水利水電工程測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

張保仁

摘 ? 要：水利水電工程測(cè)量是水利水電工程正常施工的基礎(chǔ)，隨著創(chuàng)新科技的發(fā)展測(cè)量技術(shù)也呈現(xiàn)出多元化發(fā)展的趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，GPS精準(zhǔn)定位等技術(shù)的發(fā)展都為水利水電測(cè)量的發(fā)展提供了更好的發(fā)展方向和手段。本文通過(guò)對(duì)水利水電工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展技術(shù)、不足之處等進(jìn)行討論，簡(jiǎn)要敘述了其發(fā)展前景，為行業(yè)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：水利水電 ?測(cè)量技術(shù) ?數(shù)字測(cè)量 ?變形監(jiān)測(cè) ?GPS技術(shù) ?發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：TB22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（b）-0035-02

水利水電業(yè)行業(yè)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)之一，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程需要各種科技力量的支持，其中建筑工程測(cè)量技術(shù)在水利水電行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中貢獻(xiàn)巨大，保證了水利水電工程的基礎(chǔ)質(zhì)量。目前，在技術(shù)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)多種測(cè)量技術(shù)同時(shí)前進(jìn)發(fā)展的狀態(tài)，光學(xué)水準(zhǔn)儀、鋼尺、全站儀、激光測(cè)量?jī)x、電子水準(zhǔn)儀等各種測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用，使測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)一步提高，測(cè)量?jī)x器的自動(dòng)化程度也隨著科技的進(jìn)步進(jìn)一步發(fā)展。衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)使測(cè)量工程不受時(shí)間、地理位置、氣候、地形地貌等影響，與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)比較實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的處理效率，提升了測(cè)量數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，也為測(cè)量工程的智能化發(fā)展提供了方向。

1 ?水利水電工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

水利水電工程計(jì)量的工作內(nèi)容一般分為3個(gè)階段：規(guī)劃，設(shè)計(jì)，建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。規(guī)劃階段就是為測(cè)量工程的順利實(shí)施提供基礎(chǔ)，是通過(guò)合理的實(shí)地勘察、科學(xué)的預(yù)估與計(jì)算、選擇正確的方法對(duì)整體測(cè)量工程實(shí)施前的準(zhǔn)備，按照合適的比例設(shè)計(jì)水利水電工程地形圖。設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)好之后，就可以依據(jù)圖紙進(jìn)行施工，施工過(guò)程需要做好安全監(jiān)測(cè)、線路排布與施工控制網(wǎng)的測(cè)量工作。施工測(cè)量結(jié)束后，根據(jù)運(yùn)行的需要進(jìn)行運(yùn)行管理階段的測(cè)量，主要測(cè)量的內(nèi)容是庫(kù)區(qū)的淤積、電站的泄洪，根據(jù)測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水利水電工程的運(yùn)行狀況。在水利水電的測(cè)量施工中，我們會(huì)運(yùn)用到不同的測(cè)量技術(shù)，下面介紹幾種主要的測(cè)量技術(shù)。

1.1 數(shù)字地形測(cè)量技術(shù)

數(shù)字地形測(cè)量技術(shù)主要應(yīng)用于測(cè)量方法，電子平板和手持?jǐn)?shù)字測(cè)繪系統(tǒng)技術(shù)。利用專業(yè)地形圖測(cè)繪軟件，將數(shù)字轉(zhuǎn)化為三維立體圖形進(jìn)行地形測(cè)繪的技術(shù)。這種方式摒棄了手工繪圖速度慢、精確度低的弊端，可同一時(shí)間根據(jù)要求呈現(xiàn)出不同比例尺的繪制地形圖。數(shù)字測(cè)繪系統(tǒng)是利用全站儀在外面自動(dòng)采集地形空間三維數(shù)據(jù)，自動(dòng)存儲(chǔ)并處理數(shù)據(jù)時(shí)，降低人為采集數(shù)據(jù)的誤差。數(shù)字化的成圖模式，可以把圖形存儲(chǔ)在內(nèi)置的軟盤中，便于技術(shù)人員查找與修改，延長(zhǎng)保存時(shí)間，隨時(shí)查閱功能便于反復(fù)修改，減少反復(fù)測(cè)繪造成的資源浪費(fèi)。電子平板數(shù)字系統(tǒng)由全站儀與便攜機(jī)等軟件組成，便于攜帶與測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，繪制圖形方便，但是設(shè)備穩(wěn)定性差，不適合特殊地形。測(cè)記法數(shù)字系統(tǒng)就適合各種地形環(huán)境測(cè)繪，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，智能化水平較高，但其作業(yè)不直觀，也會(huì)出現(xiàn)測(cè)繪錯(cuò)漏等問(wèn)題。掌上數(shù)字測(cè)繪系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛的一種地形測(cè)繪技術(shù)，它由全站儀和繪圖軟件等組成，結(jié)合其他設(shè)備與技術(shù)使用，效果良好，操作便捷，結(jié)果可靠。

