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摘要:傳統的測繪技術已然不能滿足工程建設的需要,以3G技術、數字地圖等為代表的現代測繪技術應積極應用到現代水利工程建設、管理之中,從而大力推動水利事業的發展。以西藏地區水利工程建設為例,試圖通過分析工程建設中的現代測繪技術應用,讓廣大讀者更直觀地感受到現代測繪技術的優點及具體應用,進而推動現代測繪技術在水利工程建設中的廣泛應用及發展。
關鍵詞:現代測繪技術;水利工程管理;應用
0引言
隨著社會發展、科技進步和網絡通信的大力革新,現代測繪技術逐步被應用于水利工程建設、管理等各個階段之中,既提高了水利工程建設質量和效率,又減少了工作人員的日常工作量,推動了水利水電事業的現代化發展。因而,加強對現代測繪技術的深入研究是規范水利工程管理的必做工作和前提任務。
1關于現代測繪技術的概述
1.1現代測繪技術產生的背景
現代測繪技術是相對于傳統測繪技術而存在的一個概念,它體現了科技在測繪領域中的應用。過去,傳統的測繪技術主要依靠人力,測繪工具簡單,工作人員工作量大,測繪的成圖精度低。當前,在水利工程建設的各個階段,施工單位或工程建設領域所使用的的測量工具主要有經緯儀、平板儀等,這些測量儀器具有精度高、操作簡單等特點,測量結果也多以圖件的形式呈現,但是欠缺科學的數據分析及快速計算、跨空間、多方位、多角度的勘測性能也不理想。隨著GPS全球定位系統技術、計算機、網絡通信等技術的發展,為現代測繪技術的誕生創造了良好的環境。
1.2現代測繪技術的內容
現代測繪技術的內容即支撐現代測繪技術發展的核心技術或操作系統,它主要包括全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、全自動的測圖系統以及遙感技術(RS)。GPS在現代工程建設或管理中受到人們的大力歡迎和廣泛應用,它具有時空上的不受限特點,以三維坐標來呈現測繪對象的相關信息。GIS是在計算機硬軟件的支撐下,對測量信息進行逐步的處理、運算和操作。遙感技術則是利用不直接接觸的傳感設備獲取測量目標的影像資料,提取測量目標的相關信息的技術。全自動的測圖系統則是充分利用現代航天技術、圖像構成、辨別系統完成事物拍攝,大大縮短了航拍測量成圖時間,提高了工作效率,節省了大量人力、物力。
2現代測繪技術在水利工程管理中的應用
2.13G技術在水利工程管理中的應用
3G技術以高效率、低成本、高精度等特點受到人們的歡迎。GPS技術在水利工程管理中的最基本的應用是用GPS建立施工區域內的整體控制測量和施工控制,RTK技術則是水利工程測量中GPS技術更高一級的應用,其目的在于增強測量的精準度。在水利水電工程建設方面,遙感技術可以快速、客觀地為工程選址提供所需的自然及人文環境等各類信息。GIS是水利工程建設中選址、構圖、施工及后續監測管理中的重要數據分析工具,它主要應用于工程設計、構圖階段,輔助工程設計人員切合實際地完成工程圖紙的測繪,在現代大型工程施工中被廣泛利用。如調水工程選線及環境影響評價、梯級開發的淹沒調查等。
2.2數字地圖在水利工程管理中的應用
地形圖在水利工程建設中起著重要作用,表現為:確定水利設施建設的位置與范圍、水庫的淹沒界線、匯水面積;測量水利工程的高程、坐標等;輔助有效繪制斷面圖。它主要通過全自動的測圖系統等數字化設備,再經過計算機處理后構建數字模型與地圖,獲得以上信息,并可以根據模型或地圖上的任意一點坐標獲得該點高程,進而完成斷面圖以及建筑物的設計。數字地圖與傳統地圖不同,更強調精確構圖和成圖比例的恰當、合適。
2.3電子平板儀在水利工程管理中的應用
