工程測量新技術、新方法在水利施工中的應用

蔡范光

(江西省民盛水利建設有限公司，江西九江332005)

工程測量新技術、新方法在水利施工中的應用

蔡范光

(江西省民盛水利建設有限公司，江西九江332005)

水利工程測量如果不能將偏差控制在國家相關標準要求的范圍內，不但會直接影響到工程施工質量，甚至會出現安全責任事故，嚴重的甚至導致工程的重建。伴隨著科技的發展與社會的進步，大量的工程測量的新技術與新的方法被應用于水利工程建設中來。文章重點探討了GPS定位新技術、電子平板儀、數字地圖、全自動測圖儀在水利工程測量中的應用。

工程測量;水利工程;施工質量;GPS;工程建設

1 工程測量在工程建設中的重要作用

工程測量是指在工程項目建設的各個環節進行的測量工作，例如設計階段在進行工程設計時，實地進行考察，對重要位置的測量，主要是為工程建設提供準確、詳細的地形資料，保證工程建設的科學性與合理性;施工階段，在工程建設過程中，在建設各個建筑構件前，都要對構件所在位置進行測量定位，是施工順利進行以及施工及安全的重要依據;竣工驗收，在工程驗收期間，對于建筑物重要的構件的位置、尺寸進行測量，檢驗施工質量是否達到工程設計要求。

工程測量是水利、路橋、市政建設以及其他各種建筑物順利進行的前提與基礎。工程測量工作對工作人員的專業性要求較高，工作過程中需要多個人共同協助配合完成，涉及到的環節復雜繁多，任何一個環節出現的誤差都可能導致整個工程建設質量與安全［1］。

就水利工程而言，由于其多處于地理位置復雜，測量實施難度大的偏遠山區，或山嶺丘壑，進行工程測量時困難重重，且工作人員的人身安全還會受到威脅，因此，水利工程測量中使用新技術不但可以提高測量的準確性，簡化測量任務，降低測量工作的難度，保證的測量質量，還減輕了測量工作人員的心理壓力，保障了其人身安全，在水利工程建設具有重要的現實意義。

2 水利工程測量新技術介紹及應用

2.1 GPS定位新技術

GPS全球定位系統即導航衛星測量時和測距/全球定位系統。此系統是20世紀70年代由美國國防部研制的最新一代衛生導航與定位系統。此系統于20世紀90年代與24顆軌衛星結合在一起共同組成了實用的運行系統。此系統應用的原理為:地面上任何固定的或是移動的接收天線都可以接收到此系統連續向地面發射的信號，地球上所有地方可以在全天24 h任何時間里實現自動定位。

此系統除了可以滿足簡單的目標定位功能，還要通過收集到數據進行處理，得到高精度的定位，從而達到大地測量、攝影測量相類似的專業性要求較高的高精度測量。

GPS定位系統能夠被各個領域廣泛的應用，最大的優勢就在于其不受地理形態的限制，不受時間的限制，通過全天候的定位系統，利用接收機可以測算出地球上任何位置的三維坐標［2］。

GPS定位系統在水利工程測量中的應用是十分廣泛的。眾所周之，水利工程多處于深溝險壑之地，不但地形復雜、地勢險峻、地表植被茂密、野生動物遍布，通視條件極差，控制點密度較低，利用光學儀器進行控制測量則困難重重。

而GPS接收機不受地形條件、氣候條件的影響，還不受季節與時間的限制，就可以將準確、高效的完成控制測量與定位工作。

2.2 電子平板儀

電子平板儀主要由全站儀、便攜計算機組成的硬件和測圖工具構成的軟件兩部分。它是將全站儀所獲取的目標點數據傳輸給便攜機，數據可以直接在便攜機上得到處理，地形圖直接在便攜機上繪制出來。

平板儀測圖不但易于掌握，還節省了室內再次繪圖的時間，成圖的精度與速度也有效的提高了。打印機可以將外業采集到的數據與便攜機上繪制的地形圖直接的輸出，如果發現圖紙上存在偏差，還可以直接進行編輯修改，作業計算。電子平板儀的成圖為數字地圖，數據地圖的優點就在于編輯修改容易、成圖精度高、成圖速度快、成圖周期短。

