現代測量技術在德江觀音灘水庫工程中的綜合應用

賀立捧

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽550000)

0 引 言

德江觀音灘水庫工程位于德江縣龍泉鄉敖家河河段，位于E107°56′～108°07′，N28°09′～28°16′。項目測繪工作主要主要為設計、水文、地質、移民專業提供測繪資料，內容包括:GPS 控制測量，河道縱橫斷面測量，1∶500 地形圖測繪，1∶500 丘塊圖，1∶2 000地形圖測繪等。工作任務繁重，工期緊張，河道兩岸山地陡峭的灌木林、陡崖，工作難度大，且存在安全隱患。

結合項目情況，若采用傳統的測繪方法很難在規定的工期內，高質量地完成測繪工作的各項任務，因此工作組決定采用GPS 控制網擬合高等級水準點取代常規水準測量，大比例尺地形圖及丘塊圖采用數字化攝影測量、動態GPS 及常規儀器野外測量相結合的方法進行，與傳統常規測量相比，在多方面進行了改進，以提高測繪產品質量、提高工作效率與克服地理環境因素影響的，保質保量的完成本次測繪任務［1］。

1 資料收集與分析

通過對該區域已有成果成圖資料的收集、分析、評價，可利用資料見表1 ～2。

表1 收集已有資料成果表

表2 已知點成果表

經現場核查，以上已知點標識都保存完好，可供使用。

2 現代測量技術在項目中的綜合應用

2.1 控制網布設

2.1.1 平面控制網

平面控制利用德江C 級控制點GPS3、GPS5 作為觀音灘水庫工程控制網的起算點，建立覆蓋整個測區的GPS 首級控制網，編號為:GP01……GP30，均采用刻石造標，坐標系采用1954 年北京坐標系，中央子午線為108°。外業觀測時間為65 min為一個時段，數據轉換為通用格式，采用Ash-tech solutions軟件進行數據處理。觀音灘水庫工程工程GPS 由34 點(含2 個C 級點、2 個二等水準點與30 個新增控制點)，117 條基線邊組成，經GPS 解算后，115 條基線解算通過，2 條基線局部局部解算，禁止該兩條基線參與控制網平差，其中最長邊為8025m，最短邊為176 m，GPS 測量相對定位成果符合以下要求:

1)數據點的高度角＞15°。

2)基線解中距離殘差的標準差≤30 mm。

4)異步環和同步環各坐標分量閉合差應滿足規范規定的要求。

5)最弱點GP24、GP25 相對精度為27 mm，最弱邊GP14-GP12 相對中誤差為1/154791，小于規范要求1/40000。

2.1.2 高程控制網

由于地形復雜，工期緊張，且適逢寒冬，給常規水準測量帶來了較大的困難，工作組決定先采用GPS 高程作為項目區的高程控制網。通過野外踏勘，決定將思德Ⅱ-13、Ⅱ-17 國家二等水準點聯測到GPS 控制網中，兩個二等水準點加上兩個聯測有四等水準的C 級點，在控制網中分布合理，能夠較好的內插出區域內高程異常值，從而保證較高的GPS高程控制網精度。經GPS 解算平差后，控制網精度完全能夠滿足設計規劃階段精度要求［2］。

2.1.3 圖根控制測量

此次大比例尺成圖及丘塊測量都是采用數字攝影測量技術、動態GPS 與常規測量聯合作業進行，因此對圖根點的布設仍然存在一定的要求，而采用傳統的導線測量方法布設，既耗時又費力，且存在累積誤差。

動態GPS 技術在圖根測量方面的應用，早已得到驗證，且精度高于常規導線測量，因此本項目中，所有圖根點的布置都采用動態GPS 進行，且在地面用油漆做好標記，以供檢核與使用［3］。

2.2 大比例尺地形圖及丘塊測量

2.2.1 1∶500 地形圖

因搜集到航片在時相及空間分辨率方面都尚不能滿足1∶500地形圖的測量的精度要求，為了保證精度，壩區1∶500地形圖測量采用全野外數據采集方法進行。采用動態GPS、徠卡全站儀(TC407)、托普康全站儀(GPT3002LN)半自動化采集系統進行作業。標識地物、地貌、數據屬性的代碼設計與國家標準統一，具有科學性，可擴性、通用性、唯一性、統一性。細部點坐標測量采用極坐標法，量距法和交會法等。設站時，儀器對中誤差＜3 mm，定向點與檢核點的平面位置誤差＜圖上0.15 mm，檢核另一測站點(或其他控制點)高程較差＜1/6 基本等高距，即16.7 cm。

