水利工程中GPS測繪新技術(shù)的發(fā)展及作用

劉明星

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)科學(xué)技術(shù)度的發(fā)展，水利工程也緊隨其后的不斷進(jìn)步。而水利工程是需要進(jìn)行大量測繪的工程，GPS測繪技術(shù)讓原本繁雜的水利工程測繪難題得到了解決，水利工程的GPS測繪技術(shù)在水利工程大范圍的利用。這種技術(shù)讓水利工程測繪變得更為輕松的同時還讓水利工程原本的成本降低了不少。本文主要探討水利工程中 GPS 測繪新技術(shù)的發(fā)展及其作用。

關(guān)鍵詞：水利工程；GPS測繪新技術(shù)；發(fā)展作用

一、GPS測繪技術(shù)工作原理

GPS測繪技術(shù)具備的準(zhǔn)確性高效性都是以往測繪技術(shù)所不能相提并論的，GPS測繪技術(shù)需要提前找準(zhǔn)定點(diǎn)然后逐步安裝，可以直接監(jiān)控到所有的可見衛(wèi)星，然后通過無線的方式將得到的各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸轉(zhuǎn)移，借助數(shù)據(jù)鏈這個載體再將信息移動到對應(yīng)的網(wǎng)站。而網(wǎng)站則可以通過定點(diǎn)的方法，借助無線的方式對衛(wèi)星傳遞而來的大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸納，然后對這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，最終可以得到兩站的地理方位。水利工程測繪工作最主要的部分就是大壩施工的測繪工作，其測繪的主要幾點(diǎn)有大壩壩身的平面測繪、壩身細(xì)部放羊測繪、壩身高程測繪、大壩軸線定位測繪以及溢洪道測繪等方面。傳統(tǒng)工程測量方法弊端較大，無法滿足水利工程項(xiàng)目的需求，為了保證水利工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行，對水利工程項(xiàng)目的測繪方法進(jìn)行改革是現(xiàn)階段最主要的問題，而GPS 測繪技術(shù)完美的解決了這個問題。

二、水利工程中 GPS 測繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在新時期水利工程建設(shè)中，GPS 測繪技術(shù)有著許多過去落后的測繪技術(shù)所沒有的優(yōu)點(diǎn)。首先 GPS 測繪技術(shù)的定位精確度很高，采用的載波相位時分差技術(shù)的定位精確之細(xì)微可以只有1～2cm，探測儀的精度只有 5cm+0.4%。而且使用 GPS 測繪技術(shù)觀察站間不需要通視，在傳統(tǒng)的測繪手段中一定要維持觀測站間較好的通視環(huán)境，但 GPS 測繪技術(shù)就可以忽略這個條件，為水利工程提供方便。GPS 測繪新技術(shù)還有全程監(jiān)控、操作方便的特點(diǎn)，只要將 GPS 和電腦相連，開機(jī)就可以使用，不用后視和架設(shè)儀器就能進(jìn)行實(shí)時的全程監(jiān)控定位。對于天氣，GPS 測繪技術(shù)也沒有特別的要求，哪怕在天氣惡劣的條件下也可以順利工作。在圖測方面，GPS 測繪擁有高度的自動化成圖功能，配套的處理數(shù)據(jù)軟件可以自動成圖進(jìn)行計(jì)算、測算包括各層間的方量和面積、各斷面未拋量和總拋量。最后，GPS 測繪新技術(shù)的水深測繪與平面定位完全同步，不用再進(jìn)行水位的測定。在過去的水深測繪中水深測繪和平面定位是分開的，平面的位置和測深沒有同步，且受浪潮的影響比較大，觀測時和水尺觀測的情況不一樣。而 GPS 測繪技術(shù)沒有驗(yàn)潮測深法就可以解決上面的問題，不用進(jìn)行觀潮與修正水位情況，測繪不受潮水的影響。

