紅外測量技術在水利工程測繪中的應用

隨著測繪技術的不斷進步和測繪設備的不斷改進，傳統的測繪技術無法適應當前水利工程建設的高要求、高標準。以數字地圖、3G技術、紅外測量儀等為代表的現代測繪技術應用到現代水利工程建設中，既提高了水利工程建設的質量和效率，又減少了工程人員的工作量，推動了水利工程建設的現代化發展。

中國水利水電出版社出版的《水利工程測量》一書，是高校測繪類專業的通用教材。該書分為測量基礎知識、水準測量、角度測量、距離測量、控制測量、全站儀測量技術、地形圖的測繪與應用及施工測繪、渠道測量、水工建筑施工測量、隧洞施工測量、水庫測量、水工建筑物變形觀測等13個部分，敘述了測繪學的基本知識，并介紹了常用測量方式的基本工作原理和方法，還講述了大比例尺地形圖測繪方法以及建筑施工中的測量知識。全書理論結合實際，專業特色鮮明，為水利工程的測量提供了專業的理論技能支撐。

結合該書內容可知，作為一種新興且已經逐步成熟的非破壞性檢測技術，紅外測量技術具有非接觸、單次測量面積大、測量結果準確等優點，在很多領域得到了應用，尤其在水利工程的測繪中應用更為廣泛。

第一，紅外測量技術可用于水利工程中的數據測量。隨著科技的發展，在測距領域相繼出現了激光測距、微波雷達測距、超聲波測距及紅外線測距等方式。由于紅外線傳播時具有不擴散且折射率小的性質，紅外線從發射到被物體表面反射回來，再被接收裝置接收，利用整個過程所需要的時間以及相應的測距公式計算出精準的物體距離。這種測距方法應用廣泛，且測量精度較高。在水利工程施工中，施工人員經常需要測量水域深度、地下水的走向，水下立模及建筑放樣、水下金屬結構與機電設備的安裝等都必須有精準的測量數據。此外，紅外測量技術也可用于堤壩測量，技術人員通過紅外測量技術對堤壩進行分級測量，對于誤差較大的地方多次測量并進行比較，保證測量結果的精準度。紅外測量技術的運用可以有效減少數據多次傳遞中發生問題的概率，提高數據的精準度，將測量誤差控制在極小范圍內，大大降低施工難度，提升施工效率。

第二，紅外測量技術可用于水利工程的遠程監控。對于水利工程建設來說，遠程監控十分重要，施工人員在建設過程中要全面了解并掌握其各部分的運行情況。在實際水利工程建設與運行管理中，技術人員經常需要利用遠程監控系統對水利工程的實際運行情況進行實時監測，如對水庫蓄水量以及水位的升降進行全面監控，此外施工人員還要準確及時了解河道以及涵洞的水文狀況。利用紅外測量技術對水利工程進行全面監控，可以快速、準確地獲得監控數據，既節省管理人員的時間，又為水利工程的建設提供準確有效的數據。水庫管理人員可以遠程監控水庫的水位情況，在水位需要調整時積極進行調整，尤其是洪水、暴雨等極端惡劣的天氣條件下，水庫管理人員可以迅速對水位進行調整。管理人員可以快速高效地完成工作，極大地提升工作效率，改善工作環境，對水利工程的建設起著重要的作用。

第三，紅外測量技術可用于查找水利工程機電設備的故障。利用紅外檢測技術的熱成像原理，將被檢測設備的熱成像與標準情況下的熱成像進行對比，找出變化范圍較大的部分，分析其發生變化的原因，并對故障元件進行定位，以便對故障部位進行更換及維修。此外，紅外檢測技術還可用于水利工程大型機電設備的故障預防，技術人員可以建立設備原件的數據庫，通過紅外線掃描成像進行經常性的掃描監控，并定期進行預防性的維修更換。紅外測量技術單次可測量范圍大，且與被測設備無實際物理接觸，可以精確查找出設備的故障部位，紅外測量技術在水利工程中的管理維修階段可以起到極其重要的作用。

第四，紅外測量技術可用于災害預警。水利工程項目的建設施工周期較長，且施工過程中涉及內容較為廣泛，在建設中不可避免會出現一些突發情況，而利用紅外測量技術可以在短時間內對施工現場進行快速的數據收集與分析，對各項數據進行快速處理，及時發現并處理問題。這可以有效提高對突發災害的預警能力及處理能力，降低施工過程中發生重大事故的概率。

隨著科技的進步，紅外探測的距離越來越長，紅外探測系統的靈敏度、精確度也越來越高，紅外測量技術在水利工程建設中將發揮更大的作用。根據水利工程測繪的特點，合理利用紅外測量技術，加強對現代測繪技術的深入研究，促進各項測繪技術功能的充分發揮，保證水利工程測量的質量，提高水利工程建設管理的效率，是今后水利工程建設管理的研究方向之一。

基金項目：廊坊市科技支撐計劃項目（2021011039）;中國地震局教師科研基金資助項目（20120106）

作者簡介：馬洪蕊（1975—），女，河南方城人，防災科技學院副教授，研究方向為嵌入式系統研發及信息融合技術