用繪制草圖的數字化成圖系統，在采集數據的現場，實時、詳細地繪制草圖，注明單位名稱和山名、地名;采集的數據時測距邊最大長度地物點＜160 m，地形點小于300 m嚴格按照規范要求;實地對采集的數據進行檢查，刪除錯誤數據，并對錯漏數據進行補測，超限的數據進行重測。由于上壩址地形較為復雜，陡崖測量難度極大。

在對人力難以到達的陡崖，采用托普康全站儀(GPT3002LN)的免棱鏡功能進行數據采集，但在數據采集過程中尤其強調儀器與陡崖成垂直關系，或者多角度對陡崖進行數據采集，以便對陡崖進行修正，以保證其準確度。

內業利用南方測繪儀器公司研制的數字化成圖軟件CASS7.1 進行內業數據處理，基本等高距為1 m，數據文件的格式具有通用性，便于轉換。提供給用戶使用。具體技術要求按《500、1∶1 000、1∶2 000地形圖圖式》GB/T20257.1-2007 執行。

2.2.2 1∶2000 地形圖測繪

根據判斷，在測繪資料檔案館收集到的航空攝影相片能夠滿足繪制測區1∶2 000地形圖的要求，因此確定采用數字攝影測量的方法進行測區1∶2 000地形圖的繪制。

嚴格按照規范要求進行像控，影像裁切拼接，內定向，絕對定向，編繪成圖。由于航片拍攝時間較早，因此部分區域存在地物地貌的變動，因此數字攝影測量成圖之后，為了保證地形圖質量，工作組組織了野外調繪，對變動的地物地貌及航偏上不能體現的地物進行實地調繪。

2.2.3 丘塊測量

根據前文所述GPS 控制網，采用動態GPS 沿庫區作加密控制點后進行淹沒實物指標測量，使其高程及平面精度滿足丘塊圖測量要求。

在測量過程中，嚴格按照規范要求進行，保證測量工作的精度，用繪制草圖的數字化成圖系統，在采集數據的現場，實時，詳細地繪制草圖，注明丘塊號、村組戶名。

內業利用南方CASS7.0 成圖系統進行數字化成圖，數據文件的格式具有通用性，便于轉換。具體技術要求按GB/T20257.1-2007《國家基本比例尺地圖圖式第一部分1:500、1:1000、1:2000 地形圖圖式》;GB/T14912—2005《1∶5001∶10001∶2000外業數字測圖技術規程》嚴格執行。

在成圖過程中發現，對于問題及時發現并及時處理，通過實地檢查，及時補測，在現場解決問題，提供給用戶合格的產品。施工區紅線范圍由我院施工設計院人員提供，施測時采用RTK 進行施測。淹沒區占地范圍涉及到兩個鄉鎮和國有河流沙灘，占地面積依次為龍泉鄉148.26 hm2，煎茶鎮31.1 hm2，國有河流沙灘20.66 hm2。

樞紐區除了石料場、砂石加工系統、備料堆場及附屬公路位于龍泉鄉八一村和居池壩村交界位置，大部分占地主要集中在壩址附近，涉及到龍泉鄉良家壩村和八一村。

2.3 斷面測量

為了滿足水文專業的要求，我們進行河道縱橫斷面測量及洪痕點調查。我們對整個庫區按照相關規范及水文的要求進行河道縱橫斷面測量，河道橫斷面測量位置由水文專業人員在1/1 萬地形圖上劃定，共計44 條橫斷面;河道縱斷面測量按照水文的要求測至相應位置，河道縱橫斷面的外業測量和內業計算、繪制按照《水利水電測量規范》相關技術規定執行。以上河道資料已提供水文專業人員使用，精度及密度均滿足要求。

3 結 語

隨著社會經濟的快速發展，科學技術水平的不斷提高，我國也愈加重視水利工程的建設，并且投入引也有了明顯的增加，水利工程測繪設計、硬件設施、軟件技術等方面均得到了一定的發展，水利工程測繪不但面臨著新的挑戰也帶來了新的機遇，促進了水利工程建設的新發展。

在水利工程測繪工作中，一定要加強其嚴謹性，進而對硬件設施的要求也在提高，軟件技術也要提供更加全面、準確的支持。實踐證明，在保證測繪精度的前提下，在項目中應靈活使用現代技術與原常規測量方法，相互促進，相互補充，靈活運用，大膽創新，不僅可以大大提高了圖形的精度和產品質量，也提高了工作效率，降低了勞動強度，擁有了可觀的經濟效益。

［1］陳曉紅.時期下水利工程中GPS 測繪新技術的發展及作用研究［J］.科技致富向導，2012(12):78-79.

［2］黎晶晶，紹才，振華.GPS 在水利工程中的應用現狀及問題分析［J］.農村經濟與科學，2011(05):42-43.

［3］王國慶.新時期水利工程中GPS 測繪新技術的發展及作用研究［J］.水利工程，2013(10):156-157.