測繪新技術在水利工程的應用

時間:2022-07-19 08:26:04

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測繪新技術在水利工程的應用

【摘要】隨著科學技術的快速發展以及各學科的交叉融合,涌現出許多先進的新技術,極大地改變了傳統測量作業的方式和方法。測繪新技術水利工程中的應用減少了測繪人員的野外工作時間和工作難度,為工程建設提供了很大的便利。論文主要研究一些測繪新技術在水利工程中的應用,以期提高我國測繪工程的質量水平。

【關鍵詞】測繪新技術;水利工程;應用

1引言

在現代化社會的發展中,很多先進的測繪技術逐漸被應用到水利工程建設中,在一定程度上提高了測繪工作的整體效率,及時準確地為水利工程建設提供了數據支持,保證了水利工程建設的整體質量?;诖耍疚慕榻B了測繪新技術的相關內容,研究了測繪新技術在水利工程中的應用。

2測繪新技術的產生背景和基本內容

2.1水利工程中測繪新技術產生的背景。在傳統的水利工程測繪作業過程中,測繪技術人員需要進行大量的野外作業,同時還有復雜的室內數據處理和繪圖工作,而且工作周期長、工作效率低、產品單一,無法滿足飛速發展的水利工程建設需要。隨著科學技術的快速發展,不斷涌現出一些新技術和設備,使傳統的測繪工作出現了極大的改變,如GPS技術、遙感技術、數字測圖技術、無人機傾斜攝影等技術的出現及其在測繪工程中的應用,在很大程度上減少了測繪技術人員的工作量,提高了工作效率,保證了測繪產品的質量[1]。2.2水利工程中測繪新技術的基本內容。現階段,水利工程規劃、設計和施工過程中應用的測繪新技術主要有以下幾種:全球定位系統(GPS)、數字化測圖技術、無人機傾斜攝影技術、遙感技術。這些技術和計算機技術的有效融合,有效地減少了測繪過程中的人力、物力、時間和成本,為水利工程建設提供了準確的測量資料和信息,滿足了水利工程建設的需求,確保了工程資料的完善性。

3測繪新技術的發展

3.13S技術。3S技術是測繪新技術的代表,主要是指GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感技術[2]。其中,GPS技術能夠快速、準確地實現空間定位,而且精度高,費用少。目前,GPS技術已經逐步取代測角、測距、測水準的傳統測繪定位技術,廣泛應用于城市控制網、工程控制網的建設、地形測量、道路測量、施工測量與監測等行業;RS技術能夠持續地觀察并研究大陸、海洋、大氣等自然環境的變化,逐漸向多種傳感器、多頻譜、多級分辨率、多時相的信息獲取、智能化信息處理的趨勢發展,并且可以和遙感制圖、地球資源調查的有效融合,成為未來研究的主要方向;GIS技術是將空間數據、屬性數據進行統一管理和分析的技術系統,貫穿于空間信息數據獲取、處理和管理的各個環節。在虛擬現實技術快速發展的背景下,地理信息系統從二維向多維動態發展,由單臺套向網絡發展,由簡單向復雜數據結構發展。3.2數字化測圖技術。數字化測圖是以計算機技術為核心,在軟件、硬件以及測量設備的支持下,對測量數據進行處理,獲得數字地圖的技術。目前,數字化測圖已經廣泛應用于測繪工程領域,在水利工程中的應用主要表現在以下方面:明確水庫建設與搬遷的位置與范圍、水庫淹沒的界線、水庫匯水的面積;明確水利工程的高程、坐標、規模與方位;有效布置隧洞、渠道以及管道等一系列建筑物的位置以及斷面圖的繪制等,若采用傳統的測繪技術,這些步驟會花費大量的時間與人力,而數字測圖技術可以利用全自動的測圖系統、電子平板儀以及數字化的設備得到更加精確的數據,經過計算機處理后,構建數字地面的模型與數字地圖。3.3無人機傾斜攝影技術。傾斜攝影技術是世界測繪行業近些年開展起來的一項新技術,改善了傳統航空拍照丈量單一相機垂直視點拍照地物的限制,通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器,一起從垂直、側視和前后視等不同角度收集影象,獲取地面物體更為全面、準確的信息。將傾斜攝影技術獲取的印影數據進行人工或主動化加工處理,得到的三維模型,稱為“傾斜攝影模型”。隨著傾斜攝影技術的不斷開展,以其為基礎衍生的實景建模技術可經過相片、視頻、點云等多種數據源生成與現場環境完全相同的實景模型,大大擴展了傾斜攝影技術的功能性。

4測繪新技術在水利工程中的應用

4.1平面控制測量。平面控制測量是工程測量技術的代表,是其中的重要環節,直接關系著工程建設資料的準確性。隨著GPS靜態定位技術的發展,GPS技術逐漸取代了常規測量方法,普遍應用于各種類型和控制網布設。GPS布設控制網具有以下特點:(1)定位精度高。GPS靜態測量定位精度,在15km內可達到厘米級,在500km內相對精度可達到10~7m。(2)測站點選址靈活。由于GPS控制點間不需要通視,只需要上方空曠,保證衛星截止角的高度滿足要求。因此,點位位置可根據需要靈活選擇。(3)操作簡單、觀測時間短。GPS接收機自動化程度高,在外業觀測中只需進行對中、整平、量取天線高即可。而且GPS控制網測量每時段只需要進行觀測約1~2h,觀測時間短,工作效率高。(4)全天候作業。GPS測量一般不受天氣影響,可以進行24h觀測。(5)提供三維坐標。GPS控制測量數據由專業軟件進行處理,結合GPS高程擬合測量,可以提供精確的控制點三維坐標。4.2數字化成圖。數字化成圖指的是應用RTK、全站儀配合計算機成圖軟件測制水利工程用圖。水利工程對地形圖的要求較高,為了滿足水利工程用圖的實際需求,可以使用數字化測圖技術采集目標點的數據,這種技術的優勢主要有以下幾點:1)測量精度高。數字化測圖的外業數據來源包括RTK測量、全站儀測量以及攝影測量等,控制測量相對傳統的由高級到低級的布設原則,層級少降低了誤差的積累與傳播,數據傳輸全部由電子信息完成,避免了人為因素的影響,碎部點測量精度更高。2)自動化程度高。傳統的測量方法主要通過人工操作,包括外業測量、記錄、內業數據處理、繪制圖件等,人為因素影響大,出錯概率高。數字測圖實現野外自動記錄、內業自動處理、自動成圖等,自動化程度高,避免了人為因素的影響,出錯概率小,而且減少了測繪技術人員的內外業勞動強度,提高了工作效率。3)圖紙表現力強。數字化成圖技術的應用避免了人為因素的影響,使圖紙上的圖示、圖例、符號、線條以及顏色得以規范,統一。作出的地形圖干凈、整潔,圖紙內容豐富,表現力更強。

5結語

在科學技術快速發展的大背景下,很多先進的測繪技術應運而生,測繪新技術在水利工程測量中的應用,為后期施工的順利開展提供了數據支持,減少了野外作業的時間,在很大程度上提升了水利工程施工建設的精確度,為水利工程建設的整體質量提供了保障。

【參考文獻】

【1】李菁.水利測繪中運用的新型技術[J].河南水利與南水北調,2018,47(6):39-40.

【2】劉永建.試論當代測繪新技術在測繪工程中的應用[J].工程建設與設計,2018(2):69-70.

作者:任志強 單位:上海市水利工程設計研究院有限公司