無棱鏡測量技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用探討

孫平

(遵義水利水電勘測設(shè)計研究院,貴州遵義 563100)

無棱鏡測量技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用探討

孫平

(遵義水利水電勘測設(shè)計研究院,貴州遵義 563100)

無棱鏡的測量技術(shù),多運(yùn)用于對水利工程橫斷面和地形圖的碎部測量,在水利工程建設(shè)過程中運(yùn)用的比較廣泛,特別是應(yīng)用于懸崖峭壁、危險滑坡體等不利于人員設(shè)置棱鏡的測量目標(biāo)時具有非常明顯的優(yōu)勢。本文通過對無棱鏡技術(shù)進(jìn)行深入的分析,并闡述其對水利工程的施工帶來的有利影響,確保水利工程施工效率的提高,使水利工程的運(yùn)行具有安全性和可靠性。本文重點(diǎn)對無棱鏡技術(shù)在水利工程應(yīng)用時起到的作用進(jìn)行分析,以提高了水利工程測量的準(zhǔn)確程度。

無棱鏡測量技術(shù) 水利工程 應(yīng)用 探討

在水利工程應(yīng)用的過程中,無棱鏡技術(shù)可以對水利工程的橫斷面和地形圖的碎部進(jìn)行科學(xué)的測量,確保了測量的精度,無棱鏡技術(shù)應(yīng)用于水利工程中可以充分體現(xiàn)出其價值,使水利工程在使用過程中有高度的安全性和可靠性,按照通常的測量方法,一般都是采用棱鏡的測量為主,以紅外光方法為輔的,在一整天可以完成1．5千米的測量,但是,如果在水利工程的測量工作中,能使用無棱鏡,則會使測量的流程得到簡化,測量的時間縮短,無棱鏡技術(shù)的使用,使水利工程的測量可以不用再到現(xiàn)場去選擇特征點(diǎn),也不用去放置棱鏡,節(jié)省了大量的人力和財力。

1 工程中的實(shí)際應(yīng)用

冉渡灘水庫是為了解決遵義市務(wù)川縣南部片區(qū)包括縣城在內(nèi)的5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)、工業(yè)、農(nóng)村人飲和農(nóng)灌用水以及利用富余水量發(fā)電等問題,而正在進(jìn)行勘測設(shè)計,準(zhǔn)備新建的一座中型水庫。工程總布置包括:水庫樞紐布置、輸水系統(tǒng)布置、灌區(qū)渠系布置；主要建筑物包括:水庫樞紐建筑物(有擋水建筑物、泄洪建筑物、取水建筑物、發(fā)電引水建筑物、發(fā)電廠房及主變場等)、輸水工程建筑物(有輸水管道、有壓隧洞及管橋等)、灌區(qū)建筑物(干渠、隧洞、倒虹管等)。該項(xiàng)目各類建筑物較多、路線較長,測量任務(wù)繁重,特別是約90Km的渠道帶狀地形圖和縱橫斷面測量,沿線有很多懸崖峭壁,給測量工作帶來較大困難,為此,采用無棱鏡技術(shù)對這些特殊路段進(jìn)行測繪,一方面可以減輕測量工作的勞動強(qiáng)度,提高效率降低生產(chǎn)成本,另一方面可以保障測量工作的安全,提高測繪成果的質(zhì)量。

2 水利工程地形圖碎部測量的主要方法

在控制網(wǎng)布置、測量以及平差完成后,碎部測量要考慮有(無)棱鏡模式適合的測量對象,通過測前試驗(yàn):在同時間、同測站、同環(huán)境對近百個目標(biāo)點(diǎn)不少于十次的測量結(jié)果精度進(jìn)行對比分析,根據(jù)《數(shù)字測繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收與質(zhì)量評定規(guī)范(GB、/T18316-2001)》按公式:(式中Xi,Yi及xi,yi分別為有棱鏡和無棱鏡測量的點(diǎn)位坐標(biāo)。)進(jìn)行計算測量點(diǎn)平面中誤差,評定地物測量點(diǎn)的平面精度,計算結(jié)果符合測量精度要求,可利用該儀器進(jìn)行本項(xiàng)目控制網(wǎng)的布置及數(shù)字地形圖的外業(yè)碎部測量。同時按

