數字化測繪在水利工程中的應用構建

何朝昆

石城縣水利局，江西贛州 342700

1 數字化測繪技術及其特點

現代測繪技術是數字化測繪技術的具體實現技術，這是相對于傳統模擬測繪方法而言的，現代測繪技術是在高精度的測繪儀器、計算機以及計算機軟件的基礎上發展而來的，現在已經在各行各業得到了廣泛的使用。

數字化測繪技術在水利工程中也具有重要應用，在水利工程中，數字化測繪技術代替了傳統測繪技術中人工模擬測圖的方法，提高了工程測量精度，可以準確測量地形地貌，保障水利工程測繪的精度性、安全性。

傳統的測繪方法中，制圖往往是一項腦力與體力勞動相結合的工作，內業需要大量的數據處理，費時費力，制圖時間長，成圖種類比較單一，在中大型工程項目中很難大規模使用。數字化測繪技術主要分為三個階段，第一階段是測量數據的獲取以及輸入，第二階段是數據處理，第三階段是測繪地圖輸出。現在，應用現代3S測繪技術以及先進的基礎測繪儀器，結合計算機軟件，可以直接將數據進行采集、處理、編輯以及繪圖，提高制圖效率和精度[1]。水利工程中的數字化測繪的軟件，主要的功能模塊有大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、土方測量等，通過地理信息系統可以加強水利工程數據庫的建設。

數字化測繪技術不僅加快了測繪工程學科的發展速度，也加快了水利工程的數字化進程，應用數字化測繪技術便于存儲和傳輸數據，有利于實現資源共享。

2 水利工程測量中現存的問題

傳統的水利工程測量項目中，涉及到的測量對象有很多，受地形地貌以及工作人員主觀因素等原因的影響，使得傳統的測量方法存在很多不足之處[2]。

一是在水利工程中河道測量是比較常見的測量對象，主要測量的參數是基本數據、水下泥表面和周圍地帶的地形地貌特征等，精度較差，測量員工作強度非常大，對專業技術要求非常高。而且，河道的實際情況和水下地形非常復雜，河床也并不是整齊劃一的，這也為測繪工作帶來了很大的挑戰。近年來，隨著測繪技術的不斷更新，水利工程中的河道測量工作也由傳統測繪技術測量改為采用數字化測繪技術測量，這樣的測量方法可以彌補傳統測繪的缺陷。

二是水利工程重視建設施工的過程，在管理和維護工作中的重視時有放松。在水利工程項目完工后，很多工程監管不到位，設施老化嚴重，造成了后期毀壞嚴重的現象，很多水利工程沒有實現計劃的目的和作用[3]。應用數字化測繪技術，可以采用高分辨率衛星，動態監測水利工程的情況，便于加大管理和維護的力度，保證水利工程在人民生活和工業生產中的作用正常發揮。

三是水利工程項目規劃受到工程技術、合理開發以及長期社會經濟效益的制約，在規劃時可能存在不合理的現象。針對工程所在具體的地形地貌等特殊情況，不能做到相互兼顧，很多水利工程會有今年建、明年棄、后年廢現象的發生。采用數字化的測繪技術可以在規劃中合理規劃用地，不浪費土地資源。

3 數字化測繪在水利工程中的應用

3.1 數字化測繪技術在水利工程項目中的緊迫性

在水利工程項目中，數字化測繪技術可以保證工程項目正確開展，保證工程項目可以有效進行。現在，很多小型水利工程對于測繪技術的重視明顯是不夠的，很多水利工程由于這個原因，會在后期的施工中產生很多問題。因此，無論是大中型水利工程，還是小型水利工程，都應當給予數字化測繪高度重視，利用數字化測繪技術提升水利工程的治理[4]。

數字化測繪技術在水利工程中應該具有更加重要的地位，在保證精度的情況下，數字化測繪技術可以減少測量員的外業工作量，降低勞動人員的工作強度，又可以加強水利工程施工的整體質量。

3.2 水利工程測繪的主要工作內容

水利工程中，測繪工程的主要工作內容是地下地貌、土石方開挖和混凝土工程等。大壩的施工測繪主要是對大壩軸線定位和測設、壩身高程控制測量、壩身平面控制測量、和壩身細端放樣測量、大壩變形觀測等。

