數(shù)字化測繪技術在水利工程測量中的應用研究

劉怡清

摘 要：當前，依托于計算機技術與網(wǎng)絡技術的數(shù)字化技術在各應用領域中均有所普及，數(shù)字化、智能化的設備儀器變得愈加重量輕、體積小，同時其定位也愈加準確，基于這樣的優(yōu)勢與特色，水利工程嘗試將其應用到水利工程的測量值中，以實現(xiàn)測繪自動化的發(fā)展目標。本文試對數(shù)字化測繪技術于水利工程測量之中的應用狀況進行分析與研究。

關鍵詞：數(shù)字化測繪技術；水利工程；工程測量；應用效果

中圖分類號：TV211 文獻標識碼：A

既往對交通項目、建筑工程、水利工程的測量，主要使用傳統(tǒng)測量技術，這種測量工作需要耗費大量的物力與人力，記錄數(shù)據(jù)需要使用大量的文本，不僅很容易散失，更容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)混淆，導致計算出錯，影響測量的最終結果。而在進入21世紀后，測量技術隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展愈加的智能化和多樣化，水利工程測量甚至在近些年來呈現(xiàn)出數(shù)字化的發(fā)展趨勢。目前，我國水利工程所使用的數(shù)字化測量技術主要有網(wǎng)絡通信數(shù)字化測量技術、全球定位系統(tǒng)數(shù)字化測量技術以及地理信息技術數(shù)字化測量技術，這些技術均有非常廣泛的應用范圍，即將其用于水利工程測量，將會大大提高測繪質(zhì)量與測繪水平。

一、優(yōu)勢特色

（一）測繪精度高

相較于傳統(tǒng)測繪技術所使用的手繪成圖方式，數(shù)字化的測繪技術可以借助計算機軟件獲得精度較高的成圖，測繪人員進行在外作業(yè)時可以借助工作站對水利工程進行區(qū)域性測量，減少了大范圍區(qū)域性測量對人員數(shù)量的需求，其數(shù)據(jù)收集是24小時不間斷的，這大大減輕了測量人員的工作量。事實上，當前許多測繪站都可以收集水利工程的三維坐標，數(shù)據(jù)收集后可以自動存儲在計算機中，再經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)將匯集而來的數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖芯克羞M行分析，如此可以使在外測量作業(yè)完成得更加高效。

（二）智能化加工

相較于傳統(tǒng)的手工繪圖方式，數(shù)字化的測繪技術更具有現(xiàn)代化特色，可以借助計算機及其配套軟件對測量所得的各種要素與數(shù)據(jù)進行智能化的加工，經(jīng)過加工的數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換成各種各樣的圖件產(chǎn)品，用以滿足測量人員對數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的各種應用性需求。

（三）數(shù)據(jù)反饋直觀化

相較于傳統(tǒng)的純數(shù)據(jù)式信息反饋，數(shù)字化的現(xiàn)代測繪技術在數(shù)據(jù)反饋上更加直觀，只需要利用多媒體技術便可以展現(xiàn)出測繪對象的具體影像，測量人員可以做到對被測量對象的全面了解，而不必像使用傳統(tǒng)測繪技術那樣還需要對數(shù)據(jù)進行分析與多重加工才能獲得勉強可以利用的結果。

（四）保管安全

數(shù)字化產(chǎn)品的一大特點就是保管，其特殊的保存介質(zhì)可以避免外力帶來的損傷與變形問題，測量人員可以重復使用數(shù)字化產(chǎn)品。而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)多以紙質(zhì)形式保存，易發(fā)生重復或變形等問題，使用次數(shù)過多會出現(xiàn)損傷，無法多次重復使用。

二、具體應用

（一）數(shù)字化原圖技術

利用這種技術可以將大比例尺的原圖通過矢量圖掃描儀錄入到電腦中，再借助數(shù)字化軟件將測量所得的數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)化為數(shù)字地形圖，在短時間內(nèi)得到準確性較高的結果圖。需要注意的是，就精確度而言，數(shù)字化測繪的原圖與結果圖二者之間存在一定聯(lián)系，水利測量過程中不可避免地會產(chǎn)生 一定程度的誤差，最終獲得的結果圖與原圖之間也存在著一定差異，借助數(shù)字化測繪技術生成的相關圖紙致使在反映各種地形地貌時缺乏足夠的現(xiàn)勢性，若要獲得更加精確的結果，需要對水利工程進行實地補測，或?qū)y量結果進行修改。

