水利工程河道地形測(cè)量技術(shù)探析

郭蒙

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，工程測(cè)繪的發(fā)展越來(lái)越受到人們的重視，測(cè)繪技術(shù)對(duì)技術(shù)的要求也越來(lái)越高。在信息時(shí)代，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)發(fā)生了新的發(fā)展和變化，并因此逐步促進(jìn)了現(xiàn)代工程測(cè)繪的發(fā)展。在工程測(cè)繪過(guò)程中，有必要綜合考慮各種實(shí)際因素，重視現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地形測(cè)量;水利工程;測(cè)量技術(shù)

引言

測(cè)繪新技術(shù)的廣泛應(yīng)用改善了工程測(cè)量中存在的誤差大、耗時(shí)久等缺陷，提高了工程測(cè)量工作的高效性，使測(cè)量結(jié)果變得更精準(zhǔn)。目前我國(guó)在工程測(cè)量方面的工作依舊面臨著許多困難，比如物理應(yīng)用、系統(tǒng)建設(shè)、基礎(chǔ)的搭建以及耗資較大等難題。對(duì)測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用造成了一定的限制。相關(guān)部門(mén)應(yīng)給予系統(tǒng)性的工程測(cè)量工作足夠重視，不斷加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪新技術(shù)的完善和改進(jìn)，擴(kuò)大測(cè)繪新技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用范圍。

一、概述

21世紀(jì)以來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，城市面貌日新月異，人民生活水平得到了顯著提高，對(duì)生活環(huán)境的質(zhì)量亦提出了較高的要求。河道治理建設(shè)是現(xiàn)代生態(tài)城市建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，目的是保護(hù)水生態(tài)環(huán)境，作為水利基礎(chǔ)性建設(shè)工程，河道整治應(yīng)從治理中小河道著手，完善防洪、排澇、灌溉等農(nóng)田設(shè)施系統(tǒng)，大力開(kāi)展河道生態(tài)整治工作，構(gòu)建良好循環(huán)功能的水生態(tài)系統(tǒng)。河道整治工程實(shí)施前期應(yīng)進(jìn)行勘察、物探及測(cè)繪等工作，為設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)資料，測(cè)繪成果的準(zhǔn)確性與可靠性決定設(shè)計(jì)成果的準(zhǔn)確性與可靠性。河道測(cè)繪內(nèi)容一般包含控制測(cè)量、陸域地形測(cè)量及水域地形測(cè)量，控制測(cè)量包括平面控制及高程控制，平面控制通常采用GNSS靜態(tài)定位測(cè)量及GNSS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)煞N方法，前者適用于平面定位精度較高的項(xiàng)目，對(duì)平面定位精度要求不高的鎮(zhèn)級(jí)及村級(jí)河道整治項(xiàng)目可采用后者;高程控制宜采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量，精度要求不高的區(qū)域可采用似大地水準(zhǔn)面精化高程，但需要對(duì)測(cè)區(qū)附近至少3個(gè)已有等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。陸域地形測(cè)量通常采用全站儀極坐標(biāo)法測(cè)定平面位置，電磁波測(cè)距三角高程法測(cè)定測(cè)點(diǎn)高程;對(duì)周邊高層建筑少、電磁干擾少的測(cè)區(qū)可采用GNSS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量法直接測(cè)定測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)，前提條件是求取區(qū)域空間轉(zhuǎn)換7參數(shù);近年來(lái)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)發(fā)展迅速，在大比例地形測(cè)圖項(xiàng)目中應(yīng)用案例越來(lái)越多。小型河道水下地形可采用斷面索法、極坐標(biāo)法和GNSS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量法進(jìn)行平面定位，采用采用測(cè)深桿、測(cè)深錘、模擬測(cè)深儀進(jìn)行水深測(cè)量;中大型河道宜采用GNSS接收機(jī)+單波束測(cè)深儀或多波束測(cè)深儀無(wú)驗(yàn)潮模式進(jìn)行作業(yè)，省去了設(shè)驗(yàn)潮站分帶內(nèi)插的方式獲得不同時(shí)段水位的步驟，通過(guò)縱橫斷面交叉點(diǎn)水深測(cè)量差計(jì)算水深測(cè)量中誤差。

二、測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的重要性

隨著現(xiàn)代項(xiàng)目復(fù)雜性的增加，許多項(xiàng)目的建造難度也隨之增加。在實(shí)踐中缺乏準(zhǔn)確的測(cè)量和繪圖功能，使誤差進(jìn)一步影響了項(xiàng)目的施工標(biāo)準(zhǔn)，給項(xiàng)目帶來(lái)了不可預(yù)測(cè)的隱患。因此，有人說(shuō)測(cè)量和制圖技能與項(xiàng)目的基礎(chǔ)相同，并且如果基礎(chǔ)布置不當(dāng)且不堅(jiān)固，以后將難以保證項(xiàng)目的質(zhì)量。因此，必須讓專業(yè)的測(cè)量師和制圖人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)周?chē)牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行全面的勘測(cè)，創(chuàng)建詳細(xì)的記錄，然后合并這些數(shù)據(jù)。這樣，可以使用最基本的測(cè)繪數(shù)據(jù)來(lái)確保項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

三、水利工程河道中采用的測(cè)量技術(shù)

（一）數(shù)字化攝影技術(shù)