水利工程建設對地形圖的精度與詳細度要求是十分高的，它除了要借助于現有的地圖資料外，還會要求每項水利工程都要一定數量不同比例的地形圖，然而，電子平板儀的使用將測制十分困難的地形圖大大的簡化了，它會通過全站義來采集目標點的數據，使用便攜計算機來處理計算機，無需手工讀數與記錄，無需圖板人工手繪。

全站儀憑借著其高精度、長視距的特性，可以非常容易的進行圖根點數量的增加與減少。除此之外，電子平板儀不受圖幅分幅限制，在進行測圖時，可以不用進行圖幅的拼接，可以將拼圖的誤差控制到最低［3］。

2.3 數字地圖

水利工程的設計與施工必須要在地形圖上完成規劃設計，確定每一個水利建筑物的坐標、高程、方位以及規模，水利工程中渠道、管道、水庫壩體的建設需要繪制方面斷面圖，在地形圖上需要確定水庫匯水面積、淹沒邊界線，以此來推算水庫建設的搬造范圍，還要利用地形圖進行水庫庫容的計算，完成庫容曲線的繪制。

數字地圖是由電子平板儀、全自動測圖系統和其他數字化設備共同完成制作的。全站儀主要是負責數據的采集，計算機主要是負責數據處理與數學地面模型的建立，并完成數字地圖的生成工作。

根據數字地圖與數字地圖模型的任意一點的平面坐標與此點的高程相結合，插繪等高線，完成斷面圖的繪制，進行水利工程中重要構件組成的規劃設計。利用計算機來處理數字地圖是計算機輔助設計在水利工程規劃設計中的典型應用，通過水利工程規劃設計軟件的使用，就可以完成數字地圖的設計。在測量水工建筑物時，如果將含有設計建筑物的數字地圖結合全站儀用于地圖上設計點三維坐標的測量時，只需要用鼠標點定數字地圖的設計點就可實現。從這個操作過程中，很容易看出，數字地圖在施工放樣中的應用，不必從圖紙上量取測設點坐標的數值，不但減少了工作量，還減少了人為的量取誤差。在操作過程中，數字地圖測設點數值的運算提取可以自動完成，放樣工作也同樣可以由計算機控制全站儀自動完成，自動化的工作方式可以極大的避免了人為誤差，還具有快速、準確的特點，提高了放樣精度，提高了放樣效率。

2.4 全自動測圖儀

全自動測圖儀實現的原理為，在攝影測量中，采用GPS輔助空中三角測量、多片影像匹配轉點、自檢校光束平差和自動粗差探測技術，利用數字影像將空間三維表面重新建立起來，此過程為自動化實現，并且數字模型和影像的正射糾正以及高線的影像圖、三維透視景觀影像都是自動生成的。

全自動測圖儀在水利工程建設中的使用，不但有效縮短了航測成圖的周期，簡化了外業航測作業，提高了航測效率，還保護了工作人員的人身安全，還可以完成短時間內布置下來的緊急測量任務。

3 結語

工程測量新技術與新方法的出現與被廣泛的應用，是工程技術發展的結果，也是社會發展的必然趨勢。作為工程測量人員，也應有這種危機感與緊迫感，應不斷的學習先進的、科學的測量技術與方法，并將這些新技術與方法應用到實際的測量工作中，不斷的提升自己的專業技能，為我國水利工程建設貢獻自己的一份力量。

［1］柳旭光，周志林.基于GPS-RTK在水利工程測量中的應用方法［J］.科技風，2013(10):91.

［2］賈喜梅.水利工程測量管理的不足與改進措施［J］.科技傳播，2010(23):57-58.

［3］刀金華.試析如何提高水利工程測量量水平［J］.科技創新與應用，2012(14):139.

U231.3

B

1007-7596(2014)05-0180-02

2014-01-08

蔡范光(1979-)，男，江西九江人，工程師。