水利工程中現(xiàn)代測繪技術(shù)應(yīng)用

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摘要:傳統(tǒng)的測繪技術(shù)已然不能滿足工程建設(shè)的需要，以3G技術(shù)、數(shù)字地圖等為代表的現(xiàn)代測繪技術(shù)應(yīng)積極應(yīng)用到現(xiàn)代水利工程建設(shè)、管理之中，從而大力推動水利事業(yè)的發(fā)展。以西藏地區(qū)水利工程建設(shè)為例，試圖通過分析工程建設(shè)中的現(xiàn)代測繪技術(shù)應(yīng)用，讓廣大讀者更直觀地感受到現(xiàn)代測繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及具體應(yīng)用，進(jìn)而推動現(xiàn)代測繪技術(shù)在水利工程建設(shè)中的廣泛應(yīng)用及發(fā)展。

關(guān)鍵詞:現(xiàn)代測繪技術(shù);水利工程管理;應(yīng)用

0引言

隨著社會發(fā)展、科技進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)通信的大力革新，現(xiàn)代測繪技術(shù)逐步被應(yīng)用于水利工程建設(shè)、管理等各個(gè)階段之中，既提高了水利工程建設(shè)質(zhì)量和效率，又減少了工作人員的日常工作量，推動了水利水電事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。因而，加強(qiáng)對現(xiàn)代測繪技術(shù)的深入研究是規(guī)范水利工程管理的必做工作和前提任務(wù)。

1關(guān)于現(xiàn)代測繪技術(shù)的概述

1．1現(xiàn)代測繪技術(shù)產(chǎn)生的背景

現(xiàn)代測繪技術(shù)是相對于傳統(tǒng)測繪技術(shù)而存在的一個(gè)概念，它體現(xiàn)了科技在測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用。過去，傳統(tǒng)的測繪技術(shù)主要依靠人力，測繪工具簡單，工作人員工作量大，測繪的成圖精度低。當(dāng)前，在水利工程建設(shè)的各個(gè)階段，施工單位或工程建設(shè)領(lǐng)域所使用的的測量工具主要有經(jīng)緯儀、平板儀等，這些測量儀器具有精度高、操作簡單等特點(diǎn)，測量結(jié)果也多以圖件的形式呈現(xiàn)，但是欠缺科學(xué)的數(shù)據(jù)分析及快速計(jì)算、跨空間、多方位、多角度的勘測性能也不理想。隨著GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的發(fā)展，為現(xiàn)代測繪技術(shù)的誕生創(chuàng)造了良好的環(huán)境。

1．2現(xiàn)代測繪技術(shù)的內(nèi)容

現(xiàn)代測繪技術(shù)的內(nèi)容即支撐現(xiàn)代測繪技術(shù)發(fā)展的核心技術(shù)或操作系統(tǒng)，它主要包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全自動的測圖系統(tǒng)以及遙感技術(shù)(RS)。GPS在現(xiàn)代工程建設(shè)或管理中受到人們的大力歡迎和廣泛應(yīng)用，它具有時(shí)空上的不受限特點(diǎn)，以三維坐標(biāo)來呈現(xiàn)測繪對象的相關(guān)信息。GIS是在計(jì)算機(jī)硬軟件的支撐下，對測量信息進(jìn)行逐步的處理、運(yùn)算和操作。遙感技術(shù)則是利用不直接接觸的傳感設(shè)備獲取測量目標(biāo)的影像資料，提取測量目標(biāo)的相關(guān)信息的技術(shù)。全自動的測圖系統(tǒng)則是充分利用現(xiàn)代航天技術(shù)、圖像構(gòu)成、辨別系統(tǒng)完成事物拍攝，大大縮短了航拍測量成圖時(shí)間，提高了工作效率，節(jié)省了大量人力、物力。