數(shù)字化攝影技術(shù)能夠顯著增進(jìn)數(shù)字線畫(huà)圖精準(zhǔn)程度，是以全數(shù)字為基礎(chǔ)的測(cè)算技術(shù)，能夠做到直接在數(shù)據(jù)影像里獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。此項(xiàng)技術(shù)能夠依據(jù)規(guī)定和要求建立精度較高的數(shù)字化模型，在多維空間數(shù)據(jù)方面擁有優(yōu)越的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠很好地達(dá)到施工建設(shè)活動(dòng)的要求。另外，隨著測(cè)量技術(shù)在全數(shù)字?jǐn)z影方面的發(fā)展進(jìn)步，在測(cè)量工作中的技術(shù)使用更加成熟，這種技術(shù)的產(chǎn)品可以被轉(zhuǎn)換成各種數(shù)字產(chǎn)品。在水利建設(shè)活動(dòng)施工過(guò)程中，使用這種測(cè)量新技術(shù)能夠高效獲取大比例尺的影像以及斷面圖的制作圖庫(kù)，進(jìn)而可以構(gòu)建能長(zhǎng)久儲(chǔ)存的數(shù)字影像數(shù)據(jù)庫(kù)。而且，數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)在監(jiān)測(cè)工程的施工質(zhì)量以及施工各建筑構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息上具有很強(qiáng)的優(yōu)越性。

（二）全球定位技術(shù)

測(cè)繪新技術(shù)中，全球定位技術(shù)是最為常見(jiàn)的一種。全球定位技術(shù)的應(yīng)用實(shí)際上采用了一種以空間為基準(zhǔn)的導(dǎo)航系統(tǒng)。其主要是通過(guò)應(yīng)用衛(wèi)星以及通信技術(shù)對(duì)地球上的事物進(jìn)行定位，對(duì)定位事物進(jìn)行空間定位，將定位事物在地球空間中的具體位置信息通過(guò)數(shù)字表達(dá)出來(lái)。目前，導(dǎo)航、監(jiān)控等領(lǐng)域多數(shù)都使用了全球定位技術(shù)。此種技術(shù)在使用過(guò)程中，有效地使用了全球定位系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，為用戶提供了較為精準(zhǔn)的坐標(biāo)信息和導(dǎo)航信息，為用戶提供更便捷的定位服務(wù)，使其工作更高效。近年來(lái)，隨著我國(guó)全球定位技術(shù)的廣泛應(yīng)用，該技術(shù)已基本成熟，并且在工程測(cè)量工作中發(fā)揮出無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)，不但縮短了測(cè)量及數(shù)據(jù)采集的時(shí)間，還提高了測(cè)繪工作的效率。測(cè)繪結(jié)果的精準(zhǔn)性得到了保障，簡(jiǎn)便性得到了提升。

（三）地理信息技術(shù)

地理信息技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱GIS）是一種集成了計(jì)算機(jī)、信息、管理和其他領(lǐng)域的知識(shí)和技能的新型高級(jí)測(cè)量方法，并且廣泛用于許多領(lǐng)域和地質(zhì)空間，主要用于處理信息顯示。同時(shí)，它是一種高度集成的技術(shù)，它不僅可以有效地收集和存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)信息，而且還可以對(duì)這些復(fù)雜信息進(jìn)行科學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)化的管理，并最終在三維空間中顯示處理結(jié)果。除了在測(cè)繪項(xiàng)目中對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行空間提醒和主動(dòng)警告外，GIS還可以用作幫助完成決定性任務(wù)的參考基礎(chǔ)。隨著這項(xiàng)技術(shù)的日益成熟，測(cè)繪、其他環(huán)境測(cè)試、礦產(chǎn)項(xiàng)目、土地項(xiàng)目等都需要該技術(shù)的支持。將該技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)和掃描矢量化等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合可以產(chǎn)生意想不到的結(jié)果并實(shí)現(xiàn)信息測(cè)量，這不僅提高了準(zhǔn)確性，而且還提高了標(biāo)準(zhǔn)化和合理性。

（三）RTK技術(shù)

RTK技術(shù)即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，是在全球定位技術(shù)的基礎(chǔ)上延展出來(lái)的一種新的測(cè)繪技術(shù)。目前，RTK技術(shù)能夠?qū)⒍ㄎ徽`差控制在厘米級(jí)別，對(duì)一些計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)化。通過(guò)使用一種快速靜態(tài)、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的測(cè)量技術(shù)，在工程測(cè)量中不需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行重復(fù)測(cè)算，就能夠得到較為精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位信息數(shù)據(jù)。此種技術(shù)對(duì)載波相位進(jìn)行測(cè)量，形成一個(gè)精準(zhǔn)度較高的三維坐標(biāo)信息，通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量，得到更為精準(zhǔn)的工程放樣信息。因此，將其應(yīng)用在一些工程建設(shè)測(cè)量中，能夠得到精準(zhǔn)度更高的信息。RTK技術(shù)在地形測(cè)繪應(yīng)用中的效率較高，尤其適用于野外測(cè)繪工作。RTK技術(shù)使得工程測(cè)量的工作效率及測(cè)繪質(zhì)量均得到明顯提高。

結(jié)束語(yǔ)

測(cè)量工作是水利建設(shè)工程的基礎(chǔ)，但極其重要的，其能夠直接影響水利工程施工的質(zhì)量。因此，探究當(dāng)前水利建設(shè)活動(dòng)中測(cè)量新技術(shù)的應(yīng)用，以及分析如何更好地提升測(cè)量技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)水利工程建設(shè)的發(fā)展十分必要。鑒于河道地形的復(fù)雜性與特殊性，陸域及水域地形測(cè)量方法應(yīng)有針對(duì)性，須兼顧成果精度及作業(yè)效率，外業(yè)測(cè)量工作完成后應(yīng)立即選取一定比例的地形特征點(diǎn)重復(fù)觀測(cè)，根據(jù)檢核成果與既有成果的較差進(jìn)行各類技術(shù)手段的測(cè)量中誤差，有效評(píng)價(jià)作業(yè)質(zhì)量。

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