水利水電工程測繪自動化技術(shù)分析

田建華

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450001）

引言

隨著科技技術(shù)在不斷的研究和發(fā)展出現(xiàn)了越來越多的新技術(shù)，在很多行業(yè)領(lǐng)域中進行應(yīng)用之后都得到了非常好的效果，為我國的城市發(fā)展進程做到了非常明顯的改變和提升。尤其是傳統(tǒng)的測繪工作在開展的過程中需要很多設(shè)備，不但在需要的員工和工具方面充滿了繁瑣的步驟和操作，而且在測量之后也不能夠完全保證數(shù)據(jù)的精準。

一、自動化測繪技術(shù)的主要概念

很多先進的科技技術(shù)和儀器設(shè)備已經(jīng)隨著現(xiàn)代化建設(shè)的全面發(fā)展進行了范圍比較寬廣的應(yīng)用，而且測繪技術(shù)也開始逐漸在實際的應(yīng)用方面進行發(fā)展和研究。比如在自動化的測繪技術(shù)中逐漸應(yīng)用了GPS 和RS 等多種技術(shù)，在進行測繪的過程中對工作質(zhì)量做到了明顯的提升。這樣的技術(shù)應(yīng)用也在水利水電工程開展建設(shè)的過程中起到了明顯的輔助作用，為項目的建設(shè)提升了經(jīng)濟效益和工程的施工建設(shè)效率。在這類工程進行實際的建設(shè)過程中，需要應(yīng)用測繪工作的自動化技術(shù)來進行大量數(shù)據(jù)的收集工作，通過使用測量設(shè)備，將得到的精準數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接嬎銠C設(shè)備中進行集中的收集和整理，然后再由工作人員操控計算機對數(shù)據(jù)進行整體的收集和歸納，將相關(guān)的數(shù)據(jù)進行組合構(gòu)建成準確的模型之后對測繪結(jié)果進行具體的分析工作，通過這種方式可以為工程的施工過程提供更加精準的數(shù)據(jù)信息來完成測繪工作，能夠?qū)こ痰亩ㄎ还ぷ髌鸬礁佑行У淖饔肹1]。

二、目前存在的問題

目前在這類工程進行測繪的工作中比較常見的問題，通常會在設(shè)備和自然因素方面出現(xiàn)，但使用儀器設(shè)備的過程中很可能會由于操控人員的技術(shù)方法或者是周圍環(huán)境條件的影響，而導(dǎo)致機器在測量的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)了誤差。在工程的建設(shè)過程中出現(xiàn)這種測量誤差，對工程測量得出的數(shù)據(jù)信息會在準確程度方面存在非常嚴重的影響。在進行測量工作的過程中也可能會受到周圍環(huán)境的風(fēng)速和濕度等影響，而導(dǎo)致測繪工作的數(shù)據(jù)準確程度出現(xiàn)了明顯的下降。尤其是這類工程在進行測繪的工作時，通常都會在周圍條件相對比較惡劣的情況下進行作業(yè)的，所以不同的自然條件影響都會使測量數(shù)據(jù)的準確性得不到應(yīng)有的保證。尤其是在自然原因的影響因素會出現(xiàn)變化的同時，測繪結(jié)果受到影響所得出的結(jié)果也會出現(xiàn)不同。在測繪的工作中通常需要通過工作人員用肉眼進行觀察來確認工程測量出的數(shù)據(jù)結(jié)果，在這一環(huán)節(jié)中也會對實際的數(shù)據(jù)測量準確程度出現(xiàn)比較明顯的影響。比如在進行測量結(jié)果的讀取工作時需要工作人員使用水準儀來進行控制和測量，如果在讀取數(shù)據(jù)的過程中沒有使用十字絲來進行校準，而是直接通過上絲或下絲來完成數(shù)據(jù)的讀取工作，就很容易出現(xiàn)誤差的情況影響到工程的順利開展和建設(shè)[2]。

三、測繪技術(shù)的應(yīng)用

（一）技術(shù)的發(fā)展

我國的電子產(chǎn)業(yè)隨著科技技術(shù)的發(fā)展對很多相關(guān)行業(yè)都增加了非常有利的使用技術(shù)，尤其是測繪學(xué)的發(fā)展對水利水電工程需要使用的測繪工作做到了一定的優(yōu)化，不但能夠?qū)κ褂玫膫鹘y(tǒng)技術(shù)進行多元化的提升和改良，還能夠在測量的數(shù)據(jù)信息方面做到了精準程度的有效提高，能夠在這類工程的建設(shè)過程中起到更加有效而且標準的輔助效果。在工程進行建設(shè)的初期階段通常使用的技術(shù)在進行測繪的過程中非常落后，在進行測量的時候使用的是比較簡陋的工具來進行測量的，比如過去會使用灌水的塑膠管對水平面進行測量，以及在畫直線的時候通過使用墨線進行拉直后彈擊等方式來進行作業(yè)。但是這些使用的措施并不能夠在施工的過程中確保一定的精準，所以人們在實際的施工過程中一直研究如何對測量技術(shù)進行合理的改良[3]。

