新技术技术在水利工程测绘中的应用分析

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【摘 要】测量工作贯穿于水利工程勘测、设计、施工、竣工验收和运营管理整个过程，对水利工程建设起着非常重要的作用。本文阐述了测绘新仪器、新技术的发展，对现代测绘技术在水利工程中的应用进行了分析。

【关键词】测量仪器；测绘技术；水利工程

Application of new technology in mapping technology in water conservancy project

Wang Xing-hua

（Kuitun Nongqishi Survey and Design Institute （Limited） Kuitun Xinjiang 833200）

【Abstract】Hydraulic measurements throughout the investigation， design， construction， completion and acceptance and operational management of the entire process of water conservancy construction plays a very important role. This paper describes the new equipment， new technology development mapping， mapping of modern technology in hydraulic engineering analyzes.

【Key words】Measuring instruments；Mapping technology；Hydraulic Engineering

目前，工程测量中还经常使用常规测量仪器和技术，或使用航测仪器进行航测成图。这样，不仅工作量大、外业辛苦、成图周期长，而且精度难以保证。随着科技水平的提高，各种新技术在测绘工作中大量运用，这些测绘新技术不仅充实了水利工程测量理论，而且操作性强，大大减少了野外工作时间，节省了人力、物力和财力。随着我国政府对水利工程建设投资的不断加大，对测绘技术也提出了更高的要求，同时也提供了更广阔的发展空间。

1. 现代测量仪器的发展

随着计算机技术的发展和科技水平的提高，现代测量仪器向着数字化、自动化、智能化的方向迅速发展，现代测量仪器的广泛使用大有淘汰传统光学仪器（水准仪、经纬仪、平板仪）的趋势。

1.1 全站仪。

全站仪是一种是集测量水平角、垂直角、距离、高差于一体的测绘仪器，具有自动记录、存储和运算功能，作业效率高。后来出现了自动目标识别全站仪，它可以自动跟踪反射器并实时得到三维坐标，通过软件和设计值比较，控制施工过程。目前，全站仪正广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量和变形监测领域。

1.2 GPS。

GPS是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。该系统可以保证在任意时刻、地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，用户通过GPS接收机器可接收到由卫星不间断发送的自身的星历参数和时间信息，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息，以便实现导航、定位、授时等功能。GPS的出现，彻底解决了传统测绘中的点位通视问题，实现了设站自由的作业模式。

1.3 超站仪。

将全站仪和GPS集成一体，就形成了超站仪。超站仪集合全站仪和GPS的全功能，不受时间地域限制，不依靠控制网，无须设基准站，没有作业半径限制，单人单机即可完成全部测绘作业流程。它克服了目前国内外普通使用的全站仪、GPS、RTK技术的众多缺陷，改变了工程测量的传统作业模式，实现了控制测量、碎部测量和施工放样的一体化和无缝衔接作业。

2. 现代测绘技术的发展

2.1 “3S”技术。

（1）“3S”技术是现代测绘技术的代表。“3S”技术是GPS全球卫星定位系统、GIS地理信息系统及RS遥感技术的合称。

（2）GPS技术能实现快速高精度空间定位。该技术将测绘定位技术从静态扩展到动态，从后处理扩展到实时定位与导航，绝对和相对精度扩展到厘米级甚至亚毫米级。基础定位由差分GPS、主动式控制系统向实时GPS发展，将来还可能发展为手表式GPS。

（3）RS技术主要用来对地球上的大陆、海洋、大气等自然环境的变化进行长期的观察和研究。现在，RS技术正往多种传感器（高分辨率卫星摄影系统、高分辨率成象光谱仪以及合成孔径雷达）、多频谱、多级分辨率、多时相的信息获取以及快速实时的智能化信息处理的趋势发展，并且RS技术与遥感制图、地球资源调查等的结合成为今后研究的主要方向。

（4）GIS是将空间数据和属性数据一体化管理、分析的技术系统。随着虚拟现实技术的发展，目前地理信息系统从二维向多维动态发展，由单台套向网络发展，由简单向面向对象的矢量栅格一体化的复杂数据结构发展。作为空间数据管理重要手段的GIS技术是建立基础地理信息系统技术的关键，成为了数字化测绘产品设计的技术依据，贯穿在空间信息数据获取、处理和管理的全过程。

（5）“3S”集成技术提供了对地球系统进行长期的立体的监测能力，为收集、处理和分析地球系统变化的数量数据提供了工具。在大型工程中，“3S”技术是最基本、最有效的数据和信息采集、分析处理、表达决策的工具，它贯穿从勘测、设计、质量监控、安全监控、竣工验收到运行监控管理的一切阶段。