2現(xiàn)代測繪技術(shù)在水利工程管理中的應(yīng)用

2．13G技術(shù)在水利工程管理中的應(yīng)用

3G技術(shù)以高效率、低成本、高精度等特點(diǎn)受到人們的歡迎。GPS技術(shù)在水利工程管理中的最基本的應(yīng)用是用GPS建立施工區(qū)域內(nèi)的整體控制測量和施工控制，RTK技術(shù)則是水利工程測量中GPS技術(shù)更高一級的應(yīng)用，其目的在于增強(qiáng)測量的精準(zhǔn)度。在水利水電工程建設(shè)方面，遙感技術(shù)可以快速、客觀地為工程選址提供所需的自然及人文環(huán)境等各類信息。GIS是水利工程建設(shè)中選址、構(gòu)圖、施工及后續(xù)監(jiān)測管理中的重要數(shù)據(jù)分析工具，它主要應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、構(gòu)圖階段，輔助工程設(shè)計(jì)人員切合實(shí)際地完成工程圖紙的測繪，在現(xiàn)代大型工程施工中被廣泛利用。如調(diào)水工程選線及環(huán)境影響評價(jià)、梯級開發(fā)的淹沒調(diào)查等。

2．2數(shù)字地圖在水利工程管理中的應(yīng)用

地形圖在水利工程建設(shè)中起著重要作用，表現(xiàn)為:確定水利設(shè)施建設(shè)的位置與范圍、水庫的淹沒界線、匯水面積;測量水利工程的高程、坐標(biāo)等;輔助有效繪制斷面圖。它主要通過全自動的測圖系統(tǒng)等數(shù)字化設(shè)備，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后構(gòu)建數(shù)字模型與地圖，獲得以上信息，并可以根據(jù)模型或地圖上的任意一點(diǎn)坐標(biāo)獲得該點(diǎn)高程，進(jìn)而完成斷面圖以及建筑物的設(shè)計(jì)。數(shù)字地圖與傳統(tǒng)地圖不同，更強(qiáng)調(diào)精確構(gòu)圖和成圖比例的恰當(dāng)、合適。

2．3電子平板儀在水利工程管理中的應(yīng)用

電子平板儀在水利工程建設(shè)中主要用于地形圖測繪，它將地表構(gòu)成用特定符號按一定比例繪制在地形圖中并制成不同比例的水利工程地形圖。它利用常用測繪設(shè)備采集測繪點(diǎn)的相關(guān)信息，簡化了測繪步驟、程序，提升了測繪質(zhì)量，它具有以下測繪優(yōu)勢:成圖以點(diǎn)為呈現(xiàn)方式，密度低;易于攜帶，是其他地圖繪制的基礎(chǔ);數(shù)據(jù)處理方便;測圖過程不受圖幅分幅影響，圖幅拼接誤差低。

2．4變形監(jiān)測技術(shù)

常見的變形監(jiān)測技術(shù)主要有大地、基準(zhǔn)線、液體靜力水準(zhǔn)測量法3種。大地測量法是一種經(jīng)典的方法。它的理論與應(yīng)用都比較成熟，測量數(shù)據(jù)可靠，操作費(fèi)用較低，不過觀測時(shí)間較長，勞動強(qiáng)度較高，測量精度易受觀測條件影響;基準(zhǔn)線測量法則是變形監(jiān)測中的常見方法，主要應(yīng)用于近壩區(qū)巖體、高邊坡等坡體水平位移的監(jiān)測;液體靜力水準(zhǔn)測量法目前發(fā)展較快，適用于壩體高程觀測及傳遞，可同時(shí)獲取多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)高程。

2．5水下地形測量技術(shù)

近幾年，隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展，DGPS和CORS在多波束測深儀的配合下，可以更方便、高效地對水下地形進(jìn)行測量。DGPS以某點(diǎn)為基點(diǎn)，通過GPS接收機(jī)連續(xù)接收衛(wèi)星發(fā)射信號，并與該點(diǎn)實(shí)際位置對比，明確誤差偽距修正值，把該修正值通過無線電設(shè)備傳送給用戶，完成信息校正。它具有實(shí)時(shí)連續(xù)、高精度等優(yōu)點(diǎn)。水下地形測量技術(shù)就像水下雷達(dá)，在水利工程后續(xù)監(jiān)測管理中充分發(fā)揮著數(shù)據(jù)收集、探測、分析的作用。