（二）使用電子測繪的技術(shù)

這種技術(shù)主要是通過對過去所使用的手工方法進行研究和改良之后發(fā)展而成的，而這項技術(shù)已經(jīng)在目前很多工程的施工過程中進行了大范圍的推廣和應(yīng)用。在過去的工作中需要通過手工的方式分析數(shù)據(jù)進行繪圖，但是因為實際的繪圖工作中內(nèi)容比較復(fù)雜而且繁瑣，所以這項工作在完成的難度方面非常大。工作人員在進行繪圖的過程中需要使用平板對工程的內(nèi)容進行重復(fù)的測繪，包括地勢和地貌的都需要通過手工繪畫的方式在圖紙上進行展現(xiàn)。目前已經(jīng)通過電腦中的軟件來代替人工的方式完成了新式的繪圖工作，通過實際情況和工程的需求將不同的信息使用圖形符號來進行標注和表達，快速的幫助工作人員完成繪圖工作。

（三）使用GPS 技術(shù)

GPS 技術(shù)在現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展過程中已經(jīng)出現(xiàn)了大范圍的應(yīng)用，比如使用的手機和汽車甚至航天等方面都能夠結(jié)合這項技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，在實際的使用過程中可以為人們提供更多的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。而且這項技術(shù)在建筑方面也能夠完成測繪工作，比如在對高山或者是山溝等環(huán)境條件相對比較復(fù)雜的地質(zhì)情況進行測量的工作中，都可以使用這項技術(shù)，忽略地形環(huán)境的影響做到對數(shù)據(jù)信息的精準確定和測量。這項技術(shù)還在準確程度和效率等方面具有非常高效的應(yīng)用特點，可以在很多不同的環(huán)境中靈活的應(yīng)用這項技術(shù)，不會受到固定的限制所影響而導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息的錯誤記錄。

（四）使用GIS 技術(shù)

目前在工程的建設(shè)和設(shè)計過程中都需要在實際的工作效率和進度方面滿足一定的要求，而測繪技術(shù)包含了比如計算機和遙感等很多不同學(xué)科的專業(yè)知識，這項技術(shù)主要是針對地理環(huán)境的相關(guān)信息進行集中的收集整理和分析研究，能夠使用周邊環(huán)境中所收集到的數(shù)據(jù)信息作為工作開展的基礎(chǔ)，利用計算機設(shè)備來進行實際的模擬和分析，就能夠使用表格等圖形將工程的所有地理信息變化等數(shù)據(jù)進行明確表示。并且還可以用來對工程的實施狀態(tài)和效率進行檢測和監(jiān)督。

（五）使用RS 技術(shù)

這項技術(shù)主要是利用電磁波發(fā)射和返回過程中對所有物體的反射情況進行數(shù)據(jù)的收集工作，因為不同的物體在實際的光譜反彈情況中具有的特點是不同的，所以通過吸收這些電磁波就可以進行不同區(qū)域范圍內(nèi)的位置探測或者是直接成像。

（六）使用三維激光掃描技術(shù)

這種技術(shù)主要是通過使用全自動的高精度掃描技術(shù)來完成測繪的工作，目前這項技術(shù)在這類工程的建設(shè)過程中可以對斜坡的穩(wěn)定性和邊坡的地質(zhì)等方面進行數(shù)據(jù)采集的工作。但是在使用這項技術(shù)的過程中是使用專業(yè)的技術(shù)來對電磁波的規(guī)律進行分析和破解才能夠完成成像的工作。

（七）利用數(shù)字化技術(shù)

利用這項技術(shù)可以在這類工程的建設(shè)過程中，將所有地面收集到的信息都能夠通過數(shù)字化進行處理，形成最終的地理圖形來幫助工作人員直觀的進行項目工程的分析工作，這種利用各種精準數(shù)據(jù)和物理形象所集合而成的地理圖形為工程人員提供十分精準的信息，并且還能夠?qū)⒃镜钠渌稚?shù)據(jù)和資料進行結(jié)合和轉(zhuǎn)化，通過數(shù)字化的測繪技術(shù)更快速地完成數(shù)據(jù)的傳輸和編輯。

（八）利用數(shù)字攝影技術(shù)

這種技術(shù)的應(yīng)用可以在測繪工作的開展過程中更好發(fā)揮出技術(shù)的優(yōu)勢，通過與攝影技術(shù)和影像測繪的原理以及計算機等設(shè)備和技術(shù)的相互結(jié)合，能夠?qū)χ苓叚h(huán)境所具有的復(fù)雜特點起到一定的識別作用，能準確搜集其中的地理環(huán)境信息。并且通過數(shù)字攝影工作站和測繪技術(shù)進行結(jié)合完成圖像的轉(zhuǎn)化，可以更加智能化和自動化完成測繪結(jié)果。

四、在工程中應(yīng)用的自動化技術(shù)