2.2 数字化摄影测量技术。

传统摄影测量技术经过了模拟摄影测量和解析摄影测量的发展阶段，现在已进入数字摄影测量时代。数字化摄影测量系统与地理信息系统的融合，极大地促进了测绘生产过程的数字化，同时数字化摄影测量系统与GPS技术的结合实现了无地面控制点的航空摄影测量，使繁重的野外摄影测量工作变得简单轻松。

3. 现代测绘技术在水利工程中的应用

3.1 控制测量。

水利工程一般选在地形复杂的深山沟壑处。地表植被覆盖多，通视条件差，国家控制点又少，利用光学仪器进行控制测量难度较大。GPS就能较好地解决这些问题，它不受地形条件、气候、时间的限制和影响，能够及时准确地完成控制测量和其它定位工作，大幅度减少甚至免做像控点，减少了测绘工作量，大大提高了工作效率。

3.2 勘测地形图。

以往勘测地形图是采用测量仪器在野外进行数据采集，然后内业成图。利用RS技术获得的遥感像片，现在已成为编制和修订小比例尺地形图、像片图和专用图的重要手段。另外，遥感像片还可直接进行水利工程的流域规划，根据象片判读进一步研究流域的地形特点、地质构造，以选择合适的坝址，确定水库淹没、浸润和坍塌范围，以及库区搬迁、淹没损失和经济赔偿等，即便在无人烟的地放，遥感像片也能提供信息。

3.3 点位测设。

（1）水利工程施工测量的根本任务是测设点位，即已知长度、角度、高程、坐标的测设，施工测量对地形图精度和放样的精度要求较高。

在大中型水利工程中，都要在施工区域内布设施工控制网，以网内控制点为基础进行施工放样，使用GPS可大量减少施工控制网中的中间过渡控制点。

（2）在水工建筑物点位测设时，可在包含设计建筑物的数字地形图上直接得到设计点的三维坐标，然后将三维坐标输入全站仪，配合棱镜移动，就可完成该点的放样；或者直接利用移动动态GPS进行实时放样。即省去了从图纸上量取测设点的坐标的过程、减少了工作量，又避免了人为误差、提高了放样精度和效率。

3.4 计算水库库容。

传统的水库库容一般采用手工计算，不仅工作量大、计算时间长，而且精度较差。采用数字地形图，可加大采集点的密度，提高图上面积计算的精度，同时还可插绘等高线，增加计算机库容的层次，提高容积计算精度。能快速高精度的计算出水库容量，实现水库的自动化管理。

3.5 变形监测。

在大坝变形监测中，用GPS代替经纬仪，对监测基准点的选点条件大为改善。GPS不受地形条件复杂的影响，各测站点之间无需通视，布点灵活方便；不受气候和时间的限制，可以实时监测；GPS的高精度定位，能完全满足大坝监测精度要求。GPS观测数据的自动处理可直接给出大坝水平位移和垂直位移等变形数值，便于水利工作者对大坝变形的原因进行分析，并及时处理，保证大坝安全运营。

3.6 水利资源管理。

（1）遥感是最重要的水资源监测手段之一，GIS则是重要的管理平台。R S和GIS技术可以快速、客观且经济地为大型水利水电工程选址提供所需要的地理、地质、环境以及人文等各类信息，从而提高工作的效率和质量。是水利水电工程选址、规划乃至设计、施工管理中十分重要的分析工具。

（2）水管部门通过利用GIS来绘制流域水系分布，并将其链接为数据库。根据需要建立水利建设地理信息系统，对所需的各种数据进行系统的输入、分析和处理，从而得到水资源的详尽资料。在此基础上建设者和决策者可进行较为科学的、更具有指导意义的流域规划。

4. 结语

现代测绘技术以其高精度、高效率，在水利工程建设中起着关键性的作用，得到了越来越广泛地应用。如何利用先进的测绘仪器、测绘技术和测绘方法，为水利工程建设和管理工作提供高效、精准的服务，是测绘工作者努力的方向。

参考文献

[1] 于景杰.刍议测绘新技术在水利工程中的应用[J].黑龙江水利科技.2010，38（1）：217～218.

[2] 李明.浅谈现代测绘技术在工程测量中的应用与改进措施[J].中国西部科技.2010.

[文章编号]1006-7619（2014）02-27-134