數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量中的具體運(yùn)用

【摘要】在水利工程建設(shè)中，需要進(jìn)行大量的測(cè)量工作來(lái)保證工程施工質(zhì)量，而最近幾年，在信息化技術(shù)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下，水利工程測(cè)量技術(shù)開(kāi)始逐漸朝著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展，與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，不僅測(cè)量速度快，測(cè)量精度高，而且測(cè)量成本較低。本文就數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并以GPS技術(shù)為例，對(duì)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量中的具體運(yùn)用進(jìn)行了討論。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)；水利工程；測(cè)量；運(yùn)用

前言

數(shù)字化測(cè)繪是相對(duì)于模擬測(cè)繪而言，在測(cè)繪儀器、數(shù)字化測(cè)圖軟件等的支持下，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在越來(lái)越多的行業(yè)和領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并且逐漸取代人工模擬測(cè)圖技術(shù)成為了地形測(cè)圖的主要方法。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，極大地推進(jìn)了測(cè)繪行業(yè)的數(shù)字化和自動(dòng)化、信息化，提升了測(cè)繪工作的效率和水平。將數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用到水利工程測(cè)量中，有著良好的效果。

1.數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)概述

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)主要是結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于目標(biāo)物的準(zhǔn)確測(cè)量，也可以對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行有效的分析和處理。常見(jiàn)的數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)可以分為兩大類(lèi)，一是數(shù)字化原圖技術(shù)，主要是通過(guò)將原本地圖輸入到計(jì)算機(jī)中，利用專(zhuān)業(yè)設(shè)備如掃描矢量化儀等，將原圖數(shù)據(jù)掃描到計(jì)算機(jī)中，配合數(shù)字化軟件的處理形成數(shù)字化地圖，能夠顯著提升測(cè)繪工作的便利性；二是數(shù)字化成圖技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于圖像的修改、管理和存儲(chǔ)，操作簡(jiǎn)單便捷，在簡(jiǎn)化野外測(cè)繪工作的同時(shí)，也可以提高工程測(cè)量結(jié)果的精度。

相比較傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，一是測(cè)量精度高，檢測(cè)面廣。數(shù)字化測(cè)試技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一定區(qū)域范圍內(nèi)所有目標(biāo)信息的同步采集、分析和處理，而且測(cè)量數(shù)據(jù)的處理精度高，能夠有效減少誤差。與其他工程相比，水利工程比較特殊，需要進(jìn)行大量的野外測(cè)量工作，受復(fù)雜環(huán)境的影響，測(cè)量難度較大，甚至可能會(huì)給測(cè)量人員的人身安全造成威脅。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，能夠顯著減少野外測(cè)量施工，降低工作強(qiáng)度，提升工作效率；二是數(shù)據(jù)處理迅速，水利工程測(cè)量會(huì)得到大量的數(shù)據(jù)信息，運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，能夠利用專(zhuān)業(yè)的軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的快速處理，提升數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確性，為工程施工提供參考；三是圖形屬性信息更加豐富，可以對(duì)測(cè)繪點(diǎn)的坐標(biāo)位置進(jìn)行明確，對(duì)地形點(diǎn)的各種屬性信息進(jìn)行豐富，通過(guò)準(zhǔn)確適用各類(lèi)測(cè)圖符號(hào)，可以提升地圖的直觀性和形象性[1]。

2.數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常重要的工程項(xiàng)目，水利工程的建設(shè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的關(guān)鍵性問(wèn)題，做好水利工程測(cè)量工作，對(duì)于提升水利工程施工質(zhì)量、發(fā)揮水利工程功能作用意義重大，必須得到足夠的重視。

2.1數(shù)字化原圖技術(shù)

