红外测量技术在水利工程测绘中的应用

随着测绘技术的不断进步和测绘设备的不断改进，传统的测绘技术无法适应当前水利工程建设的高要求、高标准。以数字地图、3G技术、红外测量仪等为代表的现代测绘技术应用到现代水利工程建设中，既提高了水利工程建设的质量和效率，又减少了工程人员的工作量，推动了水利工程建设的现代化发展。

中国水利水电出版社出版的《水利工程测量》一书，是高校测绘类专业的通用教材。该书分为测量基础知识、水准测量、角度测量、距离测量、控制测量、全站仪测量技术、地形图的测绘与应用及施工测绘、渠道测量、水工建筑施工测量、隧洞施工测量、水库测量、水工建筑物变形观测等13个部分，叙述了测绘学的基本知识，并介绍了常用测量方式的基本工作原理和方法，还讲述了大比例尺地形图测绘方法以及建筑施工中的测量知识。全书理论结合实际，专业特色鲜明，为水利工程的测量提供了专业的理论技能支撑。

结合该书内容可知，作为一种新兴且已经逐步成熟的非破坏性检测技术，红外测量技术具有非接觸、单次测量面积大、测量结果准确等优点，在很多领域得到了应用，尤其在水利工程的测绘中应用更为广泛。

第一，红外测量技术可用于水利工程中的数据测量。随着科技的发展，在测距领域相继出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距等方式。由于红外线传播时具有不扩散且折射率小的性质，红外线从发射到被物体表面反射回来，再被接收装置接收，利用整个过程所需要的时间以及相应的测距公式计算出精准的物体距离。这种测距方法应用广泛，且测量精度较高。在水利工程施工中，施工人员经常需要测量水域深度、地下水的走向，水下立模及建筑放样、水下金属结构与机电设备的安装等都必须有精准的测量数据。此外，红外测量技术也可用于堤坝测量，技术人员通过红外测量技术对堤坝进行分级测量，对于误差较大的地方多次测量并进行比较，保证测量结果的精准度。红外测量技术的运用可以有效减少数据多次传递中发生问题的概率，提高数据的精准度，将测量误差控制在极小范围内，大大降低施工难度，提升施工效率。

第二，红外测量技术可用于水利工程的远程监控。对于水利工程建设来说，远程监控十分重要，施工人员在建设过程中要全面了解并掌握其各部分的运行情况。在实际水利工程建设与运行管理中，技术人员经常需要利用远程监控系统对水利工程的实际运行情况进行实时监测，如对水库蓄水量以及水位的升降进行全面监控，此外施工人员还要准确及时了解河道以及涵洞的水文状况。利用红外测量技术对水利工程进行全面监控，可以快速、准确地获得监控数据，既节省管理人员的时间，又为水利工程的建设提供准确有效的数据。水库管理人员可以远程监控水库的水位情况，在水位需要调整时积极进行调整，尤其是洪水、暴雨等极端恶劣的天气条件下，水库管理人员可以迅速对水位进行调整。管理人员可以快速高效地完成工作，极大地提升工作效率，改善工作环境，对水利工程的建设起着重要的作用。

第三，红外测量技术可用于查找水利工程机电设备的故障。利用红外检测技术的热成像原理，将被检测设备的热成像与标准情况下的热成像进行对比，找出变化范围较大的部分，分析其发生变化的原因，并对故障元件进行定位，以便对故障部位进行更换及维修。此外，红外检测技术还可用于水利工程大型机电设备的故障预防，技术人员可以建立设备原件的数据库，通过红外线扫描成像进行经常性的扫描监控，并定期进行预防性的维修更换。红外测量技术单次可测量范围大，且与被测设备无实际物理接触，可以精确查找出设备的故障部位，红外测量技术在水利工程中的管理维修阶段可以起到极其重要的作用。

第四，红外测量技术可用于灾害预警。水利工程项目的建设施工周期较长，且施工过程中涉及内容较为广泛，在建设中不可避免会出现一些突发情况，而利用红外测量技术可以在短时间内对施工现场进行快速的数据收集与分析，对各项数据进行快速处理，及时发现并处理问题。这可以有效提高对突发灾害的预警能力及处理能力，降低施工过程中发生重大事故的概率。

随着科技的进步，红外探测的距离越来越长，红外探测系统的灵敏度、精确度也越来越高，红外测量技术在水利工程建设中将发挥更大的作用。根据水利工程测绘的特点，合理利用红外测量技术，加强对现代测绘技术的深入研究，促进各项测绘技术功能的充分发挥，保证水利工程测量的质量，提高水利工程建设管理的效率，是今后水利工程建设管理的研究方向之一。

基金项目：廊坊市科技支撑计划项目（2021011039）;中国地震局教师科研基金资助项目（20120106）

作者简介：马洪蕊（1975—），女，河南方城人，防灾科技学院副教授，研究方向为嵌入式系统研发及信息融合技术