（二）數(shù)字化成圖技術

并不是所有地區(qū)都具有大比例尺的地圖，在為這類區(qū)域進行水利工程測量時，應啟動“內(nèi)外一體化”的業(yè)務模式，使用數(shù)字化成圖技術來提升水利工程測量精確性。在應用了這種技術之后，不僅工程測量工作的效率可以得到明顯的提高，成本支出也會明顯減少。事實上，數(shù)字化成圖技術所需的依仗很少，只需要使用少量輔助型設備即可有效提高測量準確性，但若要獲得更好的測量效果，則應加強技術分析研究工作，避免人為因素給測量結果帶來的影響，否則若是頻繁出現(xiàn)失誤，將有可能引發(fā)嚴重的事故。

（三）GPS技術

GPS技術是由GPRS連接和監(jiān)聽模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、GPS數(shù)據(jù)處理模塊、GPS數(shù)據(jù)接收模塊、以及GPRS信息處理模塊這5部分組成，地面控制系統(tǒng)（如圖1所示）、用戶設備系統(tǒng)以及空間星座系統(tǒng)是其3個子系統(tǒng)，可以全天候地發(fā)揮出高效、高精度導航。將這種技術應用到水利工程測量中，可以同時定位被測量對象的點、線、面，隨后借助處理模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S坐標。GPS技術具有高精度的優(yōu)勢，一個基線<50km的水利工程，其定位精度也能達到1×10-6；若是基線長度增加，定位精度也會隨之提高。

該技術的應用流程為：首先進行GPS選點，設置若干個埋設點并標號；隨后在埋設點安裝GPS接收設備，確保各埋設點與大功率無線電發(fā)射源之間的距離不小于50m，并且周邊15°范圍內(nèi)不存在障礙物，以確保選點穩(wěn)定。之后可以進行GPS觀測，借助GPS軟件檢索微型報表，進入靜態(tài)相對定位模式，觀測控制點。

（四）GIS技術

地理信息系統(tǒng)，即GIS技術，其基于地理空間對地理模型進行分析，實時獲得各種空間地理信息，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具體的地理圖形，以供設計人員使用。測量人員在使用GIS技術進行水利工程測量時，應將收集到的信息納入到數(shù)據(jù)庫中，以便于設計人員檢索與瀏覽空間數(shù)據(jù)，形成GIS的空間動態(tài)模型，對水力資源一目了然，進而為水利工程設計出合理的河道保潔切入點、灌溉設施，等等。

以聞名世界的三峽大壩水利工程為例，其除了承擔著防洪、灌溉、發(fā)電等重要作用，水利工程周邊土地的利用也是非常重要的一方面，原有的土地利用狀況在三峽工程完成后出現(xiàn)了明顯的變化，需要利用GIS技術來進行測繪。首先，應該使用GIS系統(tǒng)來取三峽庫區(qū)的地理信息，如：庫區(qū)總面積在6.3×104km2左右，其中90%以上為山地或丘陵，河谷平地等可耕作面積不足5%，但是當?shù)厝丝谝恢背示徛鲩L狀態(tài)，人均耕地桑不足0.09公頃，為了可持續(xù)發(fā)展的目標，必須要加大對該區(qū)域土地的利用。隨后，要使用GIS系統(tǒng)來選擇數(shù)據(jù)，如：熱量、水分、土壤、土地類型、人口、社會經(jīng)濟活動等因素，將其結合并作出進一步分析。之后，應該基于信息員特征，將該區(qū)域土地利用特點作為主要指標，將不同類型的土地標注在圖像上，并在文件中做好相應的圖像解譯標志，使設計人員可以清晰將可利用土地與不可利用土地區(qū)分開，在可利用土地上，GIS系統(tǒng)還能基于數(shù)據(jù)庫中的信息將一般地物、地物生長特點等信息標注在地形圖上，這樣在進行水利工程的后續(xù)建設時可以結合實際情況對可用土地進行規(guī)避，以提高土地的利用率。

結語

水利工程建設之前需要對所在地區(qū)的地質(zhì)水文條件進行勘測，傳統(tǒng)人工測繪方式精確度不高且消耗較大，測量人員可以使用GIS、GPRS等數(shù)字化測繪技術進行測量，精確度與測量工作效率更高。

參考文獻

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