數(shù)據(jù)處理完成后接著進(jìn)行數(shù)字地形圖的繪制。這里可利用CASS諸如地籍測量等強(qiáng)大的功能成圖,并把無棱鏡測量成果轉(zhuǎn)換成圖塊,然后利用AUTO CAD插入到已有圖形中去,進(jìn)行更大范圍數(shù)字圖形的合并,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖的共享利用(調(diào)用、修改編輯、渠道三維數(shù)字建模、生成渠道地形圖、斷面圖等)。

3 水利工程橫斷面測量的主要方法

對渠道的斷面進(jìn)行選擇并進(jìn)行測量的方法主要是在渠道的中心部位用測量工具測量出渠道的長度,從渠道的起始部位開始,每相隔十米,進(jìn)行橫斷面樁的標(biāo)記,如果在間隔部位有重要的水利設(shè)備或者渠道具有一定的特殊性時,需要加強(qiáng)橫斷面的樁號。使用水準(zhǔn)儀,從第一控制點(diǎn)的測量部位一直到斷面的中樁部位,從而可以準(zhǔn)確地測量出不同的中樁的長度,從而繪制成一幅整體的圖紙,就可以測量出渠道的橫斷面的圖紙,然后對橫斷面在進(jìn)行第二次測量,在對橫斷面進(jìn)行測量的時候,通常會使用兩種比較常用的方法,第一種叫做實(shí)地的測量方法,從水利工程中樁的的橫斷面開始,測量出兩把直尺垂直相交部分的距離和高度差,將高度差整體成數(shù)據(jù),然后進(jìn)行橫斷面圖的繪制,此類方法要求施工人員要能到達(dá)橫斷面的特征點(diǎn)上,在我國幾十年前就出現(xiàn)的水利灌區(qū)中,經(jīng)常出現(xiàn)塌方的災(zāi)害,水利工程兩側(cè)的岸坡不能整齊地進(jìn)行排列,而且形狀也不規(guī)則,在對橫斷面的長度進(jìn)行測量時會有很多因素影響測量的準(zhǔn)確性,因此,這種方法的使用必須要進(jìn)行多次測量,然后將測量數(shù)值取平均值,這樣就浪費(fèi)了大量的時間。第二種方法是采用實(shí)地測量與儀器測量結(jié)合的方法,在地形比較平坦,地形作用不是特別明顯的區(qū)域,人們可以運(yùn)用實(shí)地測量的方法,可以增加測量的準(zhǔn)確度,在地形相對較為復(fù)雜的區(qū)域,可以采用儀器測量的方法,儀器測量可以對復(fù)雜的邊坡進(jìn)行準(zhǔn)確地測量。如果在對水利工程進(jìn)行測量的時候,發(fā)現(xiàn)水利工程的渠道兩側(cè)幾乎都是石質(zhì)的岸坡,而且坡度比較陡,一般坡度陡超過了60度,而且坡度的變化是無規(guī)律可循的,因?yàn)槭艿綇?fù)雜地形的影響,在測量過程中就會產(chǎn)生誤差,為了能夠有效地解決測量中存在的誤差問題,可以采用無棱鏡測量技術(shù)。

