现代测绘技术在水利工程中的应用分析

宋坤

现代测绘技术在水利工程中的应用分析

宋坤

（贵州中水建设管理股份有限公司 贵州贵阳 550000）

随着社会经济的快速发展，水利工程建设工程数量日益增加，其作为国家的基础工程设施，在生产以及生活中发挥着非常大的功效，而测绘技术作为水利工程管理施工工作的前提。本文结合现代测绘技术等方面的内容，分析其在水利工程中的具体应用。

现代测绘；水利工程；水文地质；运用分析

1 引言

可持续发展理念的深化带动了清洁能源的开发，水利工程项目也随之快速发展。为了保证水利工程的质量，要求做好测绘工作，而从测绘工作的效率、成本、质量等方面综合考虑，将现代测绘技术应用于水利工程领域，有着良好的效果，能够在确保水利工程建设顺利进行的同时，强化对于自然生态环境的保护，推动社会的持续健康发展，应该得到相关技术人员的重视。

2 现代测绘技术概述

现代化测绘技术是现代对于传统测绘方法而言的，随着社会不断发展，测绘技术不仅在水利工程管理中得到运用，在其他各项工程建设中也得到更大更广泛的推广，可以说通过现代化测绘技术的应用极大的降低了水利工程管理的工作难度，提升了实质性工作的效率，就目前来看，大量测绘仪器的投入使用具有非常实用的价值。现代化测绘仪器主要有超站仪和全站仪，可以在复杂的水利条件下进行测量，再通过技术手段提供数字化自动化的信息数据，其在发展过程也开始代替传统的测量设备。就全站仪而言，在反射器的指引下，可以自动进行数据采集、跟踪，实现了水利工程测绘的准确定位，也可以及时进行三维坐标等转换，对于数据的记录和相关处理也可以在内置微型计算机上进行，在数据提取上有了很大便利，通过合理有效的转换，有助于现代测量工作随时开展。在一级控制测量中采用的超站仪，完全可以结合于GPS技术的，摆脱了空间限制，不受基准站点等制约。在水利工程中的放样作业中，测量工作上都有所帮助，提升了工作能力，也降低了工作难度。

3 现代测绘技术在水利工程中的应用

3.1 地形图勘测

传统测量模式中，地形图的勘测主要包括了外业测量和内业分析，由专业测量人员携带测量设备进行野外实地测量，然后利用采集到的数据进行内业成图。在地形图勘测中，比较常用的技术包括了RS技术和三维激光扫描技术，其中RS技术能够得到可靠的遥感图片，已经逐渐发展成为小比例尺地形图、像片图和专用图编制与修订的主要手段之一。同时利用遥感像片，还可以对水利工程进行流域规划，并结合像片判读，对水利工程所处流域的地形地貌、地质水文、地表植被等进行深入分析和研究，从而对坝址进行选择，并对水库淹没和浸润的范围进行明确，做好库区搬迁工作，保证周边居民的生命财产安全。三维激光扫描技术在水利工程中能够实现对于斜坡稳定性以及高陡边坡地质的测量工作，在具体应用中，需要首先对水利工程的测区环境进行考察，获得完整的区域数据信息，以小型测站为基础，对标靶和扫描仪的位置进行确认，针对特殊区域进行拍照，提供给后期图形编辑处理。应该采用决定方式对每一个标靶的坐标进行精密测量，并转换为统一的坐标系，以方便进行处理和分析。之后，利用Cyclone软件得到地物特征点，以固定格式输出并导入CASS，对地物进行绘制。

3.2 库容计算

水库库容的计算是水利工程建设的关键环节，也是测绘工作的一部分。在传统测绘模式中，受技术条件的影响，水库库容的计算通常都是采用手工计算的方式，工作量巨大、耗时长，而且可能存在人为误差，精度难以保证。利用现代测绘技术中的数字地形图，通过加大采集点密度的方式，能够有效提高地形图上水库面积计算的精度和准度，同时还可以在地形图中绘制等高线，增加水库库容计算的层次，进一步提升库容计算的精度。与传统手工计算方式相比，这种方式得到的水库库容更加高效，也更加精准，同时方便实现水库的自动化管理。

