關于提高水利工程施工技術和測量質量的思考

【摘要】在航空攝影測量過程所生成的像片，可以正射投影糾正產(chǎn)生正射像片，正射像片不僅保留像片內容豐富的優(yōu)點，同時兼具地圖精確位置的特性，如果再加入相關線畫符號，將是地情信息的甚佳表現(xiàn)方式。利用航空攝影測量對測量區(qū)進行全區(qū)航測作業(yè)，可較快速并全面性得到測量區(qū)內任一位置的地理信息。本文將結合實際，對航空攝影測量在水利工程施工技術和測量中的應用進行探討。

【關鍵詞】水利工程；施工技術；測量；質量

水利工程由于工程特性及特殊條件，常對工期造成嚴重的影響，與時程延遲相關的包括以下幾項：（1）興建工期長；（2）需配合的第三人因素眾多；（3）水利工程涵蓋范圍廣大；（4）受天候因素影響大。水利工程施工階段所產(chǎn)生的延遲原因眾多，承包商面對延遲問題的解決仍有不足的地方，而如何提高水利工程施工技術與測量質量也是非常重要的。

一、航空攝影測量技術的概述

航空攝影測量是利用飛行器為載具裝設航空照相機對地面拍攝像片，再以攝影測量學的原理及立體測圖儀，將像片組成立體模型，以從事各種地圖測繪及地物判讀的工作。航空攝影測量的優(yōu)點為迅速且經(jīng)濟，為完成理想的航空攝影測量工作，必須先擬定完整的航照計劃，并依據(jù)航照計劃的設定布設地面控制點、完成空中攝影、進行立體測繪、正射投影糾正及數(shù)值地形數(shù)據(jù)的處理等工作。由于空中攝影會因航線偏流、偏向、航高變化、地形起伏變化而引起航帶間的空隙，因此航線規(guī)劃必需考慮到鄰接航帶間適度的左右重疊問題，以防航帶間發(fā)生空隙。

攝影時使照片比例尺產(chǎn)生變化的因子為航高與地形起伏，地形起伏與航高不一均足以引起立體覆蓋不足，比例尺變化也影響到像片的涵蓋面積，當航高保持不變，但地形卻延著航線升高，這會造成兩種影響：（1）如果攝影采固定的攝影時間間隔。（2）當?shù)孛娓叱淘黾訒r，像片的涵蓋面積將變小，左右重疊逐漸變小。第一種可經(jīng)由攝影機的檢視儀來調整時間間隔，也即調整對地同步速度以保持一定前后重疊度；第二種影響則需調整航線的間隔，使地形較高處有適當?shù)淖笥抑丿B。航測作業(yè)程序中，如何建立良好的地面控制是一件重要的步驟。建立航測作業(yè)的地面控制所需的經(jīng)費常占全部經(jīng)費的20～50%。由于完成的數(shù)值地形圖精度不可能優(yōu)于地面控制，因此航測標的布設與測量應小心規(guī)劃與實行。

二、航空攝影測量技術在水利工程測量中的應用

早期的航空攝影測量方法，可使用具有共同重疊區(qū)的立體像對的兩張空照的像片經(jīng)立體鏡的輔助來進行人工的像片判讀 （Photo Interpretation），在組成的立體光學模型中，呈現(xiàn)在觀測者眼前者為一經(jīng)特定比例尺縮小后的攝影地區(qū)實景立體模型，可供獲取所需的數(shù)據(jù)與信息。這些立體判讀器材重量輕，可供不同用途與場合的選擇應用。

使用模擬像片在精密光學電子組件裝配而成、并裝配有計算機輔助作業(yè)的解析制圖儀器上，以人工進行像片判讀與計算機輔助數(shù)據(jù)測繪編碼儲存，使用計算機與相關的電子組件來進行各式計算 （如方位計算）、模型重組、DTM 掃瞄、數(shù)值測圖與編輯、伺服馬達傳動控制等各式的航測作業(yè)與硬體操控。使用數(shù)字影像在數(shù)值攝影測量工作站上，以人工進行影像判讀與數(shù)據(jù)測繪，以手輪 （hand wheel）、腳盤 （foot disk）、腳踏板供立體制圖用。正射投影 （Orthographic Projection） 為地表上任一點均垂直投影于參考面上的投影方法。一般使用的地圖即地表經(jīng)正射投影于一參考基準面后，再將比例尺縮小而得。正射像片是以連續(xù)色調的像片影像取代傳統(tǒng)的地圖符號表示方法，并以微分糾正的方法消除像點的高差移位與傾斜移位。

三、案例分析

遼寧地區(qū)某2級堤防加固工程主要工程內容有：①背水側堤身土方培厚及堤頂土方加高；②迎水側砌石護坡拆除；③迎水側砌石護坡重建；④新建堤基裂隙黏土高壓擺噴截滲墻；⑤新建堤頂混凝土防汛道路；⑥新建堤頂混凝土防浪墻。土料場土質為中粉質壤土，平均運距為2 km。施工過程中發(fā)生如下事件：事件一：土方工程施工前，在土料場進行碾壓試驗；高噴截滲墻工程先行安排施工，施工前也在土料場進行工藝性試驗，確定了灌漿孔間距、灌漿壓力等施工參數(shù)，并在施工中嚴格按此參數(shù)進行施工。事件二：高噴截滲墻施工結束后進行了工程質量檢測，發(fā)現(xiàn)截滲墻未能有效搭接。通過運用航空攝影測量技術對水利樞紐工程施工技術和測量。

利用解析制圖儀將所測量的地形點以坐標形式紀錄，從而應用于計算機作業(yè)，配合地理信息是統(tǒng)，提供各方面信息的利用，同時所得的數(shù)據(jù)為數(shù)字數(shù)據(jù)，可方便達到數(shù)據(jù)共享的目的。結合航空攝影測量所獲得的圖形數(shù)據(jù)、地形坐標數(shù)據(jù)，可建立完整的區(qū)域性地理資源管理是統(tǒng)。一個航帶圖，必須要有高程控制點以及平面控制點，而影像之間必須要有連接點來加以輔助，空中三角測量就是在決定提防加固工程測量中這些連接點的地面坐標（X，Y，Z），來判斷其絕對位置。在討論像片之幾何性質時，通常采用的是三維的直角坐標系統(tǒng)，如果將二維坐標之航空像片轉為三維坐標，則需要用到像片中心、像點坐標及內、外方位..等相關參數(shù)。因此進行航空攝影測量時，所以如何取得像片之內、外方位信息，進而使用精確的坐標系統(tǒng)，則扮演了重要的角色。立體測繪是以像片為基礎，進行測量計算，其質量好壞將直接影響立體測繪的精度，故航測像片的質量必須詳加考慮并控制。影響像片質量，大致有底片變形、鏡頭畸變差、地球曲率、大氣折光等因素，這些影響可在解析測圖儀做立體測繪時以數(shù)學模式修正之。

四、結論

因此，通過理論的解析，如能對于各項誤差來源加以分析，導引出相對的改正方程式，則可加入誤差方程式中降低或消除此誤差的影響。但相對其附加參數(shù)的增加，也將增加計算的復雜性。立體測繪作業(yè)是以空中三角測量所得的模型控制點為基礎，進行地形地物的測量。因此空中三角精度將影響立體模型的好壞，以致影響地形數(shù)據(jù)質量。