RTK與數(shù)字測(cè)深儀在防洪影響評(píng)價(jià)測(cè)繪中的應(yīng)用

摘要：文章簡(jiǎn)述了RTK工作原理和優(yōu)點(diǎn)，介紹了RTK配合數(shù)字測(cè)深儀在河流防洪斷面測(cè)量中的具體應(yīng)用，通過(guò)典型的工程案例，分析了RTK系統(tǒng)在河流斷面測(cè)量工作中的優(yōu)越性，為業(yè)內(nèi)同行提供了一種可靠的方法。

關(guān)鍵詞：RTK；防洪影響評(píng)價(jià)；斷面測(cè)量

隨著我國(guó)城鄉(xiāng)民生工程不斷推進(jìn)，許多沿江、沿河城鎮(zhèn)都修建了橡膠壩，攔河造湖，形成美好的城市景觀。同時(shí)，又要新建跨河大橋，這就需要進(jìn)行，全面的防洪影響評(píng)價(jià)工作。河流斷面測(cè)量工作，是評(píng)估工作的重要環(huán)節(jié)，為流量計(jì)算，提供數(shù)據(jù)源。[12]

1 河流斷面測(cè)量

斷面測(cè)量分水上測(cè)量和水下測(cè)量。傳統(tǒng)測(cè)量方式，水上測(cè)量是依靠水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀等儀器設(shè)備，采集水上斷面三維坐標(biāo)信息；水下測(cè)量則依靠側(cè)測(cè)深桿、重錘、測(cè)深儀等設(shè)備，測(cè)量水深。傳統(tǒng)測(cè)量方式，對(duì)儀器和技術(shù)人員的素質(zhì)及觀測(cè)環(huán)境要求苛刻，難以提高工作效率，且精度較低，不能適應(yīng)大規(guī)模、快速工作要求。隨著多星座RTK技術(shù)的不斷成熟，利用RTK和數(shù)字測(cè)深儀相結(jié)合進(jìn)行河道斷面測(cè)量的方法，使得斷面測(cè)量工作效率倍增，大大節(jié)省了勞動(dòng)力，節(jié)省了支出。

2 RTK觀測(cè)特征及優(yōu)勢(shì)

目前，儀器制造工藝的進(jìn)步，RTK系統(tǒng)測(cè)量的精度大大提高，性能穩(wěn)定。國(guó)產(chǎn)RTK平面測(cè)量精度：±1cm+1ppm，高程測(cè)量精度±2cm+1ppm。完全滿足我國(guó)當(dāng)前工程測(cè)量相關(guān)規(guī)定。只要系統(tǒng)正常運(yùn)行，流動(dòng)站獲得固定解，即可一鍵式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，效率大大提升。操作簡(jiǎn)單，極大的減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，使測(cè)繪工作效率明顯提高。流動(dòng)站實(shí)時(shí)獲取三維坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)區(qū)實(shí)際情況，實(shí)時(shí)調(diào)整工作方案。為技術(shù)人員提供了一種全新的測(cè)繪工作模式。各測(cè)量點(diǎn)是相互獨(dú)立的觀測(cè)值，同精度，每個(gè)測(cè)點(diǎn)之間誤差不傳播，不累積。流動(dòng)站只需要衛(wèi)星信號(hào)和電臺(tái)通訊正常即可開展測(cè)量工作，自動(dòng)化程度高，一臺(tái)基準(zhǔn)站可配置多臺(tái)流動(dòng)站作業(yè)，作業(yè)半徑可達(dá)5～10km（地形地物不遮擋）。[35]

3 防洪斷面測(cè)量實(shí)例

3.1 測(cè)區(qū)概況

三水河流經(jīng)旬邑縣城，為營(yíng)造美好的城市景觀，旬邑縣在三水河修筑了多條橡膠壩，形成了城中湖。隨著交通壓力增加，計(jì)劃在7號(hào)橡膠壩上游約100米處，新修一座橋梁，聯(lián)結(jié)東西兩岸，這就需要對(duì)三水河防洪能力重新評(píng)估。從上游1橡膠壩把到下游G211大橋，全長(zhǎng)3.2km，寬度70～130m的河道進(jìn)行斷面測(cè)量。其中7號(hào)橡膠壩下游的420米，是天然河流，水量小，枯水期，測(cè)量人員可直接到達(dá)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)。1號(hào)橡膠壩到7號(hào)橡膠壩，長(zhǎng)2.8km河道為庫(kù)區(qū)，水深0.5～25m，需要小船搭載儀器進(jìn)行水下測(cè)量。三水河沿岸已有4個(gè)E級(jí)GPS點(diǎn)。平面坐標(biāo)為1980西安坐標(biāo)系，高程為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