4 無棱鏡技術(shù)應(yīng)用于水利工程測量的分析

無棱鏡技術(shù)運(yùn)用于水利工程中,主要是運(yùn)用其相位法的原理,其產(chǎn)生的激光寬度不大,可以直接將目標(biāo)擊中,確保了在水利工程測量工作中的精確度,與棱鏡技術(shù)相比較而言,其具有明顯的優(yōu)勢,如果可以確定測量點(diǎn)的部位,就可以通過反射的介質(zhì),設(shè)備不用在測量點(diǎn)附近安裝,只要能夠確定測量點(diǎn),就可以建立三維的坐標(biāo)。無棱鏡技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于水利工程中,其具有準(zhǔn)確、快速的特點(diǎn),首先,無棱鏡技術(shù)的測量精度比較高,無棱鏡技術(shù)可以運(yùn)用到不同的范圍,在使用過程中覆蓋的范圍比較廣,可以覆蓋200米的范圍,在使用過程中可以產(chǎn)生紅色的激光,其光束的直徑比較小,可以直接對目標(biāo)進(jìn)行精確的測量。為了能夠使無棱鏡技術(shù)可以更好的運(yùn)用到水利工程中,一般在技術(shù)使用的過程中,使用3R級激光設(shè)備,這種激光符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),其安全性要比通常的2R級激光設(shè)備強(qiáng),3R級激光設(shè)別的使用可以使無棱鏡技術(shù)可以測量更大范圍的水利工程,其測量的范圍是2R級激光設(shè)備的2倍。

5 無棱鏡技術(shù)的特點(diǎn)以及其對水利工程應(yīng)用過程的分析

5.1 無棱鏡技術(shù)的特點(diǎn)分析

無棱鏡技術(shù)是一項(xiàng)能夠測量長距離的設(shè)備,并且具有精度高的特點(diǎn),其功能齊全并且操作流程比較簡單,由于無棱鏡技術(shù)的操作流程是以計算機(jī)菜單的形式展現(xiàn)出來,因此,能夠自動地對用戶所需要的動作完成,用戶可以按照自己的需求來設(shè)置,實(shí)現(xiàn)無棱鏡技術(shù)的全自動操作。無棱鏡技術(shù)運(yùn)用的是多臺計算機(jī)共同對程序進(jìn)行承載的工藝,在對水利工程進(jìn)行測量,對水利工程的站點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置的時候,都可以運(yùn)用計算機(jī)的編程技術(shù)。無棱鏡技術(shù)的測量運(yùn)用的原理是運(yùn)用相同軸線的可閑激光的相位移動進(jìn)行測量的,無棱鏡可以進(jìn)行長距離的測量,可以實(shí)現(xiàn)對500米大范圍的測量。

5.2 無棱鏡技術(shù)對水利工程的測量過程分析

(1)對渠道的測量分析。無棱鏡技術(shù)應(yīng)用于渠道的測量,可以提高測量的準(zhǔn)確度,渠道在測量出存在的誤差會導(dǎo)致引水流速的問題,會導(dǎo)致渠道內(nèi)基礎(chǔ)過多,嚴(yán)重了會導(dǎo)致水的倒流現(xiàn)象,因此,在測量過程中,應(yīng)該運(yùn)用無棱鏡技術(shù),提高測量的精度。

(2)對水利工程橫斷面的測量。測量架要應(yīng)該進(jìn)行整平對中的措施,將儀器放置在合適的位置,對測量站進(jìn)行設(shè)置,要將測量位置的坐標(biāo)進(jìn)行輸入,在設(shè)備的啟動界面進(jìn)行設(shè)置,將光標(biāo)移動到測量的部位,用導(dǎo)航進(jìn)行測量點(diǎn)的選擇,將光標(biāo)移動到相應(yīng)的位置,按F1進(jìn)入到操作界面,將后視點(diǎn)的序號輸入,在顯示器上會顯示出輸入的定向是否是正確的,如果不準(zhǔn)確,可以看出位置的偏差和高差。

6 結(jié)語

現(xiàn)在,我國的水利工程數(shù)量越來越多,要確保水利工程使用的安全性和可靠性,并且要提高水利工程的工作效率,就要對一些人員無法到達(dá)的危險地帶進(jìn)行準(zhǔn)確地測量,無棱鏡技術(shù)的使用可以很好解決測量誤差和安全性的問題,因此,對無棱鏡測量技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用進(jìn)行探討是很有必要的,無棱鏡技術(shù)可以運(yùn)用到不同的范圍,其在使用過程中覆蓋的范圍比較廣,可以根據(jù)測量任務(wù)的實(shí)際情況按照自己的需求來設(shè)置,實(shí)現(xiàn)無棱鏡技術(shù)的全自動操作。

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