水利水電工程測量新技術研究

吳東明 孟坤 莫振鐸

摘 要：科學技術的飛速發展給工程測量的發展帶來了新的發展機遇，使得在工程測量工作中，多種技術間互相滲透、互相促進。水利水電工程測量技術的新發展，對于提高水利水電工程質量發揮著舉足輕重的影響。本文對水利水電工程測量新技術進行了研究。

關鍵詞：水利水電工程；測量新技術；數字化

數字化和信息化的時代，科學技術的突飛猛進給工程測量的發展帶來了新的機遇和挑戰，它已將當前測繪工作的核心技術很好地利用于工程測量的工作中，使得它的技術不是單一的，而是多種技術間互相滲透、互相補充、互相促進。水利水電工程測量技術的新發展，對于提高水利水電工程質量發揮著舉足輕重的影響，對于促進我國水電水利工程的發展有重大的意義，需要引起足夠的重視。下面筆者結合多年的工作經驗，對水利水電工程測量新技術進行探討，供同行參考。

1 CAD （計算機輔助設計）技術

CAD （計算機輔助設計）技術產生于二十世紀50年代后期，它伴隨著計算機硬件軟件技術的發展而迅速普及。目前，CAD技術和系統在我國水利水電勘測設計行業有了飛速的發展，應用迅速普及。傳統的手工繪圖、計算不能滿足其任務要求，利用CAD技術，可以極大地改善勘測設計條件。在水利水電勘測設計行業實現了計算繪圖與測量的一體化，從數據錄入到輸出都是在自動化軟件的管理下進行，在計算機之間或計算機與設備之間以數據流的形式交流，實現了無紙化辦公，自動化計算，不但極大地提高了效率，還避免了人為的錯誤。面對日益復雜與苛刻的勘測設計工程，CAD技術發揮的作用將會也來越大。它的發展已經和水利水電勘測設計行業的發展息息相關，這兩項是相互促進的。水利水電勘測設計行業未來是要求朝著標準化、協同化、精細化方向發展。以計算機智能管理操作為基礎的CAD將為實現這一方向起到不可替代的支撐作用。

2 GIS技術

GIS是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興邊緣學科。從20世紀60年代至今只有短短的四十多年的時間，但已經成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺成為地學空間信息顯示的基本手段與工具。其技術優勢不光在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用采用GIS、數據庫、內外一體化測圖、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術，為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息，以建立各類專業信息系統，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。

3 GPS定位技術

GPS是以衛星為基礎的無線電衛星導航定位系統，它具有全能性、全球性、全天候、連續性和實時性的精密三維導航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此，GPS技術率先在大地測量、工程測量、航空攝影測量、海洋測量、城市測量等測繪領域得到了應用，并在軍事、交通、通信、資源、管理等領域展開了研究并得到廣泛應用。近年來，GPS高精度的定位技術在工程測量領域得到了廣泛的應用，它的突出優點有以下幾點：GPS設備操作簡便，不需要太多的專業知識。它重量輕，體積小，所帶來的后勤壓力也小，減少了測繪人員的勞動強度。觀測站選址靈活，不需要通視，減少了觀測站的數量，也就減少了測量工作的經費和時間。幾乎不需要人工計算，定位精度高，減少了計算失誤率。隨著基線的加長，其定位相對精度就越高，這是人工觀測不能比擬的。GPS觀測成果同時提供了三維坐標。在測量經緯度的同時，也測量了所處地的高度，這就為研究大地水準面的形狀和地面點的高程開辟了新途徑。GPS觀測設備能全天候作業，一般不受天氣條件限制，突破了光學觀測的局限。

4 地圖數字化技術

在建立各種GIS系統時，對原有地圖進行數字處理，在建庫工作中占據了相當大的工作理，各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙質地圖，若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數字化儀將其輸入計算機，經編輯、修補后生成相應的數字化圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器，手扶跟蹤數字化儀工藝流程為硬件連接分圖開定向數據采集僵形編輯僵形輸出。掃描儀數字化儀的工作流程為原圖掃描僵形糾正僵形定向戶原圖矢量化僵形編輯僵形輸出。利用掃描矢量化技術進行地圖數字化是提高數字化質量與速度的必由之路，針對大比例尺地形圖，大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真對地圖進行數字化處理。

5 遙感技術

遙感技術由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛星影像成周期性重現以及獲取資料快速等特點，被廣泛應用于水利水電勘測設計與測量工程中。遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息，較為全面的反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態，成為了研究區域構造格架，確定斷裂體系及活動性以及評價工程及其周緣地區的構造穩定性所必不可缺的參考資料。在大型水利水電工程庫區岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體等易出現問題的地帶進行監測與調查中，應用遙感技術利用航衛片或彩紅外片進行地質解譯，結合野外的現場觀察，可以方便快捷的判定該地區的地質活動強度與穩定性。利用遙感影像，特別是彩紅外影像進行巖溶及巖溶水文地質調查有其特殊的優勢，像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現象，而且還可以充分利用和其它介質紅外光譜的差異，判斷地下水的分布和泉水分布等。中小比例尺地質圖可以用遙感成圖取代常規地質測繪，建筑物及其它重要地區大比例尺工程地質圖優先考慮遙感成圖，以節約測繪時間，提升工作效率。

6 數字攝影測量技術

數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品。全數字攝影工作站的出現，加上GPS技術在攝影測量中的應用，使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進。隨著全數字攝影測量系統的應用，攝影測量產品已經從影像圖等向4D產品轉化，為建立各類專業的信息系統和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。近景攝影測量或非地形攝影測量技術已被廣泛應用于文物、考古、園林、古建筑等的測繪，建筑物形變、滑坡等的監測，計算機視覺、機器視覺及機器人視覺等視覺科學，在工業上被應用于對流水生產線上移動零件或產品的監測。

總之，水利水電工程測量技術的發展，提升了水利水電行業工作效率，提升了工程測量的準確率，減輕了工作人員的勞動強度，極大地促進了水利水電勘測事業的發展。

參考文獻

[1]劉平；水利工程測量的應用技術分析[J]；河南水利與南水北調；2012年14期

[2]付春光；淺談水利工程測量中新技術的應用[J]科技創新與應用；2013年07期