探討數字化測繪技術在水利工程測量中的應用

胡勝洪（巍山縣水務局水利勘測設計所，云南巍山672400）

探討數字化測繪技術在水利工程測量中的應用

胡勝洪（巍山縣水務局水利勘測設計所，云南巍山672400）

隨著現代化科學技術的不斷發展，GPS技術、RS技術、GIS技術等數字化測繪技術被廣泛應用于水利工程測量作業中，實現了精準度較高的水利工程測量目標，同時，進一步提高了水利工程測量效率。為此，為了推進我國水利工程領域的進一步發展，應結合數字化測繪技術優勢，實施城市地下水排水、水利工程建設、水利工程安全管理等作業，達到最佳的工程作業狀態。本文從數字化測繪技術優勢分析入手，并詳細闡述了現代數字化測繪技術的具體應用。

數字化測繪技術；水利工程；測量

前言

基于計算機和網絡技術的不斷普及，智能化儀器在應用過程中逐漸呈現出定位精確、體積小、重量輕等優勢特點，被逐漸應用于水利工程測量中。而隨著水利工程測量技術的不斷革新與發展，其測繪手段逐漸趨于自動化、數字化發展方向。為此，我國水利工程行業在可持續發展過程中，應提高對新型測繪技術的關注度，同時，引進智能測量儀器。以下就是對水利工程測量中數字化測繪技術應用問題的詳細闡述。

1 數字化測繪技術優勢

就當前的現狀來看，現代數字化測繪技術優勢主要體現在以下幾個方面：

（1）現代化測繪技術成圖精度高，同時，在外業數據采集時，可利用全站儀監視水利工程測量區域，并自動采集地形地物點的三維坐標，且對三維坐標數據進行存儲，高效完成外業測量工作；

（2）與傳統手工繪圖相比，現代數字化測繪技術可實現對各個要素實施數據的智能化加工，同時，將所加工數據轉換為不同的圖件產品，滿足測量人員測量數據應用需求；

（3）現代數字化測繪技術注重直觀化測繪數據的反饋，即借助多媒體技術，完整展現測量對象外貌和形象，由此便于測量人員對測量對象一目了然；

（4）數字化測繪技術的應用逐漸實現了數字化產品的保管，因而，產品的保管不易出現變形、重復問題，同時，客戶可利用數字化測繪結果，對水利工程資源使用情況等進行規劃。

2 水利工程測量中現代數字化測繪技術的具體應用

2.1 GPS測量技術的應用

2.1.1 GPS測量技術基本情況

圖1為GPS定位系統原理圖，從圖中即可看出，GPS定位系統由5個部分，即GPS數據接收模塊、數據處理模塊、GPRS連接和監聽、GPS數據處理模塊、GPRS信息處理模塊共同組成，同時，其共有空間星座、用戶設備、地面控制三個系統，繼而可實現全天候、高效益、高精度導航，并在系統定位中，對測量對象點、線、面等同時定位，然后，將定位數據轉化為三維坐標。而GPS數字化測繪技術在水利工程測量工作中的應用，有重量輕、體積小、定位精度高的優勢，因而，獲得了現代水利工程行業的青睞。

從GPS技術應用特點角度來看，其定位精度高，即在基線小于50km的水利工程測量作業中，定位精度可達到（1-2）× 10-6，同時，隨著基線長度的增長其精度將有所提高。此外，在GPS測量作業中，可不具備站間相互通視功能，因而，不必建立覘標，繼而由此縮短了測量作業耗時長度。同時，在GPS測量工作中，通過快速靜態、實時動態測量方式的應用，達到了以秒為單位的點測量，并在平面位置觀測時，提供三維坐標，最終達到精準度較高的測量效果。

圖1 GPS定位系統原理圖

2.1.2 GPS測量技術應用步驟

水利工程測量對GPS測量技術的應用需從以下幾個層面入手：

（1）GPS選點。即在水利工程測量作業中需重點完成水量調整、治理水道等任務，因此，在GPS選點時，應依據水利工程測量標準，設置13個埋設點，同時，用1～13號對所設埋點進行標號，滿足GPS測量需求。但在GPS實踐選點工作中，應保證埋設點便于GPS接收設備的安裝，同時，各個埋設點需距離大功率無線電發射源約200m之外，而兩點間間距大于50m，由此滿足GPS數據測量需求。除此之外，在GPS選點期間，亦應保證點周圍15°范圍內無障礙物，就此保持選點穩定性。

