解析水利工程施工測量技術

鄢文生

（盤縣水利局，貴州 盤縣 553537）

1 全站儀測量放樣技術

全站儀替代光學經(jīng)緯儀和電磁波測距儀的應用，是地面測量技術進步的重要標志之一。全站儀具有測量精度高，儀器的集成化、自動化和智能化程度高等優(yōu)點，為施工測量提供了極大的方便。已大量應用于各類工程的施工測量中。電子全站儀自動改正儀器軸系統(tǒng)差、自動歸化計算、角度測量自動掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差，實時測量三維坐標、自動記錄存儲、與電腦雙向數(shù)據(jù)通訊功能，為測圖和工程放樣向數(shù)字化發(fā)展開辟了道路。目前向全能型和智能化方向發(fā)展的電腦型全站儀都帶有豐富的軟件，可以直接進行程序測量、坐標放樣、導線測量、懸高測量、對邊測量、道路放樣、面積測量、高程傳遞、參考線放樣，故能提供高速高精度的觀測成果，又能高效、簡易地完成多種測量作業(yè)。帶電動馬達驅動和程序控制的全站儀結合激光、通訊及CCD技術，可實現(xiàn)測量的全自動化，被稱作測量機器人。為工程測量向現(xiàn)代化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。

2 數(shù)據(jù)庫技術與GIS技術

隨著測量數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的逐步自動化、數(shù)字化，測量工作者如何更好地使用和管理好長期積累或收集的大量測繪信息，更好地為工程建設服務，其最有效的方法是利用數(shù)據(jù)庫技術或GIS技術建立數(shù)據(jù)庫或信息系統(tǒng)。其目的是把大量的測量數(shù)據(jù)或信息進行科學的存儲，建立三維數(shù)字地形模型，提高測量數(shù)據(jù)利用率，減少重復勞動，以便于檢索、分析、分發(fā)和利用，實現(xiàn)管理和服務的科學化、現(xiàn)代化。將GIS應用于水利水電工程建設，虛擬顯示施工總布置三維全景，直觀反映各組成部分空間上和時間上的相互關系并實現(xiàn)各種信息可視化查詢、分析、統(tǒng)計計算，實現(xiàn)建筑物施工全過程動態(tài)仿真演示。以信息的數(shù)字化、直觀化、可視化為出發(fā)點，直觀清晰地描述復雜工程建設的施工動態(tài)過程，為全面、準確、快速地分析掌握工程施工全過程提供有力的分析工具，實現(xiàn)工程信息的高效應用與科學管理。

3 GPS定位技術

隨著GPS定位技術的出現(xiàn)和不斷發(fā)展完善，使測繪定位技術發(fā)生了革命性的變革，為工程測量提供了嶄新的技術手段和方法。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規(guī)地面定位技術，正在逐步被以一次性確定3維坐標的、高速度、高效率、高精度、大范圍的GPS技術所代替，同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間；定位方法已從靜態(tài)擴展到動態(tài)；定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經(jīng)濟建設的廣闊領域。碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。GPS接收機已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測量中得到廣泛應用。將GPS接收機與電子全站儀或測量機器人連接在一起，稱超全站儀或超測量機器人。它將GPS的實時動態(tài)定位技術與全站儀靈活的3維極坐標測量技術完美結合，可實現(xiàn)無控制網(wǎng)的各種工程測量。水電工程施工區(qū)域大，控制點傳算工作量大，精度衰減快；高山峽谷之中，山脈蜿蜒曲折，造成上點和通視困難；河流阻隔，致使交通不便，前后視須迂回前進。利用GPS RTK技術進行碎部點測繪與放樣不需要與基站保持通視，也勿需進行后視作業(yè)，誤差不累加，精度分布均勻，精度衰減每公里只有1mm，10～15km的作業(yè)半徑不需要設置過渡控制點，更長距離的測繪可通過設置中繼電臺轉發(fā)電測波解決。大幅度地提高工作效率。

4 程序型計算器輔助計算技術

CASIO fx-4800P/fx-4500PA以其功能強大、經(jīng)濟實惠、方便攜帶的特性受到了各行各業(yè)工程技術人員的歡迎，尤其是測繪方面的技術人員進行工程放樣計算的有力工具。水利水電工程龐大而復雜。工程細部的放樣往往牽涉到幾十個公式的數(shù)學計算，尤其是在施工現(xiàn)場，嚴寒、酷暑、噪音、灰塵很難讓人時刻保持清醒的頭腦，計算的速度和結果的正確性大打折扣，嚴重影響放樣的質量和效率。利用編程計算器事先編制好所需放樣部位的計算程序，在施工現(xiàn)場最多只需輸入測點三維坐標X，Y，Z的數(shù)據(jù)即可迅速計算出所需要的放樣數(shù)據(jù)，結果準確率大大提高。全站儀實現(xiàn)了測點坐標的隨測隨得，編程計算器實現(xiàn)了放樣數(shù)據(jù)的即輸即得，大大加快了工程放樣的速度。