在水利工程測(cè)量中，數(shù)字化原圖技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在數(shù)字化地形圖處理，可以通過(guò)掃描矢量?jī)x，將大比例地圖輸入到計(jì)算機(jī)中，配合繪圖儀、數(shù)字化軟件等，實(shí)現(xiàn)對(duì)于地圖的數(shù)字化處理，這樣能夠在較短的時(shí)間內(nèi)獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，促進(jìn)測(cè)量效率的提高。在數(shù)字化測(cè)繪中，結(jié)果圖的精度受原圖精度的影響，考慮實(shí)際測(cè)量中的誤差問(wèn)題，水利工程圖的精度與原圖必然存在一定差異，這種無(wú)法消除，不過(guò)可以控制在允許范圍內(nèi)。

2.2數(shù)字化成圖技術(shù)

在部分水利工程測(cè)量中，由于區(qū)域內(nèi)缺乏大比例尺地圖，需要引入內(nèi)外一體化模式，通過(guò)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用來(lái)提升測(cè)量的準(zhǔn)確性，降低測(cè)繪成本。一般情況下，在先進(jìn)技術(shù)的支撐下，配合部分輔助設(shè)備，想要保證較高的測(cè)量精度并不困難。數(shù)據(jù)化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，需要重視研究和分析工作，減少人為失誤導(dǎo)致的測(cè)量精度不佳或者安全事故。在工程實(shí)踐中，測(cè)繪人員需要及時(shí)對(duì)測(cè)繪經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，做好創(chuàng)新工作，加快測(cè)繪設(shè)備的研發(fā)，更進(jìn)一步提升水利工程測(cè)量的精確性[2]。

2.3具體運(yùn)用

以GPS技術(shù)為例，對(duì)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量領(lǐng)域的具體應(yīng)用進(jìn)行討論。

2.3.1 GPS定位原理

GPS即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能夠通過(guò)專(zhuān)業(yè)的衛(wèi)星來(lái)時(shí)限對(duì)點(diǎn)線(xiàn)面三維坐標(biāo)的準(zhǔn)確定位，具有高效益、高精度、全天候、自動(dòng)化的特點(diǎn)。在水利工程測(cè)量中，GPS技術(shù)憑借自身便攜性的優(yōu)勢(shì)得到了有效應(yīng)用，其定位原理如圖1所示。

2.3.2 GPS測(cè)量要求

從水利工程測(cè)量要求出發(fā)，不需要在測(cè)量區(qū)域蛇數(shù)字GPSE，可以采用靜態(tài)控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，GPS外業(yè)作業(yè)包括了選點(diǎn)、測(cè)量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

2.3.3 GPS選點(diǎn)

結(jié)合工程測(cè)量要求，需要做設(shè)置13個(gè)選埋點(diǎn)，做好編號(hào)以方便進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。GPS選點(diǎn)需要遵循幾個(gè)基本原則，一是必須方便GPS接收裝置的安裝，具備較為開(kāi)闊的視野；二是GPS選點(diǎn)的位置應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離大功率無(wú)線(xiàn)電發(fā)射源，距離至少應(yīng)該在200m以上，同時(shí)也應(yīng)該與微波無(wú)線(xiàn)電信號(hào)以及高壓線(xiàn)傳輸通道保持一定50m以上的距離，以盡可能避免電磁干擾問(wèn)題，保證GPS接收信號(hào)的準(zhǔn)確性；三是必須保證選點(diǎn)目標(biāo)明確，在其周邊和視場(chǎng)15°范圍內(nèi)不存在障礙物，避免障礙物對(duì)GPS信號(hào)的遮擋；四是選點(diǎn)位置的地面必須穩(wěn)定，能夠做好GPS接收器的固定工作，保證測(cè)量安全；四是如果需要針對(duì)GPS選點(diǎn)位置進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，則要求工作人員必須做好實(shí)地勘察工作，以保證選點(diǎn)質(zhì)量。