水利工程施工開始前期，應當給具有資質的測繪人員下發測量工作任務，掌握工程基本數據，在施工地點建立一個符合測繪級別的高程控制網和平面控制網，并認真核對控制點的精度和質量布置施工網絡，利用控制點進行測量精度核算。施工過程中，同樣離不開測繪技術，這一階段主要是對前期工作的跟蹤測繪，核對石混合料和壩體堆石、土方開挖軸線等的測量精度。在得到完整的水利工程測繪基礎數據后，上報到監理單位，經由監理單位專門工程師批準備案后，完成水利工程的測繪工作。

在水利工程中，測繪工程是工程建設中最重要的一個環節，貫穿整個項目工期，在一定程度上，測量結果的精度直接影響著水利工程項目的整體質量，因此，對于任何一個水利工程來說，測繪技術都起著不可替代的重要作用。

3.3 數字化測繪技術在水利工程中的應用

數字化測繪技術是在傳統測繪技術上發展起來的一個新興測繪技術，主要是利用3S技術對測繪目標進行測繪，獲得基礎數據后，利用專業技術軟件進行數據分析或制圖[5]。3S技術是指全球定位系統GPS、地理信息系統GIS以及攝影測量與遙感RS。GPS技術在生活中廣泛應用，電子地圖、實時定位等都是GPS的應用，GPS的精度較低，然而在復雜地形地貌中具有特別的優勢，因此在水利工程中得到廣泛使用；GIS可以幫助水利工程建立強大的數據庫，在數據存儲、共享中具有重要作用；RS可以通過衛星影像或無人機，對地面進行攝影測量，數據源眾多，可以根據不同需求使用不同類型的影像。

3.3.1 GPS技術在水利工程中的具體應用

通常來說，大中型水利工程所處的位置地形地貌比較特殊，不能滿足傳統測繪技術通視的條件，控制點較少，施工和測量工作人員進入作業相對比較困難，高精度的完成測量是一項困難的工作，且工作量巨大，體力消耗非常大，又存在安全威脅。利用GPS就可以避免這些問題，在晴朗天氣作業中，一是由于GPS基準站的接收機不受地形、氣候和時間這些因素的制約，有利于測繪人員作業，可以獲取高精度的水利工程測繪數據，且具有較高的工作效率；二是工作人員使用GPS測量數據便于內業數據處理與分析，減少控制點的使用。

3.3.2 GIS在水利工程測繪中的應用

地理信息系統技術在大中型水利工程建設中是最重要的科學手段之一，在大中型水利工程建設已經普遍使用。可以采用GIS手段建立水利工程數據庫，將地理、地質、環境以及人文等多方面的信息綜合錄入到數據庫，快速、高效、準確地為工作人員提供信息和數據。這樣更加節約經濟成本，提高工作效率，也可以提高水利工程的工作質量。

3.3.3 RS在水利工程測繪中的應用

近年來，隨著我國衛星事業的不斷發展，遙感技術已經在各行各業都有了很廣泛的應用，遙感數據主要分為光學數據和雷達數據，在水利工程中可以根據不同的需求以及不同的環境特點，選擇不同類型的衛星數據來做數據分析。通過遙感衛星圖像，可以通過圖像解譯等手段，完成高質量的地形圖、地貌圖以及專題地圖的制作，這是遙感技術在水利工程中最普遍的應用方法。遙感技術也可以幫助水利工程合理規劃設計，深入研究工程選址地點的地形地貌特點，尤其是在分析地理構造方面具有很大的優勢。此外，遙感技術的工作多數是在室內作業，因此減少外業工作時間，便于工作人員完成水利測量工作任務。

4 結語

最近幾年，隨著我國經濟和社會的不斷發展，我國水利工程也發生著巨大的變化，并取得了長足的發展，在可持續發展戰略中起著重要作用。測繪技術是水利工程中最基礎的技術，測繪的精度一方面可以保證水利工程順利開工，另一方面決定著水利工程的工程質量，因此，需要先進的測繪技術來保證工程測量的精度，特別是在大中型水利工程建設項目中，更加重視測繪工作的精度。因此，本文分析了現代數字測繪技術及其特點，找出了水利工程中測量技術的現存問題，在此基礎上，闡述了如何在水利工程中應用數字化測繪提高精度。水利工程也是衡量一個國家綜合實力的重要標準，從業人員應當在基礎方面嚴抓質量，保證精度，為我國的水利工程產業做出一定的貢獻。