数字化测绘技术在水利工程测量中的应用

王巍

信阳市水利勘测设计院 河南 信阳 464000

引言

随着我国基础设施建设的不断推进，工程项目建设也越来越多，同时其面临的工程测量问题也相应增多。这些问题不仅来源于复杂多变的气候环境因素，同时也来源于复杂的地理环境等因素。因此，在工程项目开展之前，准确而有效地进行相关工程参数的测量并获得可靠的工程设计项目参考数据则显得尤为关键。这些数据不仅直接影响整个建设项目的合理设计和如期开展，同时也是整个工程项目顺利完成的有效保障[1]。

1 数字化测绘技术发展概述

在信息技术快速发展背景下，传统的测绘技术也发生了很大的变革，数字化测绘技术就是最具代表性的变革。数字化测绘技术作为一种新型的测绘技术，将先进的计算机网络与测量设备紧密联系，可以实现自动化、智能化测绘，消除了传统测绘工作模式中存在的诸多弊端，随着科技的不断进步，数字化测绘技术也会更加的先进和完善，其应用功能也会进一步提升。数字化测绘技术为水利工程项目建设前期图纸设计以及后期施工指导提供了可靠的数据支撑，虽然数字化测绘技术有着较强的优越性，但是在实际应用中也会受到一些因素影响，导致该技术的优势不能充分呈现。结合数字化测绘技术应用现状，充分掌握技术应用优势，了解使用中存在的不足并给予处理，才能使数字化测绘技术更好地服务于现代水利工程测量工作[2]。

2 数字化测绘技术的应用优势

2.1 数据精度高

数字化测绘技术主要依托于计算机算法及互联网完成数据采集与分析，可降低水利工程测量期间的人工干预，继而避免人为误差累计，提高测量结果准确性。数字化测绘技术在水利工程测量中的最大应用优势就在于所得数据的精度，可为工程方案的制定提供依据，确保工程项目高效推进。

2.2 自动化控制

数字化测绘技术在计算机技术加持下提高了自动化程度，实现水利工程测量自动化控制，代替传统人工测量方式，使水利工程数据采集与整合分析更为有序，在自动化控制算法应用下完成数据筛选及算法关联，提高数据处理质量，减少数据误差，提升水利工程测量自动化水平。

2.3 测量的图形属性信息相当丰富

在工程测量过程中，通过数字化的测绘技术，不仅可以对所测量的地理位置进行精准的定位，而且可以将所测位置的地形特点用丰富的图形属性信息呈现出来。这些图形属性，不仅包含所测位置的基本信息，同时也包含了一些测量学上特殊的属性符号。通过这些符号，可以有效地将所测的地貌、地质状况真实的还原，从而极大地提高了勘测结构图的显示效果。

2.4 信息存储更加简便快捷

在工程测量过程中，大量的现场测量数据会随时产生，数据不仅复杂多样，而且在测量仪器中所占的存储空间非常大。如果使用传统的测量方法，很难满足这一要求，而使用数字化的测绘技术恰恰能有效克服这一劣势。通过数字化测绘技术的应用，可以将所测量的数据有效的转化数字符号，从而具有所占介质体积小，存储容量大等优势。

