現代測量儀器在河道測量中的應用

于 飛

（新疆生產建設兵團 農一師勘測設計院，新疆 阿克蘇 843000）

現代測量儀器在河道測量中的應用

于 飛

（新疆生產建設兵團 農一師勘測設計院，新疆 阿克蘇 843000）

在對河流的水利資源進行開發時，河流水的坡降和過水斷面積的大小是非常重要的兩個內容，這兩個重要內容在工程的規劃和設計還有施工等步驟中起著重要的作用，根據河流水的坡降和過水斷面積夠合理的畫出橫斷面圖和河道地形圖對合理利用河道有重要的價值。論文對現代測量儀器河道的測量方法進行了簡單的介紹。

現代測量儀器；河道；測量

0 引 言

在開發利用河流水資源時必須知道河流的水面坡降和過河水的斷面積的大小，這兩項重要內容在河流水進行防洪和水利發電等實際應用中非常重要，通過對河流的水面坡度 和過河水面積的了解可以大概的對水下地形的了解。其中河道測量的主要任務就是對河道的橫、縱斷面和水下地形的測量，通過河道測量可以對工程的規劃和設計提供便利的條件。

1 GPS在河道測量中的應用

1.1 準備階段

1.對施工的河道的有一定的了解，并且簽約工程上的一些測量合同。

2.準備資料:搜集該地區的相關地圖，控制點，還有原有河道的相關平面圖等相關資料，此外要對該地區的政治、文化、經濟等相關信息有一點的了解，對于當地的交通、通訊、地質等重要信息要重點掌握。

3.根據具體的工作要求，根據現有的地形圖編制出相關的測量方案。

4.依據工程的需求，做好后勤的準備工作。

1.2 控制測量階段

依據工程的需要對測量地區的控制點資料進行收集，并且要找到該地區2個以上的控制點資料。為了使測量工作能夠順利的進行在河道中布設加密控制網。在河道中有許多平面控制網的布設方法，如今最常用的三種分別為：三角網、導線網還GPS。這三種方法的選定要根據具體的施工要求來選定。目前使用最普遍的就是GPS網，這種網的科學技術含量最高，并且GPS網是最準確的測量方法，GPS網在測量的過程中主要包括三個內容，分別為：布網方案設計，外業施測和數據處理。在GPS測量過程中GPS網的技術設計是基礎工作，設計工作要根據官方的任務書和相關的測量合同具體實施。

1.布設方案的選擇:在過去傳統的常規測量中，控制網的設計是一個非常重要的環節，但是現在的 GPS網測量中不需要這個環節，并且在該測量方法中點位的精度與常規的測量相比比較均勻，設計圖形非常的靈活。GPS網測量的布網原則為：要保證點位的精度，密度做夠大，施工方便，盡量的節約支出。

GPS控制點的選點原則是：(1)要滿足施工環境的要求，在施工場地最好選擇那些視野開闊的地帶，此外還要遠離一些人工設施，例如高壓線，變電站等。(2)確保測量的點位穩定，并且能夠長期的保存。(3)雖然在GPS控制網的布置中各個點之間不需要相互的通視，但是考慮到常規方法的聯測和擴展，在測量的過程中要求一個控制點至少與另一個控制點是通視的。(4)在選擇控制點的位置時，控制點一般設立在河堤上，這樣能夠方便斷面的測量，并且保證各個控制點之間的距離為1km左右。

當控制點的位置都選好后，要在這些位置上做好標記，埋設標石，根據這些控制點的位置繪制好布網示意圖，并且要求先關人員對這些記錄點的標志進行相關的保護，以免造成意外的損壞。

2.高程控制網，在對河道進行測量時，一般情況下是不提倡設立高程控制網的。但是由于河道的測量的精度要求很高，所以在測量的過程中要實施三、四等水準測量方法，這樣能夠把高程引測到測區內的GPS控制點上。

1.3 河道橫斷面圖的測繪

在對河道的橫縱斷面進行測量時，其主要的工作內容是測繪橫斷面圖，我們知道只有精確的河道橫斷圖才能準確的繪制出縱斷面圖還有河道地形圖。

1.斷面基點的測定:在河道的某一岸設立一些斷面基點后進行河道橫斷面的測量，一般情況下可以根據原有的地形圖來設計斷面幾點。

當地形圖上沒有可利用的河流時，要沿河的一岸布設地面基點，各個地面基點之間距離保持在5050~100m，對于這些幾點的排列要盡量保證與河道的主流方向一致，對這些地面基點按里程進行偏好，這些基點的距離要根據具體的量距和視距來測定。

2.對河道橫向截面的測量：在所有的河道截面測量方法當中，利用專業測量儀器全站儀的測量手段最為方便，使用范圍最為廣泛。想要測量河道中的某一部位的截面，就將專業測量儀器安放到到這個河道截面上，將該點已知的矢量坐標輸入到測量儀器當中，然后將其對準下一個想要測量的點，同時也要講那個點的矢量坐標或者高程的數據輸入到儀器中。

對河道中的某一個截面進行測量時，首先要確定出這個截面的基點，然后將一個特有的花桿固定在基點上，同時在河道的另一側對應花桿的位置再安放一個同樣的花桿，確保這兩個花桿是在同一條直線上，且這條直線垂直于河流方向。