2.3.4 GPS觀測(cè)

水利工程控制點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)該按照四等水準(zhǔn)標(biāo)進(jìn)行，做好GPS靜態(tài)觀測(cè)。觀測(cè)時(shí)，需要確?？刂泣c(diǎn)穩(wěn)定，至少經(jīng)過(guò)一個(gè)雨季，確認(rèn)埋設(shè)點(diǎn)穩(wěn)定后才能進(jìn)行操作，以保證觀測(cè)效果。想要更進(jìn)一步提升測(cè)量結(jié)果的精度，形成由GPS基線(xiàn)構(gòu)成的非同步閉合環(huán)，確保GPS網(wǎng)格中可以存在富余觀測(cè)，同時(shí)應(yīng)該從水利工程測(cè)量的需求出發(fā)，將每一個(gè)控制點(diǎn)設(shè)置為站率N≥2，增加觀測(cè)基線(xiàn)的數(shù)量，確?；€(xiàn)可以得到充分利用，保證GPS網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。在實(shí)際操作環(huán)節(jié)，GPS觀測(cè)需要關(guān)注兩個(gè)方面的問(wèn)題，一是觀測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)備，要求觀測(cè)人員對(duì)觀測(cè)儀器進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)其可靠性，避免儀器設(shè)備的帶病運(yùn)行，然后結(jié)合GPS軟件，對(duì)衛(wèi)星可見(jiàn)性報(bào)表進(jìn)行查找，在已經(jīng)埋設(shè)好的控制點(diǎn)中選出最佳觀測(cè)點(diǎn)，結(jié)合相應(yīng)的報(bào)表和數(shù)據(jù)信息，制定完善的GPS觀測(cè)計(jì)劃；二是觀測(cè)方法選擇，一般情況下，水利工程測(cè)量中的GPS觀測(cè)采用的是靜態(tài)相對(duì)定位模式，需要滿(mǎn)足表1的基本技術(shù)要求，并且在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)作業(yè)，確保同步觀測(cè)到一組衛(wèi)星系統(tǒng)，做好觀測(cè)墩控制點(diǎn)的強(qiáng)制對(duì)中操作。在觀測(cè)過(guò)程中，從消除天線(xiàn)相位誤差的角度，應(yīng)該確保天線(xiàn)平穩(wěn)放置，將其標(biāo)志線(xiàn)指向北方，定向誤差控制在5°以?xún)?nèi)。

2.3.5 GPS數(shù)據(jù)處理

在完成天線(xiàn)高度的測(cè)量，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后，需要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行觀察，判斷其是否能夠滿(mǎn)足要求。如果不滿(mǎn)足，需要重新進(jìn)行測(cè)量，如果滿(mǎn)足，則可以根據(jù)GPS接收機(jī)的提示，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)測(cè)量手簿進(jìn)行填寫(xiě)，填寫(xiě)過(guò)程中必要嚴(yán)格依照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，保證填寫(xiě)的規(guī)范性。之后，需要針對(duì)GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的基線(xiàn)解算、外業(yè)重測(cè)、質(zhì)量檢核以及網(wǎng)平差處理等操作，就能夠得到GPS控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)[3]。

3.結(jié)語(yǔ)

總而言之，在現(xiàn)代水利工程測(cè)量中，對(duì)于測(cè)量精度和測(cè)量效率有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求，在傳統(tǒng)測(cè)量方式無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)需求的情況下，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的精確性更好，自動(dòng)化程度高，不僅數(shù)據(jù)處理更加迅速，圖形屬性信息更加豐富，而且能夠充分保證外業(yè)作業(yè)安全，優(yōu)勢(shì)更加明顯。不過(guò)也必須認(rèn)識(shí)到，受發(fā)展時(shí)間、技術(shù)條件、人員素質(zhì)等因素的影響，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用同樣存在不少問(wèn)題，需要相關(guān)部門(mén)的重視和解決，以確保其優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉景啟.數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016，（9）：30-31.

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[3]陳建華.基于數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用探究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向：上，2015，13（19）：264-265.