三、測繪新技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

GPS 在水利工程中的應(yīng)用水利工程一般選址于深山溝壑之中，對測量來說，地形復(fù)雜，地表植被覆蓋較多，通視條件較差，國家控制點(diǎn)稀少，光學(xué)儀器控制測量難度較大，利用 GPS 就能較好地解決這些問題，因?yàn)?GPS 接收機(jī)不受地形條件、氣候、時間的限制和影響，能夠及時準(zhǔn)確地完成控制測量和其它定位工作，能大幅度減少或者免做像控點(diǎn)，減少測繪工作量，提高效率。水利施工測量的根本任務(wù)是點(diǎn)位的測設(shè)， 其基本工作是已知長度、角、高程的測設(shè)，施工測量對地形圖精度和放樣的精度要求較高。因此大中型水利工程都要在施工區(qū)域內(nèi)布設(shè)施工控制網(wǎng)，以網(wǎng)內(nèi)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行由整體到局部的施工放樣，使用GPS可以大量減少施工控制網(wǎng)中的中間過渡控制點(diǎn)。在測設(shè)水工建筑物中，如果使用已包含有設(shè)計(jì)建筑物的數(shù)字地圖，配合全站儀，測設(shè)某一點(diǎn)時只需用鼠標(biāo)點(diǎn)定數(shù)字地圖上的設(shè)計(jì)點(diǎn)就能得到該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后根據(jù)全站儀上的坐標(biāo)顯示，指揮棱鏡移動直至坐標(biāo)顯示與設(shè)計(jì)點(diǎn)一致，就完成了該點(diǎn)的放樣。從這一過程不難看出，應(yīng)用數(shù)字地圖施工放樣，省去了從圖紙上量取測設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)等數(shù)值的過程既減少了工作量，又避免了產(chǎn)生人為誤差。在操作中，數(shù)字地圖自動完成測設(shè)點(diǎn)數(shù)值的運(yùn)算提取，由計(jì)算機(jī)控制全站儀等儀器，自動完成放樣工作。

這樣的工作方式，具有快速準(zhǔn)確和避免人為誤差影響，提高放樣精度和效率等特點(diǎn)。

2.GIS 技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

在大型的水利水電工程建設(shè)方面，遙感技術(shù)可以快速經(jīng)濟(jì)和客觀地為大型水利水電工程選址提供所需要的地理、地質(zhì)、環(huán)境以及人文等各類信息，從而提高工作的效率和質(zhì)量。 GIS 是水利水電工程選址、規(guī)劃乃至設(shè)計(jì)、施工管理中十分重要的分析工具，例如移民安置地環(huán)

境容量調(diào)查、調(diào)水工程選線及環(huán)境影響評價、梯級開發(fā)的淹沒調(diào)查、水庫高水位運(yùn)行的淹沒調(diào)查、大中型水利工程的環(huán)境影響評價、防洪規(guī)劃、大型水利水電工程抗震安全、河道管理、大型水利水電工程物料貯運(yùn)管理、蓄滯洪區(qū)規(guī)劃與建設(shè)等等。

3.“三 S”技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

RS 遙感技術(shù) GPS 技術(shù)與 GIS 的結(jié)合使測繪功能更加強(qiáng)大 。 通過衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測流域內(nèi)情況， 結(jié)合 GIS 數(shù)據(jù)庫形成實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)可以通過歷史資料和有效的數(shù)字模型對區(qū)域內(nèi)水資源數(shù)量、質(zhì)量、供需預(yù)測分析、水土保持等方面進(jìn)行及時的地質(zhì)山洪災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)報和推測。“三 S” 技術(shù)集成為水資源普查流域規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)水資源普查、流域規(guī)劃是水利建設(shè)的前提，它不僅提供流域地表及其環(huán)境的幾何信息，而且能給出空間位置，根據(jù)需要建立水利建設(shè)地理信息系統(tǒng)，對水利建設(shè)所需的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的輸入分析和處理，從而得到當(dāng)?shù)厮Y源的詳盡資料在此基礎(chǔ)上建設(shè)者和決策者可進(jìn)行較為科學(xué)的更具有指導(dǎo)意義的流域規(guī)劃。

四、結(jié)束語

GPS 測繪技術(shù)的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)水利工程作業(yè)的方法與理念，提高了測繪的精度和效率。尤其實(shí)時動態(tài)定位，即 RTK 技術(shù)在水利測繪中的應(yīng)用成效更是讓人感到驚喜。要知道，水利工程中的測繪質(zhì)量對工程建設(shè)的影響非常大，落后的測繪技術(shù)將會阻礙水利事業(yè)的發(fā)展，還會增加不必要的成本。所以在新時期水利工程中加強(qiáng)對于 GPS 測繪技術(shù)的研究，對改善當(dāng)前測繪工作的質(zhì)量，降低工程的造價成本，增加水利工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益很有幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉遠(yuǎn)征，錢學(xué)智，孫瑞.水利工程中GPS測繪新技術(shù)的發(fā)展及作用[J].西部資源，2018（02）：154+158.

（作者單位：哈爾濱海航地理信息工程有限公司）