淺談我國水利測量的幾種新技術應用

摘要：隨著電子技術、激光技術、計算機技術的發展，測距儀、全站儀、陀螺儀等光電結合的測繪儀器相繼出現，特別是一動態定位技術的應用進一步提高了測繪的科技化水平和工作效率，本文介紹了一下技術：計算機輔助設計技術（CAD），GPS定位技術，地理信息系統（GIS），遙感技術在水利水電工程勘測設計上的應用。

關鍵詞：水利工程；施工測量；新技術應用

引言：施工測量指的是工程開工前及施工中，根據設計圖在現場進行恢復構造物中線、定出構造物位置等測量放樣的作業，施工測量的目的是把設計的建筑物、構筑物的平面位置和高程，按設計要求以一定的精度測設在地面上，作為施工的依據，以銜接和指導工序間的施工，每一位水利工程施工技術人員都應該與測儀器分不開，經緯儀、水準儀是測量人員最常用的，用經緯儀放線一般是先由施工控制網測設建筑物的主軸線，再用它來控制建筑物的整個位置，由于經緯儀功能的局限性，測量放線工作量較大，隨著社會經濟的發展、技術的進步，普遍用上了全站儀，全站儀用坐標或者角度和距離定點，能迅速準確地找到放樣點，改變了測量人員用經緯儀定向，水準儀測量高程，再用鋼尺測量斜距，最后再轉換為平距的傳統測量方法，減少了很多工作量和節省了寶貴的時間。所以結合水利勘測工作，各種勘測手段的應用，促進了勘測工作由定性分析向定量計算方向發展。定性與定量的緊密結合，對于促進我國水電水利工程發展有重大意義。

1 CAD技術在水利水電勘測設計行業中的應用

CAD(計算機輔助設計)技術產生于二十世紀50年代后期，它伴隨著計算機硬件軟件技術的發展而迅速普及。二十世紀80年代CAD技術開始引入我國。90年代，CAD技術和系統在我國水利水電勘測設計行業有了飛速的發展，CAD的應用迅速普及。

近年來，隨著國家經濟實力的增強，開始逐步加大對大江大河的整治力度。對水庫和堤防除險加固工程投資巨大。與之相應的勘測設計工作量也急劇增大。傳統的手工繪圖、計算不能滿足其任務要求，利用CAD技術，則極大地改善了勘測設計條件。在水利水電勘測設計行業實現了計算繪圖與測量的一體化，從數據錄入到輸出都是在自動化軟件的管理下進行，在計算機之間或計算機與設備之間以數據流的形式交流，實現了無紙化辦公，自動化計算，不但極大地提高了效率，還避免了人為的錯誤。可能以前手工計算要三個工日的工作量，不到一分鐘就計算完成了。

CAD技術也在不斷地豐富和完善。面對日益復雜與苛刻的勘測設計工程，CAD技術發揮的作用也將會也來越大。它的發展已經和水利水電勘測設計行業的發展息息相關，可以說，這兩項是相互促進的。水利水電勘測設計行業未來是要求朝著標準化、協同化、精細化方向發展。那么以計算機智能管理操作為基礎的CAD將為實現這一方向起到不可替代的支撐作用。水利水電勘測設計行業的CAD技術應用今后應重點放在三維設計、協同設計、智能化設計方面，使CAD工具不僅僅當繪圖工具，還要當計算工具、儲存工具和測量工具。

2 GPS定位技術在測量工程中的應用

GPS越來越廣泛地應用于水利水電工程地質勘察測量及定位控制，它在高程控制方面能較好地解決跨河、跨溝水準難以傳遞的問題，以及在勘察區控制點較少，或在山區、林區等通視條件較差、觀測條件受限的區域進行工程地質勘察時，運用GPS可大大減少作業時間，提高測量精度。

近年來，GPS高精度的定位技術在工程測量領域得到了廣泛的應用，它的突出優點有以下幾點：

（1）GPS設備操作簡便，不需要太多的專業知識。它重量輕，體積小，所帶來的后勤壓力也小，減少了測繪人員的勞動強度。

（2）觀測站選址靈活，不需要通視，減少了觀測站的數量，也就減少了測量工作的經費和時間。

（3）幾乎不需要人工計算，定位精度高，減少了計算失誤率。在小于50km的基線上，其相對精度可以達到1ppm-2ppm，隨著基線的加長，其定位相對精度就越高，這是人工觀測不能比擬的。

（4）觀測效果豐富。GPS觀測成果同時提供了三維坐標。在測量經緯度的同時，也測量了所處地的高度。這就為研究大地水準面的形狀和地面點的高程開辟了新途徑。

（5）對于手工校正要求低，觀測時間短。目前，利用經典的靜態定位方法，完成一條基線的相對定位所需要的觀測時間，一般為1h-3h。為了進一步縮短觀測時間，提高作業速度，近年來發展的短基線(不超過20km)快速相對定位法，其觀測時間僅需數分鐘。

（6)GPS觀測設備能全天候作業，一般不受天氣條件限制。突破了光學觀測的局限。

3 地理信息系統(GIS)

GIS技術可自動制作平面圖、柱狀圖、剖面圖和等值線圖等工程地質圖件，還能處理圖形、圖像、空間數據及相應的屬性數據的數據庫管理、空間分析等問題，將GIS技術應用于工程地質信息管理和制圖輸出是近幾年工程地質勘察行業的熱點和發展趨勢。目前，國內應用較多且比較成熟的專業軟件是由中國地質大學開發研制的MAPGIS，是一種專業的地理信息系統軟件。

4 遙感技術在水利水電勘測中的應用

根據遙感的平臺分類，可以將遙感技術分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共三大類。遙感技術由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛星影像成周期性重現以及獲取資料快速等特點，被廣泛應用于水利水電勘測設計工程中有關地質問題及相關的環境等問題的調查與研究。

（1）遙感技術在區域構造穩定性研究

遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息，較為全面的反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態，所以遙感圖像成為研究區域構造格架，確定斷裂體系及活動性以及評價工程及其周緣地區的構造穩定性所必不可缺的參考資料。

（2）遙感技術對于危險地帶的監視

在大型水利水電工程庫區岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體等易出現問題的地帶進行監測與調查中，有一些工程應用遙感技術利用航衛片或彩紅外片進行地質解譯，結合野外的現場觀察，可以方便快捷的判定該地區的地質活動強度與穩定性。

（3）遙感技術對于非地表資料的判讀

利用遙感影像，特別是彩紅外影像進行巖溶及巖溶水文地質調查有其特殊的優勢，像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現象，而且還可以充分利用和其它介質紅外光譜的差異，判斷地下水的分布和泉水分布等。。

（4）代替人工進行中小比例尺地質測繪填圖

在保持必須的野外考察和成圖現場校核工作的前提下，中小比例尺地質圖可以用遙感成圖取代常規地質測繪。建筑物及其它重要地區大比例尺工程地質圖優先考慮遙感成圖。這樣可以節約測繪時間，提升工作效率。

5 結語

面對快速發展的水利水電建設事業，我們要積極地學習利用新的技術和工具來為我們服務。本文介紹的以CAD電腦輔助繪圖技術，遙感技術，GPS全球定位技術，GIS技術為代表的智能化技術，極大地提升了水利水電行業工作效率，減輕了工作人員的勞動強度和工作負擔，并且能提升準確率。我們在發揚艱苦奮斗工作精神的同時，也要主動學習掌握這些新的工具，新的技術，這樣才能滿足新時期水利水電勘測事業的工作需要。