1.2 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)

變形監(jiān)測(cè)技術(shù)是通過(guò)監(jiān)測(cè)物體的外部形態(tài)而確定物體的內(nèi)部形態(tài)與空間位置的技術(shù)，它的主要檢測(cè)內(nèi)容是基準(zhǔn)網(wǎng)、工作機(jī)電、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析等。目前，變形監(jiān)測(cè)技術(shù)主要的監(jiān)測(cè)方法包括基準(zhǔn)線法、大地法、液體靜力水準(zhǔn)法?；€方法主要用于水平位移變形監(jiān)測(cè)，主要用于測(cè)量墩壩，重力壩和土石壩等線性壩。通常，可以使用真空激光方法，視線方法，垂直線方法和引線方法進(jìn)行觀察。可以使用的測(cè)量?jī)x器包括光電跟蹤型引線測(cè)量?jī)x，電容感應(yīng)引線測(cè)量?jī)x等，測(cè)量數(shù)據(jù)具有高精度。測(cè)量成本低。在高坡度地形，滑坡體地形和短壩，采用操作簡(jiǎn)單，成本低的視線法，但受大氣光角度的影響，測(cè)量精度低。大地法可進(jìn)行工作基點(diǎn)、基準(zhǔn)網(wǎng)、變形體的監(jiān)測(cè)，可使用的方法有幾何水準(zhǔn)、三角、現(xiàn)代邊角、交匯測(cè)量等。測(cè)量的設(shè)備都是常規(guī)使用的儀器，包括精密全站儀、電子水準(zhǔn)儀等，數(shù)據(jù)可靠性高，測(cè)量費(fèi)用低，測(cè)量強(qiáng)度大，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，自動(dòng)化程度低，因此數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，處理數(shù)據(jù)的難度較大。液體靜力水準(zhǔn)法發(fā)展迅速，傳感器用于測(cè)量水體的液位，適用于壩體走廊內(nèi)的高程傳輸和觀測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)多、數(shù)據(jù)精度高，監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度高，因監(jiān)測(cè)點(diǎn)多獲得的數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜，使用成本高。

1.3 水下地形測(cè)量技術(shù)

水下地形測(cè)量中使用的測(cè)量工具包括電磁波測(cè)距儀，經(jīng)緯儀，基準(zhǔn)測(cè)量?jī)x和標(biāo)尺。通過(guò)測(cè)深錘和測(cè)深桿測(cè)量水的深度，誤差大，測(cè)量效率低。隨著 全球定位系統(tǒng)（GPS）的發(fā)展，GPS、RTK、CORS、DGPS系統(tǒng)與測(cè)深儀配合探測(cè)水下地形，探測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)一步提升。通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)衛(wèi)星信號(hào)的接收，與已知點(diǎn)位置比較來(lái)修正誤差值，不斷校正GPS的信號(hào)，提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。監(jiān)測(cè)連續(xù)性強(qiáng)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度高，降低監(jiān)測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工作周期。

1.4 控制測(cè)量技術(shù)