3 水利工程测量中的数字化测绘技术

3.1 数字化原图技术

数字化原图技术为数字化测绘技术中的基础技术，运用矢量扫描仪器输入大比例原图，水利工程测量人员可直接运用计算机展开数据分析转化，对数据及原图信息精准分析。在应用数字化原图技术时，应构建相应的数据系统，确保数据图像可被良好应用，并以高质量原图数据为支撑，获得清晰直观的测量图像，同时图像存储在数据系统内，最大程度保证了图像资源完整，同时水利工程工作人员可运用电子设备查看测量图像，较为便捷。测绘人员利用数字化测绘技术对水利工程项目进行测量时，一定要结合测绘任务的实际情况，对测量工作原图进行数字化处理操作。数字化处理操作主要有两种形式，第一种为扫描矢量化，这种方式需要专业扫描仪器设备的支持，第二种则是首付跟踪数字化转变。但无论采取哪种方式，经过数字化处理后图纸必须要符合国家规范要求。同时也可看出，扫描矢量化处理不仅工作效率良好，同时测绘数据精准度也更为良好。工作人员要结合水利工程项目测量的实际情况,对测量工作环境以及开展条件进行分析，并依据规范进行测量操作，在测量工作完成后即对测量原图进行数字化转变，数字化转变程度会直接影响后续测绘总图的编制成效。但需要注意，有些时候可能出现原图精准性控制不足的问题，针对这种情况，工作人员在进行数字化、矢量化处理的同时对原图进行补充，并强化测量工作开展效率，全面实现测绘数字化。

3.2 数字化成图技术

数字化成图技术是确保水利工程图绘制精度的关键技术，该技术具有成本低、设备少、准确性高的特点，可有效提高水利工程图效果，确保水利工程图可真实反映区域内地质水文情况。为进一步保证成图质量，应与GPS系统、RTK技术、GIS技术等形成联动，尽可能减少测量干扰，以此保证水利工程图应用效果。水利工程图绘制期间主要应用AutoCAD等绘图软件，完成数据、图像间的转换过程，并在绘图软件的帮助下完成图纸查找与便捷修改，人工成本较低且成图质量较高。

3.3 地面数字测图

地面数字测图过程中对整体测绘勘探结果精准性有着很高的要求，其目的是为了保证数字测图与现场实际情况保持高度一致。地面数字测图应用性非常广泛，并呈现出了测绘工作内业外业一体化的特点，充分呈现了数字化测绘技术的优势。如水利工程项目测量中如果出现实际测图与现场情况存在差异的情况时，或者是面对工程项目测量精准性要求较高的项目时，可以利用地面数字测图进行测绘，不仅可以强化土地信息绘制的精准性，还可对相关区域的测绘工作开展进行良好辅助。

3.4 利用 GPS 技术进行精度测量控制

水利工程建设具有复杂性，而这种复杂性的表现之一便是测量地点的复杂性——仅仅靠人工是无法确定测量地点的。因此，测量人员需要利用GPS技术来辅助水利工程测量，以保证测量地点的精准性。①GPS技术在我国运用得相对成熟，并广泛存在于手机定位、汽车导航等方面。随着工程建设日益复杂，GPS导航技术也被应用在工程水利测量定位中。日常测量受客观情况的影响因素较大，如天气、地质等，而GPS技术不受环境影响，因此可以减少因环境带来的测量误差，保证测量的精准度。②GPS技术在测量中还可以根据测量要求、工程变化进行位置调整，使工程测量的灵活度变强，从而可以减少因工程变动而产生测量误差。③随着GPS技术的不断发展，其除了能够精准定位外，还能建立多维度系统。当前，工程测量中已经出现了六维、四维、三维等坐标系统，这些系统的出现使得测量具有立体性、画面性，提高了测量数据的精准度。④GPS技术具有较强的综合性，除了具备测量性能外，还具备工程建设数据分析功能，对测量数据能够进行有机地整合和分析，以保证测量数据的精准性，从而减少了人工分析数据带来的误差。⑤在竣工验收中，地形测量需要保证精准性。对此，测量人员可以利用GPS技术来展开对地形的具体测量。当前，先进的测量方式有无人机测量方式，即运用无人机搭载GPS技术来完成地形测量。这种测量方式能够有效保障竣工地形测量的精准度，减少了地形勘测精度不达标的现象。

3.5 遥感测绘技术的应用

遥感测绘技术在工程测量领域中有着重要的作用，能够大范围的进行监测，获取精准的地理信息，遥感技术中包括卫星观测功能，通过该技术获取精准的数据，为后续建设提供数据支撑，使用遥感测绘技术，可以提高数据精准性，实时获取测绘结果。在应用中，可建立地形图，同步观测并获取数据，有利于水利工程顺利地开展。

