關于數字化測繪在水利工程之中的運用探索

胡躍進

(河北省水利水電勘測設計研究院，石家莊050081)

0 前 言

測繪屬于一項基礎性工作，重視和做好測繪工作，能夠為工程建設的高效開展提供有力保障［1］。在此背景下，數字化測繪技術應運而生，并在各項工程建設中發揮出了相當積極的作用。下面圍繞數字化測繪在水利工程之中的運用進行探索。

1 數字化測繪的概念

所謂數字化測繪指的是，借助計算機等裝備和儀器對目標地形的空間數據進行相關處理，從而得到與之對應的數字地圖。在有需要的條件下，也支持直接通過數控繪圖儀來完成相關專題地圖的繪測工作。對于數字化測繪工作而言，其實際操作主要是立足白紙測圖這一基礎，為計算機連接好輸入/輸出、相關軟件以及全站儀等軟硬件，借助圖形制作和處理手段，將接收到的有關數據以圖形的方式表現出來，最終達成全自動化測量制圖的效果。在整個測繪工作中，有三大關鍵環節，分別是數據輸入、數據處理以及數據輸出［2］。

一般而言，數字化測繪系統往往被習慣性地稱作數字化測圖系統。對于數字化測繪系統而言，其最核心功能在于解析與測圖，接收到相關數據之后，經過計算機系統的系統化處理之后便會提供質量理想的電子地圖。

2 數字化測繪的優勢

2.1 測繪圖形更加精確

數字化測繪技術的應用，其實質是對工程涉及的地貌信息以及地形數據進行數字化處理，然后經由對應的傳輸接口輸送到計算機中，經過相應處理之后，便可以繪制出蘊含大量信息的電子地圖。相較傳統紙質測繪地圖，數字化地圖不僅便于存儲，而且便于傳輸，另外，其包含的各項地圖數據也正是地理信息系統正常運轉所需要的。由于數字測繪和計算機實現了理想對接，因而數字測繪能夠獲得更為精確的點位，制作的地圖完全可以達到甚至超過0.02 mm的精度。

2.2 測繪效率更高

數字化測繪支持工程勘測設計的一體化運行。在通視條件比較理想的條件下，全站儀一站便能夠至少測量1km 范圍內的地形，表現出了相當理想的測量效率。除此之外，數字化測繪技術的應用還能夠明顯縮短測圖工作的實際用時，正常情況下，使用傳統測繪技術每天僅能測量200個地形點，而使用數字化測繪技術每天能夠測量400個地形點。

2.3 測得圖形更加精確美觀

數字化測繪正朝著自動化的方向發展，能夠以全自動的方式對一系列數據予以提取，所以，最終制得的地形圖往往更加規范，具有理想的精度。另外，數字化測圖的結果采用分層存放的形式，因而不會受到圖面負載量的限制，使得圖紙表現出了良好的可編輯性。

3 數字化測繪在水利工程之中的運用分析

3.1 提高安全性能

在水利工程中，科學運用數字化測繪技術，能夠大幅提升測繪工作的安全系數，所以，在自然災害監測等工作中，應積極嘗試使用先進的數字化遙感技術。數字化測繪不僅支持洪水災害面積的監測，而且支持水位的監測，因而能夠為災害預警以及抗災救災提供及時且精準的信息。在地下水資源管理工作中，借助適宜的遙感技術(如GIS 等)，一方面可實現對地下水資源的準確探查，另一方面可實現對地下水污染的實時監測。近些年來，我國在各地陸續建成了比較完善的災情預報系統，其數字測繪技術等在防災、抗災以及救災工作中發揮出了相當積極的作用，為社會的可持續發展做出了突出貢獻。數字化GIS 遙感技術已經廣泛運用于水利工程中，如部分大型水利工程項目在建設初期可借助遙感技術開展選址工作，通過對相關信息的有效收集以及整理，有效保障了選址的科學性和合理性。

待水利工程建成之后，通常需要對其實際使用狀況進行檢測，尤其是大型橋梁和水庫大壩等，為最大程度保證該類工程的安全性，避免周邊人們由于工程突發事件而遭受生命財產損失，那么需要真正做好精密監測工作。該種情形下，數字化測繪技術便展現出了理想的應用價值，能夠幫助工作人員快速且準確地獲得安全監測數據，與此同時，上述數據均表現出理想的實時性以及連續性。除此之外，數字化測繪還表現出了無需值守、高度自動化、全天候運行等優點，與此同時，輔以智能全站儀、GPS 以及數字垂線儀等諸多方法的有機運用，能夠對目標對象進行無人化全天候監測，如此一來，有效保障了工作人員的生命安全以及工程項目的使用安全。