控制測(cè)量技術(shù)即運(yùn)用GPS定位技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)繪方法相結(jié)合，具有精度高，監(jiān)測(cè)速度快，精確監(jiān)測(cè)結(jié)果的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)GPS定位技術(shù)快速確定目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)?？刂茰y(cè)量可分為兩種類型：專用控制網(wǎng)絡(luò)和測(cè)繪控制網(wǎng)絡(luò)，包括兩種技術(shù)：高程控制和平面控制。控制測(cè)量技術(shù)包括三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、三邊網(wǎng)、GPS網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、混合網(wǎng)等。GPS測(cè)量?jī)x的應(yīng)用使測(cè)量不受地形、環(huán)境、溫度、氣候等因素的影響，并通過(guò)控制數(shù)據(jù)測(cè)量布局類型和觀測(cè)方法。減少測(cè)量工作量和工作時(shí)間，測(cè)量時(shí)間、測(cè)量選點(diǎn)靈活多樣，測(cè)量誤差小、精度高，測(cè)量的范圍小，網(wǎng)中基線邊短。全部由衛(wèi)星采集數(shù)據(jù)，計(jì)算通過(guò)計(jì)算機(jī)完成，自動(dòng)化程度高，使用范圍廣。

2 ?近年來(lái)發(fā)展中存在的問(wèn)題與發(fā)展前景

2.1 存在的問(wèn)題

近年來(lái)，隨著我國(guó)水利水電行業(yè)的迅速發(fā)展，技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新也存在跟不上行業(yè)發(fā)展的問(wèn)題，前期研發(fā)資金投入不足限制了技術(shù)的開(kāi)發(fā)，先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備是行業(yè)發(fā)展的核心，前期投入不足直接影響了行業(yè)技術(shù)的發(fā)展。技術(shù)人才是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。水利水電行業(yè)是一個(gè)體力和腦力消耗較大的行業(yè)，現(xiàn)在年輕人缺乏吃苦耐勞的精神，在行業(yè)的選擇上多愿意選擇輕松、收入高的行業(yè)，年輕的技術(shù)人才不能及時(shí)補(bǔ)充，成為行業(yè)發(fā)展的重要障礙。此外，水利水電測(cè)繪技術(shù)周期長(zhǎng)、技術(shù)復(fù)雜度高，管理難度大，管理技術(shù)薄弱等是限制測(cè)量技術(shù)發(fā)展的因素。

2.2 發(fā)展前景

自動(dòng)化、數(shù)字化的發(fā)展是目前各個(gè)行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，測(cè)量技術(shù)的發(fā)展可以充分利用現(xiàn)代設(shè)備與技術(shù)，積極改革測(cè)量方法與設(shè)備，實(shí)現(xiàn)測(cè)量技術(shù)的高速發(fā)展。它可以進(jìn)一步發(fā)展數(shù)字測(cè)繪技術(shù)和GPS技術(shù)，并使用工程控制網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和其他技術(shù)來(lái)自動(dòng)化和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和處理，與GPS技術(shù)相結(jié)合，提高定位的準(zhǔn)確性，促進(jìn)測(cè)繪行業(yè)的快速發(fā)展。

3 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，測(cè)量技術(shù)是水利水電工程測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)，是保證工程質(zhì)量的有效手段。通過(guò)不斷更新各種測(cè)量技術(shù)，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并結(jié)合先進(jìn)的GPS技術(shù)，提高了自動(dòng)測(cè)量和定位的準(zhǔn)確性。并利用先進(jìn)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)繪圖智能化，提高繪圖的效率?？傊?，智能化、科技化、實(shí)時(shí)化、綠色化、可持續(xù)化是未來(lái)各個(gè)行業(yè)發(fā)展的主要方向，依靠科技發(fā)展，提升行業(yè)發(fā)展的速度，使用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備為水利水電工程測(cè)量提供支持，迎合時(shí)代發(fā)展，增強(qiáng)行業(yè)發(fā)展信心，為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展增力。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫文旭.淺談工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].城市地理，2016（2）：141.

[2] 李文虎.關(guān)于水利水電工程測(cè)量施工方法的淺談[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2017（20）：48-49.

[3] 黃先鋒.淺談工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2017（13）：263.