這種自動化的測繪技術(shù)在現(xiàn)代的水利工程中是主要的測量技術(shù)基礎(chǔ)，通過使用GIS 技術(shù)和GPS 技術(shù)代替了過去的傳統(tǒng)人工作業(yè)方式，不但在整體的安全程度和數(shù)據(jù)準確方面做到了明確的提升和改良，還能夠突破空間和維度里面的限制，更加準確的分析測量的數(shù)據(jù)資料。而且在工程的施工過程中通過利用這兩種技術(shù)還能夠更加精準的得出相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，在工程的建設(shè)過程中收集和處理所有的數(shù)據(jù)信息作為開展建設(shè)工作的基礎(chǔ)保障。使用數(shù)字化的技術(shù)可以將收集的數(shù)據(jù)和資料進行電子化的處理，并且通過互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持，更加快速和便捷的傳輸所有得到的數(shù)據(jù)，而且對這些數(shù)據(jù)的使用和編輯效果，也在這類工程項目在建設(shè)過程中對成本控制的工作也有了進一步的提升和優(yōu)化。通過將測繪技術(shù)進行數(shù)字化的改變和應(yīng)用，利用互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)凸顯出其中的優(yōu)勢。

五、具體的技術(shù)應(yīng)用方面

（一）在普通水利和水電工程中

在這類工程的測繪工作中應(yīng)用自動化技術(shù)能夠在工程建設(shè)的位置選擇與設(shè)計工作方面起到一定的提高效果，通過結(jié)合前期的數(shù)據(jù)收集和處理能夠合理根據(jù)自然環(huán)境條件選擇適合該施工的地點。而且利用GIS 技術(shù)可以對自然環(huán)境的容量調(diào)查和調(diào)水選線等工作起到更加優(yōu)化的作用。同時通過數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建可以對水庫和管線等元素進行集中和定義，以及RS 技術(shù)可以將水資源的數(shù)據(jù)進行收集和使用，能夠有效借用GIS 系統(tǒng)對水資源的變化情況和污染程度進行分析和研究，也能夠?qū)ψ匀坏暮拥雷兓闆r進行監(jiān)測。

（二）在海拔比較高的位置

通過無人機技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用可以幫助遙感系統(tǒng)，進行巡航的方式測量和收集需要使用的數(shù)據(jù)信息，可以為這類工程的建設(shè)需求整理好大量的資料信息來完成項目的施工建設(shè)。比如在某水電站可以使用無人機進行遙感系統(tǒng)的航測，可以對淹沒區(qū)的和地質(zhì)災(zāi)害治理和監(jiān)測等方面的信息進行收集和整理，獲得大量的數(shù)據(jù)資料信息來為后期的工程建設(shè)積累大量的資料。而且目前無人機所具有的攝像技術(shù)現(xiàn)在也開始應(yīng)用了高清鏡頭來進行拍攝，并且還在鏡頭布局方面使用了很多措施來進行優(yōu)化，在測量數(shù)據(jù)的精準程度方面也得到了很大程度的提升。

（三）測量工程的結(jié)構(gòu)

利用RS 技術(shù)可以利用聲波和光波對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行深入的測量，確定出是否存在斷層等情況。因為這類工程項目的建設(shè)需要結(jié)合河流的存在和走向，所以對地質(zhì)環(huán)境進行數(shù)據(jù)的測繪和分析工作非常重要，需要對其中存在的斷層等影響工程建設(shè)的情況進行分析和判斷，選擇合適的施工地點來進行工程的建設(shè)，防止由于地質(zhì)條件因素影響造成中斷施工，影響到正常的工程進度增加施工的損失。在進行測量的工作中可以利用監(jiān)測和傳感等很多設(shè)備進行實際的監(jiān)測工作，能夠?qū)⑺械谋O(jiān)測數(shù)據(jù)進行整體的測繪，作為工程建設(shè)的基礎(chǔ)依據(jù)保證工程的建設(shè)質(zhì)量。通過在水利水電的建設(shè)工程中適用現(xiàn)代科技技術(shù)進行測繪的工作，不但對過去的測繪技術(shù)從根本上進行了創(chuàng)新和改變，還能夠在多種的地勢環(huán)境方面選擇合適的測量技術(shù)進行應(yīng)用，通常數(shù)字化技術(shù)和數(shù)字攝影技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中相對來說比較常見，為這類工程的建設(shè)在基礎(chǔ)地質(zhì)條件方面就做到了必要的保障。不但在工程的建設(shè)質(zhì)量方面做到了一定的提高，還能夠在大量建設(shè)水利水電工程的過程中提高數(shù)據(jù)收集和處理能力。

六、結(jié)束語

總體來說在建設(shè)水利水電工程的過程中需要根據(jù)施工環(huán)境的各種條件，來判斷應(yīng)該是用哪項測量技術(shù)來完成數(shù)據(jù)收集的工作，為工程項目的建設(shè)提供精準有效的大量數(shù)據(jù)信息。通過應(yīng)用自動化測繪技術(shù)能夠幫助工作人員在遇到各種復(fù)雜的地質(zhì)情況時進行精確細致的測繪和分析，減少出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤以及存在誤差等情況，促進項目工程能夠保證進行優(yōu)質(zhì)建設(shè)。