4 工程测量中有效控制测量精度的措施

4.1 制订科学的测量方案

工程测量任务的实施，应首先做好现场踏勘，明确工程测量的现场情况，才能制定科学的测量策略。对此，测量人员需要做到以下几点。①全面了解施工现场环境，对施工现场环境、天气、地质环境等进行勘察，然后根据具体情况制订测量方案。②要做好测量布点工作，测量的布点环境应稳定，比如：测量点不宜设置在地质不平稳、人员密集的地方，而应设置在安静、人员流动较小、视野开阔的地方，以此减少环境不稳定因素带来的测量误差。③按照施工方案进行测量，保证测量具有依据性。要将工程测量进行拆分、细化，尤其是对于重点测量部分，应进行多次测量核对，以保证测量工作的质量。④ 严格审核测量仪器。在水利工程测量误差预防中，规范机器设备的使用非常重要。例如，在测量设备中，水准仪是目前常用的设备之一，其在水利工程测量中发挥着重要作用，该仪器在使用过程中非常需要注重规范性操作。此外，该仪器较为精密，如出现操作不慎，将会导致该仪器测量结果精准性下降。在水准仪的使用过程中，首先使用水准望远镜配合水准仪调节预防出现不平衡现象，降低出现误差。在实际操作中，需要预先对水准仪进行校准，使水准仪处于水平位置，确保其整体不会出现意外倾斜等情况。且为了获得极佳的测量结果，在使用水准仪的过程中，可以选择中间法或列举补偿法进行精准操作。在使用中间法进行测量时，立尺具有非常关键的作用。⑤测量数据要具有连贯性、衔接性，测量数据之间紧密相连。测量人员做好数据分析，从而保证后续测量的精准性。

4.2 管理好测绘工作现场

虽然在测量工作中应用测绘新技术能够显著提高测绘精度和效率，但是如果管理不好工作现场，那么结果可能也不会理想，先进的技术只有依靠科学的管理才能够发挥更大的作用，很多水利工程测量作业都已经开始采用 GPS技术，但是如果不能实现全程且有效把控，就无法提高测绘效率，测绘作业也不能按时完成。因此，要开展好测区现场的调查工作，掌握社区的地质条件和气候情况，减少工作误差，消除不利因素的影响，及时调整技术方案，使测绘工作在复杂的地质情况下能够很好地建模，形成合理的三维图像，保证数据具有较高的参考价值，降低水利工程建设的复杂度，提高工程质量，保证工期。并且，工程的规模越大，地质测量工作量就越大，作业复杂度也就越高。因此，在选择测量技术时必须根据前期测量的基础，并综合考虑地形、环境、气候条件、生态环境等要素，使测绘新技术的应用更合理，任务分配效率更高，测试工作质量更高，数据的有效性更突出，避免区域差异导致数据质量受到影响，使数据本身的利用价值下降。随着现代测绘新技术应用体系越来越完善，信息采集过程中人工工作量会越来越低，测绘速度越来越快，但是如果现场管理工作出现问题，就会导致施工现场出现安全事故，因此必须做好现场测绘管理工作，不断提高管理水平和工作人员的素质，这是最基础的工作。

5 结束语

综上所述，测绘工作是工程建设的基础，只有保证测绘工作具有精准性，才能够保证水利工程的建设质量，只有将测绘工作做好，工期才不会受到影响，工程建设才会顺利。数字化测绘技术在水利工程测量作业中具有测量精度高、自动化控制、数据兼容性、提升测量效率的优势，可在后期的研究中，将水利内业测量作为研究重点，通过规范测量流程的方式，为水利工程内业与外业测量作业方法进行设计。希望通过此次的研究，为我国水利行业在经济市场的稳定发展提供技术层面指导。在实际应用期间，应根据水利工程实际情况选择适宜的测绘技术，形成技术组合，以此帮助水利工程测量工程顺利开展[3]。