3.3 点位测设

点位的测设是水利工程施工测量的基本目标之一，主要是结合已知的坐标、高程、长度和角度等数据，对点位进行测量和设置，需要注意，施工测量对于放样精度和地形图的精度都有着较高的要求，需要做好测量管理工作。在该水利工程中，由于工程规模巨大，为了保证施工效果，需要在整个施工区域内布设相应的施工控制网，利用网内的控制点进行施工放样工作。GPS技术的应用能够极大地减少施工控制网对于中间过渡控制点的需求，从而减轻工作量。在针对水工建筑进行点位测设的过程中，可以在包含设计建筑的数字地形图中，直接获得设计点的三维坐标，将其输入到全站仪中，配合棱镜移动，就能够实现对于设计点的准确放样；如果条件允许，也可以采用移动动态GPS进行直接放样。通过这样的形式能够简化图纸测量点位坐标的环节，在减轻工作负担的同时，也可以有效避免人为误差，提升放样的效率和质量。

3.4 变形监测

这里以GNSS技术在水利变形监测中的应用为例进行分析。GNSS技术在接收监测数据之后需要通过数据传输系统的软件将数据进行处理，具体流程如图1所示。多数的GNSS技术接收机，收集的数据是记录在接收机的内存里，数据传输通过专用的电缆将接收机和计算机来连接，同时在处理软件的菜单中选择传输数据选项，之后就能将水利工程地震变形观测数据传输到计算机，计算机将数据分流，生成四种数据文件。

图1 GNSS技术数据处理流程图

3.4.1 GNSS技术变形监测方法的选择

①水利工程滑坡监测中点的分类。如水利工程滑坡变形监测选用的是小型的平面控制网，具有专用性、高精度的特点，主要由三个点和两个等级的网组成，三个点包括基准点、工作基点和变形观测点。②基准网的设计原则。a.监测网点要设立在比较稳定的地区，比如滑坡体以外的稳定地区。监测点的数量不要太多，数量控制在能够对整个水利工程的滑坡范围进行控制，其中对监测网图形的强度要求高，要求其符合监测网的精度。b.监测点因为是布置在滑坡变形体上，因此，布点设计要全面而又重点突出，特别是注意水利工程滑坡体的裂缝、地质分界等方面。监测点的移动要体现滑坡体的移动特点，切忌将其埋设在松散的表层上。c.可以在滑坡体的稳定地区设置水准点，将其作为高程工作的基点，实现监测系统和高程系统的统一。

3.4.2 GNSS技术变形监测网的设计

①在对GNSS技术变形监测网基准点和监测点选定后，要拟定监测方案，具体的监测方案设计如下：a.实行多台GNSS技术接收机的同步观测；b.在卫星分布较多的时候进行多期观测；c.基准点之间以及其和变形点之间的距离不要大于5000m，在水利工程有条件的地方引入高级的GNSS技术坐标，进而将其作为变形监测网的基准，从而提升基线解算的精度。②要对监测网进行布设。监测网的布设要对滑坡形成的条件进行研究，对影响水利工程滑坡稳定的因素进行考虑。其中内部影响因素包括水利工程地区土质状况、岩体结构和地应力等，外部影响因素包括地震、风化、人工开挖、水利工程荷载等。

3.4.3 GNSS技术变形监测数据处理

GNSS技术变形监测数据处理是GNSS监测系统的核心，数据处理水平的高低对水利工程滑坡体稳定性能的判断、分析以及处理具有重要意义。GNSS技术变形监测数据处理主要是对各个监测区域、监测点的原始数据进行采集处理，包括原始数据的输入、处理、检验、设备故障诊断等。水利工程监测数据采集与处理流程如图2所示。

图2 水利工程监测数据采集与处理流程示意图

3.5 资源管理

在当前的技术条件下，GIS技术是水利资源管理的有效平台，RS技术则是水资源监测的重要手段，在这两种技术的相互配合下，能够为水利工程的管理提供客观真实的数据信息，在水利工程选址、规划、设计以及施工的各个环节都发挥着非常关键的作用。另外，水利主管部门还可以利用GIS技术，绘制相应的流域水系分布，构建相应的数据库，通过对各种数据信息的收集、整理和分析，得到详细全面的水资源信息，在此基础上，可以实现对于水资源的合理利用。

4 结束语

总而言之，在水利工程建设中，应用现代测绘技术能够显著地提升测绘工作的效率和质量，获得更加准确全面的数据信息，为水利工程的设计和施工管理奠定良好的基础，切实保证水利工程的整体质量和稳定运行。

[1]龚振文.论现代测绘技术在高原地区水利工程中的作用[J].现代商贸工业，2013（1）：184～185.

[2]杨飞.水利工程管理中现代测绘技术的应用分析与讨论[J].科技创新与应用，2016（5）：200.

[3]郭晓刚.现代测绘技术在水利信息化中的应用[J].工程技术：引文版，2016（73）：00172.

TV221

A

1004-7344（2016）27-0108-02

2016-9-10