3.對河道的橫向橫截面進行檢測：河道的橫截面就是垂直截斷河道所得到的截面。采用專業的測量儀器對這個截面上的點進行收集數據，然后將這些數據傳輸到專用的軟件里面進行處理，處理數據后會在軟件中根據所得結果畫出地形圖。若是出現地形圖差距偏大，則需要重新收集、統計、處理數據。

4.對河道的縱向橫截面進行檢測：對于一個河道，將它的全部橫截面的樁點、整個河流的最深點、河道兩岸的岸邊點以及岸邊兩側的堤壩上的點連接到一起形成一個面，這個面就叫做河道的縱向橫截面。利用專業測量河道的儀器統計這些點對應的數據，利用專業的測量軟件處理這些數據，并根據所得規律畫出河道的縱向橫截面。

5.對河道中的地形情況進行檢測：通過對各種河道專用的測量儀器的使用來進行地形檢測，在其他情況的應用也是同一原理，采用相同的方法。但是在水下的河道測量就比較特殊，要具體問題具體分析，一般都是通過計算河道的橫截面積的方法來監測。根據上面的敘述方法，可以統計到很多的數據，將這些數據輸送給指定的軟件，軟件中的固定程序對這些數據進行處理，畫出符合數據條件的河道地形圖。對于河道中的有水部分，工作人員不能夠觀察到河道地形，因此，只有測量、統計出更多的數據，不斷的輸入軟件畫地形圖來尋找地形的變化規律，最終推測出最符合條件的地形圖

2 全站儀在河道測量中的應用

一直以來，在測量河道堤防中廣泛采用的傳統測繪工具是經緯儀和水準儀。但在實際測量中，經緯儀和水準儀的vrlisng精度容易受外界因素影響，并且觀測范圍不大，測程也比較短，程序繁雜，工作量大等。這些不足往往會影響測量結果的更新周期，難以將河道堤防信息及時準確的反映出來。伴隨測繪技術的發展，電子全站儀開始廣泛應用于各個領域，它將自動測角、測距、測高三位一體，并且在進行數據測量時，能夠自動獲取數據，并進行顯示、存儲、傳輸、識別和處理，是一種三維測量系統。具有設站靈活、工作高效、測量精確等優勢。在測繪條件非常復雜的河道堤防測量中，全站儀的采用是勢在必行的。

2.1 作業程序

在開始河道堤防測量工作前，先要進行野外踏勘選點。野外踏勘選點首先是踏勘河道堤防，選取好具有代表性的地形點以及斷面觀測點，然后在此埋設觀測標志。對于地形點的選取，可以參考河道堤防管理部門在河道堤防設立的控制點，以此確保測量成果具有連續性；觀測點的設立一般在堤防的轉折點，此位置設立的測站通視條件良好，并且一個觀測站最好盡可能設多個觀測點；與此同時，在河道堤防險工險段位置也要設立觀測點，來測定其位置和類別。斷面測量的選取設立，一般在水流平穩的河道直線段，這樣可避免彎道等復雜水流影響測深船的行駛。此外，為了保證水文信息的一致性，應當在在水文站附近同水文部門觀測斷面聯測。

2.2 作業方法

1.首先在坐標和高程已知的控制點A（XA,YA,HA）架設全站儀，在對其進行調整后，將測量起始邊的方位角和控制點A（XA,YA,HA）、控制點B（XB,YB,HB）輸入進去，并且使儀器處在盤左的位置。

2.將照準部旋轉，使其瞄準控制點 B上架設的反光棱鏡，將控制點A、B之間的平距和高差測量出來，分別記錄為D、h，然后將其存入電子手簿。同時還要將儀器視線高和水平方向的觀測值記錄并存儲起來。

3.將照準部順時針旋轉，使其瞄準待測點上架設的反光棱鏡，將待測點同控制點 A之間的平距和高差測量出。同時將水平方向和豎直角方向的觀測值存入電子手薄。存入的數值通過全站儀對其數據進行自動化計算，很快的將待測點的坐標和高程計算出來。通視保證良好的情況下，測量指揮員指揮執反光棱鏡的跑尺員跑地形點，這是若啟用全站儀跟蹤測量模式，便可將測船在測量時位置點的坐標準確測量出來，以此確定測深點的位置。

4.檢驗限項差，使鏡頭倒轉，儀器位置處于盤右，將上述步驟重復完成。

3 結 語

綜上所述，在河道的整體測量過程中，是需要嚴格的監測、控制施工的進程以及工程質量，嚴格按照制定好的設計思路進行工程運作，同時，工作人員按照施工標準實時對工程進行監控，以此來保證總體工程的施工進度以及工程質量。

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[2]孫永輝.用全站儀測距高程導線代替水準測量在長江無為大堤上的運用[J].安徽建筑,2005,(4).

[3]劉放明.解析法現場快速、準確測設渠道、堤壩開挖、填筑樁點[J].湖南水利水電,2005,(3).

[4]馬樹軍,張官珍,張現寶.河道治理工程中有關問題的探討[J].河南水利與南水北調,2007,(10).

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A

1673-2219（2012）08-0028-02

2012－05－12

于飛（1980－），男，新疆人，新疆生產建設兵團農一師勘測設計院工程師，研究方向為測量學。

（責任編校：張京華）