電子平板儀在水利工程建設中主要用于地形圖測繪,它將地表構成用特定符號按一定比例繪制在地形圖中并制成不同比例的水利工程地形圖。它利用常用測繪設備采集測繪點的相關信息,簡化了測繪步驟、程序,提升了測繪質量,它具有以下測繪優勢:成圖以點為呈現方式,密度低;易于攜帶,是其他地圖繪制的基礎;數據處理方便;測圖過程不受圖幅分幅影響,圖幅拼接誤差低。
2.4變形監測技術
常見的變形監測技術主要有大地、基準線、液體靜力水準測量法3種。大地測量法是一種經典的方法。它的理論與應用都比較成熟,測量數據可靠,操作費用較低,不過觀測時間較長,勞動強度較高,測量精度易受觀測條件影響;基準線測量法則是變形監測中的常見方法,主要應用于近壩區巖體、高邊坡等坡體水平位移的監測;液體靜力水準測量法目前發展較快,適用于壩體高程觀測及傳遞,可同時獲取多個監測點高程。
2.5水下地形測量技術
近幾年,隨著衛星定位技術的發展,DGPS和CORS在多波束測深儀的配合下,可以更方便、高效地對水下地形進行測量。DGPS以某點為基點,通過GPS接收機連續接收衛星發射信號,并與該點實際位置對比,明確誤差偽距修正值,把該修正值通過無線電設備傳送給用戶,完成信息校正。它具有實時連續、高精度等優點。水下地形測量技術就像水下雷達,在水利工程后續監測管理中充分發揮著數據收集、探測、分析的作用。
3現代測繪技術在水利工程管理中應用的案例分析
為了能夠更為直觀、形象地了解現代測繪技術在水利工程建設中的積極作用及具體操作,本文以西藏地區某河段水利工程建設為例,具體剖析各項現代測繪技術在工程建設中的作用發揮及應用方面。西藏,我國海拔最高、地形最為復雜、險峻,氣候環境最為惡劣的少數民族地區。自古以來,西藏地區依托雪山融水,是我國長江、黃河、雅魯藏布江及湄公河的發源地,水資源豐富。多年來,我國也先后投入大量的人力、物力在此地進行水利工程建設。現以長江上游、西藏境內河段建設河堤為例,在整個工程建設、管理過程中,信貸測繪技術在其中的應用主要表現為:①壩址選擇階段。壩址的選擇是水利工程建設的基礎。施工單位在實地勘測的基礎上,應該利用3G技術,水下地形測量技術準確、詳細地測算出施工區域內的水流流速,土壤成分、結構、耐重力,地形起伏、坡度以及氣候變化、溫度、環境承載量等會影響堤壩建設的客觀環境要素的具體數據,進而結合當地的人文環境綜合考慮是否合適在該地建設堤壩,以及如何安排施工流程和壩體設計。②河堤設計階段。河堤設計即施工藍圖的繪制,工程圖的設計講求比例和數據,前期利用3G技術獲取的當地環境數據將成為工程師的考量標準,進而利用數字地圖和電子平板儀,確定恰當的工程各部分構圖比例和長寬高,壩體厚度等建筑核心要素。③招投標階段。招投標階段是一個基于數據的選擇階段,投標方的工程方案只有在與精密儀器測量所得的數據高度吻合的情況下才能中標。④施工建設階段。進入施工階段意味著工程開展了一半,施工區域如何開挖能盡量減少對環境的破壞以及防止出現自然災害,土層應挖多深、多長等都需要利用數字地圖和電子平板儀。⑤后期監管階段。此階段就需要充分發揮變形監測和水下地形測量技術的作用。定期或不定期地利用相關設備進行數據比對,防止建筑的破損、裂縫、變形以及根據水流狀況適時加固河堤等。
4結語
寶貴的水資源通過水利工程建設能被人們更好地利用。當前,隨著社會發展,以3G技術、電子平板儀等為代表的現代測繪技術以其獨特的優勢被逐步應用于水利水電工程建設、管理之中,但是,如何具體、有效地促進各項測繪技術功能的最大發揮是每位工程建設者、學者、學生必須致力于研究的問題。除且西藏地區,如何在其他具體的、甚至更為復雜的地形條件下更好地發揮各類現代測繪技術的優勢也是需要繼續研究的問題。
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作者:陳榮濤 秦洪泉 田黎明 單位:南陽市水利建筑勘測設計院