3.2 提高建設效率

在水利工程建設工作中，科學運用數字化測繪不僅可以提高其安全性，同時還可以提高其建設效率。數字化測繪能夠發揮出積極的“一測多用”的功能。數字化測圖系統的引入以及運用，能夠很好地規避傳統手工繪圖中存在的各種不足，尤其表現在“一測多用”這一方面。水電站工程的布置工作，大部分需要施測相對大一些的比例尺地形圖，由于操作人員專業素質不同、所選用的比例尺存在差異，得到的結果自然也不同。傳統做法是借助平板測圖的措施，對比例尺存在差異的地形圖予以分別測繪。該操作模式無疑會增加工作的重復量，進而影響工程建設的整體質量以及效率。數字化測繪具備“一測多用”的優勢，能夠針對比例尺存在差異的地形圖予以同時段的編制，如此一來，明顯規避了不必要的重復性工作。如在某水電站建設中，大壩設計人員需要使用比例尺為1∶500或者1∶1 000的地形圖;施工單位的相關工作人員需要使用比例尺為1∶2 000的地形圖;相關地質以及規劃人員為實現對建壩和成庫條件的科學論證，往往需要使用比例尺相對較小(1∶5 000)且覆蓋區域相對較大的地形圖。一般而言，大比例尺地形圖所對應的測圖范圍處于小比例尺之中，因而僅需要對大比例地形圖范圍予以測量，接下來對小比例地形圖予以相應補充即可。

3.3 提高排水功能

在社會經濟水平不斷提高的背景下，城市也開始朝著一體化的方向不斷發展。對于城市地下排水管道系統而言，無論是管理，還是施工，均會涉及以數字化測繪為代表的諸多最新測繪技術的運用。大多數城市均在積極構建與之相關的數據采集系統，旨在更好地管理地下管線的敷設和運行。在城市排水管道工程中，數字水準儀和數字全站儀已經得到廣泛應用，同時發揮出了相當重要的作用。現階段，國內很多城市均十分重視數字化測繪技術的引入和應用，構建更為優質的城市數字模型，有效完善了城市地下排水管道系統，提高了城市的排水功能。為最大限度地避免地下管道施工給地面及地面建筑帶來損害，部分工程采用頂管技術來完成排水管道的敷設和安裝。除此之外，在城市地下排水管道系統的施工中，自動跟蹤全站儀也被大量引入和應用，充分發揮了自動引導測量系統的功能和作用。

3.4 提高精確性和便捷性

在水利工程建設中，借助數字化測圖技術和相關方法能夠構建一個比較理想的數字地面模型，與此同時，和GIS 提供的分析決策功能聯合使用，能夠比較精準地計算出水庫大壩的庫容和確定具體選址，另外，還能夠針對水庫引水渠施工涉及的相關參數進行計算與確定，除此之外，還可以對水庫的服務范圍予以比較準確的計算。

引入和應用數字化測圖技術之后，能夠充分強化和發揮水下地形測量系統的應用功能。該系統主要由兩大塊組成，①數字測控儀集成;②實時動態GPD;③數字地面模型［8］。利用該系統可實現對已經投入使用的攔儲工程的快速、準確測量。

水利工程竣工階段所涉及的竣工測繪同樣需要數字化測繪技術的應用。在數字化測繪技術的幫助下，可對相關資料進行系統且規范的整理。采用數字化測繪技術，可以在很短的時間內滿足現代工程的網絡化以及三維可視化要求;對工程設計階段、施工階段和竣工階段形成的數據、圖片以及文檔進行規范整理，并有效保存起來，從而為工程驗收評估工作提供翔實的數據和資料，除此之外，還能夠為工程高效運行和安全運行提供最基本、最原始的依據。由此可見，數字化測繪技術的引入和應用，使得現代水利工程的整體建設更加便捷，也更加準確。

4 結 語

綜上所述，隨著社會經濟的不斷發展，計算機技術的日益成熟，數字化測繪技術獲得了長足發展，并在多個領域獲得了良好的應用效果，如利用該技術繪制的地形圖往往囊括了相當豐富的信息，既有地形的準確展現，還涉及不同方面空間信息的組合，另外，采用計算機硬盤的方式進行存儲，方便、快捷且安全。數字化測繪技術的快速發展和廣泛應用，為我國現代水利工程建設提供了強大幫助，無論是數據采集，還是數據更新，又或者是數據管理，均不斷邁向自動化，為我國當前和未來的水利工程建設奠定了理想的基礎。

［1］艾斯克爾·努爾. 數字化測繪在水利工程中的應用［J］.黑龍江水利科技，2011，39(02):266－267.

［2］星萬程. 數字化測繪技術在水利工程測量中的應用研究［J］. 中國水運:下半月，2013(12):266－267.