（2）觀測。即待水利工程控制點標志選擇完畢后，應實施GPS觀測工作。而在GPS選點觀測前，需對觀測儀完好性進行檢查，同時，利用GPS軟件查找相關衛星報表，然后，進入到靜態相對定位模式中，并按照表1技術要求，在規定時間內對控制點進行觀測。

表1 GPS測量作業基本指標

即從表1中即可看出，在GPS控制點觀測期間，需針對數據采樣間隔、有效觀測衛星個數、觀測時段、衛星截止高度、GDOP值等指標進行控制。此外，為了避免GPS測量中天線相位中心誤差問題，應保持天線平整度，且保證天線標志線指向北，最終將定向測量誤差控制在小于5°狀態下。

（3）數據處理。即在GPS測量中，需按照GPS接收機提示，輸入相關數據，并完成基線解算、質量檢核等處理工作，然后，反饋各個控制點三維坐標。例如，某水利工程測量項目在實施過程中，即采用GPS技術對測量對象進行了觀測，其其中5個點號GPS控制點三維坐標測量數據如表2。

表2 GPS控制點三維坐標

即通過GPS控制點三維坐標數據的反饋，滿足了水利工程測量需求。

2.2 RS技術的應用

RS技術，即遙感技術在水利工程測量工作中的應用，通過攝影、陸地、航空、航天攝影測量等技術手段，反饋有價值的測量信息。例如，在水利工程測量對象地形、地貌信息采集過程中，可借助遙感技術的陸地衛星照片信息反饋功能，傳輸比例為1：2.5萬或者1：5萬、1：10萬、1：20萬的專題圖，然后，允許測量人員利用計算機處理衛星數據，并將衛星圖片進行打印、輸出，最終清晰的展示水利工程測量對象的地學綜合信息。此外，由于RS遙感技術具備信息復合、信息定量化、輻射校正、圖像分類、信息特征提取等功能，因而，將其應用于現代水利工程測量工作中，可為測量人員提供優質圖像，滿足測量工作實施條件，同時，提高水利測量精度。另外，在水利工程測量作業中，為了將控制點測量精度提升至5cm以內，那么在水利工程內外業測量期間，可應用RS技術中地面數字測圖功能，獲取精度高的數字地圖，同時，達到控制點測量精度控制目的。從以上的分析中即可看出，在水利工程測量作業實踐期間，合理化應用RS技術，可提高水利工程數字化測繪水平，為此，應提高對其的重視程度。

2.3 GIS技術的應用

GIS技術，即地理信息系統，以地理空間為基礎，同時，注重通過地理模型分析方法，實時提取多種空間地理信息，并將計算機程序中所輸入的數字型數據轉換為地理圖形，供用戶使用。而GIS技術在水利工程測量工作中的應用，要求內外業測量人員，應在水利工程測量期間，建立水利資源地理數據庫，同時，實現空間數據的檢索和瀏覽，然后，利用GIS技術描繪水利資源分布圖，最終由此提供水利工程測量中GIS空間動態模型，允許測量人員通過對模型空間數據和屬性數據的分析，找出河道保潔的切入點，同時，了解陸域范圍內水利防洪、灌溉、水量調整、水利治理等作業水平，達到最佳的水利工程實施狀態，且提高水利工程測量結果精準度。除此之外，GIS技術的應用，亦可減少水利工程測量中人工作業量，節省人工費用，為此，應強化對其的運用。

3 結論

綜上可知，基于當代社會的可持續發展，水利工程建設中河道保潔、堤壩建設、水利治理等問題逐漸引起了人們關注，而水利工程內外業測量，作為水利工程建設關鍵，要求現代測量人員在實際工作開展過程中，應合理化應用GIS技術、RS技術、GPS技術等新型數字化測繪手段，且在水利工程測量期間，將測繪信息轉換為直觀的地圖等形式，精準化水利工程測量結果，滿足當代水利工程建設項目實施條件，迎合當代社會發展中水利建設需求。

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2016-11-14