鏡移動(dòng)直至坐標(biāo)顯示與設(shè)計(jì)點(diǎn)一致，就完成了該點(diǎn)的放樣。從這一過(guò)程不難看出，應(yīng)用數(shù)字地圖施工放樣，省去了從圖紙上量取測(cè)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)等數(shù)值的過(guò)程既減少了工作量，又避免了產(chǎn)生人為誤差。在操作中，數(shù)字地圖自動(dòng)完成測(cè)設(shè)點(diǎn)數(shù)值的運(yùn)算提取，由計(jì)算機(jī)控制全站儀等儀器，自動(dòng)完成放樣工作。

這樣的工作方式，具有快速準(zhǔn)確和避免人為誤差影響，提高放樣精度和效率等特點(diǎn)。

2.GIS 技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

在大型的水利水電工程建設(shè)方面，遙感技術(shù)可以快速經(jīng)濟(jì)和客觀地為大型水利水電工程選址提供所需要的地理、地質(zhì)、環(huán)境以及人文等各類信息，從而提高工作的效率和質(zhì)量。 GIS 是水利水電工程選址、規(guī)劃乃至設(shè)計(jì)、施工管理中十分重要的分析工具，例如移民安置地環(huán)

境容量調(diào)查、調(diào)水工程選線及環(huán)境影響評(píng)價(jià)、梯級(jí)開發(fā)的淹沒(méi)調(diào)查、水庫(kù)高水位運(yùn)行的淹沒(méi)調(diào)查、大中型水利工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)、防洪規(guī)劃、大型水利水電工程抗震安全、河道管理、大型水利水電工程物料貯運(yùn)管理、蓄滯洪區(qū)規(guī)劃與建設(shè)等等。

3.“三 S”技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

RS 遙感技術(shù) GPS 技術(shù)與 GIS 的結(jié)合使測(cè)繪功能更加強(qiáng)大 。 通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)流域內(nèi)情況， 結(jié)合 GIS 數(shù)據(jù)庫(kù)形成實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)可以通過(guò)歷史資料和有效的數(shù)字模型對(duì)區(qū)域內(nèi)水資源數(shù)量、質(zhì)量、供需預(yù)測(cè)分析、水土保持等方面進(jìn)行及時(shí)的地質(zhì)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和推測(cè)。“三 S” 技術(shù)集成為水資源普查流域規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)水資源普查、流域規(guī)劃是水利建設(shè)的前提，它不僅提供流域地表及其環(huán)境的幾何信息，而且能給出空間位置，根據(jù)需要建立水利建設(shè)地理信息系統(tǒng)，對(duì)水利建設(shè)所需的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的輸入分析和處理，從而得到當(dāng)?shù)厮Y源的詳盡資料在此基礎(chǔ)上建設(shè)者和決策者可進(jìn)行較為科學(xué)的更具有指導(dǎo)意義的流域規(guī)劃。

四、結(jié)束語(yǔ)

GPS 測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)水利工程作業(yè)的方法與理念，提高了測(cè)繪的精度和效率。尤其實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位，即 RTK 技術(shù)在水利測(cè)繪中的應(yīng)用成效更是讓人感到驚喜。要知道，水利工程中的測(cè)繪質(zhì)量對(duì)工程建設(shè)的影響非常大，落后的測(cè)繪技術(shù)將會(huì)阻礙水利事業(yè)的發(fā)展，還會(huì)增加不必要的成本。所以在新時(shí)期水利工程中加強(qiáng)對(duì)于 GPS 測(cè)繪技術(shù)的研究，對(duì)改善當(dāng)前測(cè)繪工作的質(zhì)量，降低工程的造價(jià)成本，增加水利工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益很有幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉遠(yuǎn)征，錢學(xué)智，孫瑞.水利工程中GPS測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展及作用[J].西部資源，2018（02）：154+158.

（作者單位：哈爾濱海航地理信息工程有限公司）