5 數(shù)字化測繪技術

大比例尺地形圖和工程圖的測繪，是工程測量的重要內(nèi)容和任務。常規(guī)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作，同時還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長，產(chǎn)品單一，難以適應飛速發(fā)展的現(xiàn)代化工程建設的需要。把野外數(shù)據(jù)采集的先進設備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結合起來，形成一個從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統(tǒng)。實現(xiàn)大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖，也可提供電子數(shù)據(jù)，為專業(yè)設計自動化，建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎地理信息系統(tǒng)打下基礎。數(shù)字化成圖技術在現(xiàn)代工程中的應用不僅提高了工作效率，并保質保量提交成果，僅內(nèi)業(yè)制圖部分可節(jié)約經(jīng)費50%，節(jié)約時間60%。

6 AtuoCAD輔助設計技術

計算機輔助設計（Computer Aid Design簡寫CAD）是20世紀80年代初發(fā)展起來的一門新興技術型應用軟件。如今在各個領域均得到了普遍的應用。它大大提高了工程技術人員的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp語言，可以編制一些常用的計算程序，得到定制的計算結果。在水利水電工程上有許多體形復雜的計算，尤其是各種不同體形銜接處的相交線，需要用空間解析幾何的方法解算。單靠計算器手工計算，非常繁瑣，工作量大，準確性也不好保證，利用AutoCAD建立數(shù)字化模型，執(zhí)行點坐標查詢功能就可以了。也可以對所編寫的程序的計算結果進行正確性驗證。AutoCAD的特性提供了測量內(nèi)業(yè)資料計算的另外一種全新直觀明了的圖形計算方法。另一方面是各種工程橫斷面、縱斷面圖的繪制，以及斷面面積的計算和其它一些需要的圖紙的繪制。從而大大減輕我們內(nèi)業(yè)的工作強度和工作量。

7 數(shù)字攝影測量技術

攝影測量技術由于可以提供實時的3維空間信息，無需接觸被測物體，以及野外工作量少、效率高和成果品種多等優(yōu)點，具有廣泛的應用前景。隨著全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的應用，攝影測量的產(chǎn)品將從影像圖、線劃圖向數(shù)字化系列產(chǎn)品——4D產(chǎn)品轉化。產(chǎn)品應用與服務領域更廣，并為建立各類專業(yè)信息系統(tǒng)和基礎地理信息系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)保障。在水利水電工程，利用數(shù)字攝影測量技術可以迅速獲取制作大比例尺影像圖、地形圖、立面圖、等值線圖和斷面圖圖庫，建立DTM（數(shù)字地面模型）和DEM（數(shù)字高程模型）模型數(shù)據(jù)庫，建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)庫。檢查陡坡地段的開挖質量和工程竣工部位的形體資料，記錄工程在施工過程中各個項目地理地貌信息，形成各種數(shù)字信息產(chǎn)品，并可通過網(wǎng)絡方便快捷、及時地提供給各個部門使用。

8 工程測量數(shù)據(jù)處理技術

隨著傳統(tǒng)測繪技術向數(shù)字化測繪技術轉化，工程測量領域技術的發(fā)展趨勢和方向是：測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化、實時化、數(shù)字化；測量數(shù)據(jù)管理的科學化、標準化、規(guī)格化；測量數(shù)據(jù)傳播與應用的網(wǎng)絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數(shù)字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中，并發(fā)揮其主導作用。

9 結束語

科學技術的新成就，電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術的發(fā)展與應用，以及測繪科技本身的進步，為工程測量技術進步提供了新的方法和手段；水利水電工程施工測量技術的面貌也發(fā)生了深刻的變化。施工測量的速度與準確度得到了空前的提高。

[1]馮志中，荊永明，趙勝利.淺談GPS高程測量技術在水利工程測量中的應用 [J].內(nèi)蒙古水利2003-12-30.

[2]唐文宣.新議水利工程施工技術測量[J].中國建設信息，2009-10-23.