3現(xiàn)代測繪技術(shù)在水利工程管理中應(yīng)用的案例分析

為了能夠更為直觀、形象地了解現(xiàn)代測繪技術(shù)在水利工程建設(shè)中的積極作用及具體操作，本文以西藏地區(qū)某河段水利工程建設(shè)為例，具體剖析各項(xiàng)現(xiàn)代測繪技術(shù)在工程建設(shè)中的作用發(fā)揮及應(yīng)用方面。西藏，我國海拔最高、地形最為復(fù)雜、險(xiǎn)峻，氣候環(huán)境最為惡劣的少數(shù)民族地區(qū)。自古以來，西藏地區(qū)依托雪山融水，是我國長江、黃河、雅魯藏布江及湄公河的發(fā)源地，水資源豐富。多年來，我國也先后投入大量的人力、物力在此地進(jìn)行水利工程建設(shè)。現(xiàn)以長江上游、西藏境內(nèi)河段建設(shè)河堤為例，在整個(gè)工程建設(shè)、管理過程中，信貸測繪技術(shù)在其中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為:①壩址選擇階段。壩址的選擇是水利工程建設(shè)的基礎(chǔ)。施工單位在實(shí)地勘測的基礎(chǔ)上，應(yīng)該利用3G技術(shù)，水下地形測量技術(shù)準(zhǔn)確、詳細(xì)地測算出施工區(qū)域內(nèi)的水流流速，土壤成分、結(jié)構(gòu)、耐重力，地形起伏、坡度以及氣候變化、溫度、環(huán)境承載量等會影響堤壩建設(shè)的客觀環(huán)境要素的具體數(shù)據(jù)，進(jìn)而結(jié)合當(dāng)?shù)氐娜宋沫h(huán)境綜合考慮是否合適在該地建設(shè)堤壩，以及如何安排施工流程和壩體設(shè)計(jì)。②河堤設(shè)計(jì)階段。河堤設(shè)計(jì)即施工藍(lán)圖的繪制，工程圖的設(shè)計(jì)講求比例和數(shù)據(jù)，前期利用3G技術(shù)獲取的當(dāng)?shù)丨h(huán)境數(shù)據(jù)將成為工程師的考量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而利用數(shù)字地圖和電子平板儀，確定恰當(dāng)?shù)墓こ谈鞑糠謽?gòu)圖比例和長寬高，壩體厚度等建筑核心要素。③招投標(biāo)階段。招投標(biāo)階段是一個(gè)基于數(shù)據(jù)的選擇階段，投標(biāo)方的工程方案只有在與精密儀器測量所得的數(shù)據(jù)高度吻合的情況下才能中標(biāo)。④施工建設(shè)階段。進(jìn)入施工階段意味著工程開展了一半，施工區(qū)域如何開挖能盡量減少對環(huán)境的破壞以及防止出現(xiàn)自然災(zāi)害，土層應(yīng)挖多深、多長等都需要利用數(shù)字地圖和電子平板儀。⑤后期監(jiān)管階段。此階段就需要充分發(fā)揮變形監(jiān)測和水下地形測量技術(shù)的作用。定期或不定期地利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，防止建筑的破損、裂縫、變形以及根據(jù)水流狀況適時(shí)加固河堤等。

4結(jié)語

寶貴的水資源通過水利工程建設(shè)能被人們更好地利用。當(dāng)前，隨著社會發(fā)展，以3G技術(shù)、電子平板儀等為代表的現(xiàn)代測繪技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢被逐步應(yīng)用于水利水電工程建設(shè)、管理之中，但是，如何具體、有效地促進(jìn)各項(xiàng)測繪技術(shù)功能的最大發(fā)揮是每位工程建設(shè)者、學(xué)者、學(xué)生必須致力于研究的問題。除且西藏地區(qū)，如何在其他具體的、甚至更為復(fù)雜的地形條件下更好地發(fā)揮各類現(xiàn)代測繪技術(shù)的優(yōu)勢也是需要繼續(xù)研究的問題。

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作者:陳榮濤 秦洪泉 田黎明 單位:南陽市水利建筑勘測設(shè)計(jì)院