3.2 防洪斷面測(cè)量

（1）方法選擇。7號(hào)橡膠壩下游，河道枯水期成為小溪，測(cè)量人員可徒步到達(dá)，采用RTK直接測(cè)量斷面信息。1號(hào)橡膠到壩7號(hào)橡膠壩是庫(kù)區(qū)，枯水期水深不超過(guò)25m，水流平穩(wěn)，可采用小船搭載RTK，配合測(cè)深儀，的方法進(jìn)行斷面測(cè)量工作。（2）作業(yè)工序。①現(xiàn)狀圖測(cè)繪。采用RTK快速測(cè)量河堤現(xiàn)狀圖。河岸兩側(cè)，測(cè)至堤上公路以上兩米處，平坦處外測(cè)十米寬度，河道內(nèi)的排水口、水工建筑，及下游的G211大橋，均應(yīng)在現(xiàn)狀圖上表示出來(lái)，且大橋必須詳細(xì)測(cè)量橋梁頂板、底板、橋墩的平面位置和高程，用于后期流量計(jì)算。②橫斷面測(cè)繪。下游的斷面，直接采用RTK測(cè)量，按照直線放樣的方法，依次測(cè)量斷面的變坡點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)的斷面線垂距不超過(guò)1米。1號(hào)號(hào)橡膠到7號(hào)橡膠，采用小船搭載RTK和測(cè)深儀，在庫(kù)區(qū)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量船行進(jìn)方向由測(cè)量人員根據(jù)RTK直線放樣模式指揮小船到達(dá)設(shè)計(jì)位置，偏離垂距不大于0.5m。RTK測(cè)量坐標(biāo)，測(cè)深儀測(cè)量水深，水深數(shù)據(jù)直接輸入到測(cè)點(diǎn)編碼信息中，一并存入RTK電子手簿中。每個(gè)測(cè)點(diǎn)必須獨(dú)立觀測(cè)2次，誤差不得超限。③縱斷面測(cè)繪。水下縱斷面是在橫斷面測(cè)量結(jié)束后，沿橫斷面，最低點(diǎn)布設(shè)，測(cè)量要求同水下橫斷面測(cè)量方法一樣，縱斷面每10m測(cè)量一個(gè)斷面點(diǎn)。將RTK高程和水聲數(shù)據(jù)，處理為河道底部高程數(shù)據(jù)。④圖形繪制。測(cè)量外業(yè)完后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)不合格斷面進(jìn)行重測(cè)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。數(shù)據(jù)成南方cass數(shù)據(jù)格式，采用Cass9.2軟件繪制測(cè)區(qū)現(xiàn)狀平面圖，標(biāo)注實(shí)測(cè)縱斷面位置圖，繪制各斷面圖。在Cass9.2中，用多段線依次連接斷面上的高程點(diǎn)，形成斷面線。本次共測(cè)得17條橫斷面和1條縱斷面。再根據(jù)Cass9.2的圖面高程點(diǎn)繪制斷面圖功能，繪制縱橫斷面圖，選取相應(yīng)的斷面線，設(shè)置合理的縱向比例尺橫向比例尺，是否繪制平面圖、斷面圖上高程值取位等重要參數(shù)，自動(dòng)繪制斷面圖。G211大橋已投入使用20多年，是此次評(píng)估工作的重點(diǎn)。在橋梁下方沿橋墩測(cè)量一條橫斷面，同時(shí)測(cè)量橋梁的頂板高程、底板高程和橋墩的位置及高程，繪制橋梁處的橫斷面圖，并繪制橋梁在該斷面上的縱剖面圖，將大橋處的橫斷面圖和橋梁的縱剖圖疊加成為G211大橋綜合橫斷面圖，直觀反映國(guó)道大橋斷面的情況，如下圖，為評(píng)估工作提供詳實(shí)的資料。整理各斷面的數(shù)據(jù)資料，整飾現(xiàn)狀平面圖，橫斷面圖、縱斷面圖，形成系統(tǒng)性資料，服務(wù)整個(gè)防洪影響評(píng)價(jià)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

RTK配合測(cè)深儀及Cass9.2成圖軟件等技術(shù)用于水利測(cè)量，使得防洪影響評(píng)價(jià)階段的測(cè)量工作自動(dòng)化程度大大提高.其精確高效的特點(diǎn)，使得生產(chǎn)成本大大降低，為防洪影響評(píng)價(jià)測(cè)繪工作提供了一種新的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]張偉，孫伯娜.基于雙線性內(nèi)插算法在水深斷面測(cè)量中的應(yīng)用[J].北京測(cè)繪，2011，4，7576.

[2]劉金芳.GPS RTK技術(shù)在河道大斷面測(cè)量中的應(yīng)用[J].珠江水運(yùn)，2015，14：4445.

[3]朱云峰，黎瑾慧.中小河道斷面測(cè)量技術(shù)探討[J].測(cè)繪空間地理信息，2015，9：208209.

[4]劉慶國(guó)，姜國(guó)林.淺談RTK技術(shù)在水利工程斷面測(cè)繪中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究電子版，2011：28.

[5]陳軍，陳永良，胡曉芙.淺談河道斷面測(cè)量及斷面圖的繪制[J].測(cè)繪空間地理信息，2013，6：221222.

作者簡(jiǎn)介：郭舜強(qiáng)，男，工程師，主要從事大地測(cè)量、工程測(cè)量與地理信息等相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施。