測(cè)繪技術(shù)在水利工程項(xiàng)目實(shí)踐中的應(yīng)用探討

路兆慶，馬國(guó)濤

(河南省豫北水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河南 安陽(yáng) 455000)

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測(cè)繪技術(shù)在水利工程項(xiàng)目實(shí)踐中的應(yīng)用探討

路兆慶，馬國(guó)濤

(河南省豫北水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河南 安陽(yáng) 455000)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在水利工程項(xiàng)目中如何建構(gòu)更加有效的測(cè)繪計(jì)劃，成為工程項(xiàng)目管理人員關(guān)注的焦點(diǎn)，在水利工程項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)用適宜的測(cè)繪技術(shù)，能在提高作業(yè)效率的同時(shí)，進(jìn)一步提升測(cè)繪進(jìn)度和成果質(zhì)量。本文對(duì)水利工程項(xiàng)目測(cè)繪技術(shù)的內(nèi)容和實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并結(jié)合實(shí)際測(cè)繪要求，對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)、RS測(cè)繪技術(shù)以及GIS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行了集中探討，旨在為相關(guān)項(xiàng)目管理人員提供有價(jià)值的參考建議。

水利工程；測(cè)繪技術(shù)；內(nèi)容；技術(shù)要點(diǎn)

1 水利工程項(xiàng)目中測(cè)繪技術(shù)概述

在水利工程項(xiàng)目測(cè)繪過(guò)程中，主要是對(duì)工程具體參數(shù)和相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)繪標(biāo)注，在對(duì)大壩施工測(cè)繪的過(guò)程中，測(cè)繪內(nèi)容分別為壩身細(xì)部放樣測(cè)繪、壩身高程測(cè)繪以及溢洪道測(cè)繪等項(xiàng)目，不同工序借助不同的測(cè)繪技術(shù)，從而形成有效的測(cè)繪系統(tǒng)和管理結(jié)構(gòu)。特別要指出的是，在招投標(biāo)工作結(jié)束后，專業(yè)團(tuán)隊(duì)要在施工開(kāi)始前將測(cè)繪項(xiàng)目和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行書(shū)面總結(jié)，針對(duì)平面控制網(wǎng)點(diǎn)和高程控制網(wǎng)點(diǎn)等進(jìn)行集中描繪，以保證水利工程項(xiàng)目有序進(jìn)行。在水利工程項(xiàng)目中利用平面控制測(cè)量機(jī)制進(jìn)行集中測(cè)繪，首先要針對(duì)具體情況建構(gòu)有效的首級(jí)控制三角網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上建立導(dǎo)線控制模型，要保證網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各個(gè)點(diǎn)位分布均勻的同時(shí)，各個(gè)點(diǎn)位之間也能形成相互牽制的作用。導(dǎo)線測(cè)量布設(shè)結(jié)構(gòu)要靈活有效，且推進(jìn)速度適中，邊長(zhǎng)精度滿足分布均勻的要求。圖1為導(dǎo)線示意圖，主要是借助測(cè)繪理念對(duì)導(dǎo)線網(wǎng)平差過(guò)程進(jìn)行集中分析，具體數(shù)學(xué)參數(shù)要符合標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 導(dǎo)線示意圖

針對(duì)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)要建立有效的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其中，近似水平的邊長(zhǎng)計(jì)算為

d0=dcosα

公式中的α表示的是垂直角。并建立近似坐標(biāo)，

Ti=Ti-1+β-180

Δx1=d0icosTi

Δyi=d0isinTi

Wx=x起+∑Δx-x終

Wy=y起+∑Δy-y終

2 水利工程項(xiàng)目測(cè)繪技術(shù)存在問(wèn)題

在水利工程項(xiàng)目運(yùn)行和測(cè)繪過(guò)程中，任何一個(gè)技術(shù)都不是萬(wàn)能的，需要技術(shù)人員針對(duì)不同技術(shù)要求和運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行集中處理，強(qiáng)化技術(shù)運(yùn)行效果，提升測(cè)繪質(zhì)量和測(cè)繪精度，充分踐行創(chuàng)新辦法。在測(cè)繪技術(shù)中，全站儀能有效對(duì)施工地形進(jìn)行集中測(cè)量，但是不能有效解決控制點(diǎn)之間的互通互視，而衛(wèi)星定位測(cè)繪技術(shù)能很好的解決上述問(wèn)題，卻對(duì)工作環(huán)境的開(kāi)闊度有較高的要求。總之，要在不同環(huán)境背景下，選取有效的測(cè)繪技術(shù)，針對(duì)限制條件和技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行綜合處理，從而建構(gòu)更加快速的測(cè)量運(yùn)行模型。除此之外，為了滿足測(cè)繪需求，技術(shù)人員要對(duì)復(fù)雜地形進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和集中審定，確保能在測(cè)繪過(guò)程中，對(duì)河道沖淤變化等參數(shù)進(jìn)行集中處理，從而建構(gòu)完整的施工方案，提升施工效率和施工有效性[1]。

3 目前水利工程項(xiàng)目中主流測(cè)繪技術(shù)討論

目前，水利工程項(xiàng)目中應(yīng)用的主流測(cè)繪技術(shù)被稱為“3S”技術(shù)，主要是定位技術(shù)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)以及遙感技術(shù)(RS)。

3.1 GPS技術(shù)

GPS定位系統(tǒng)是近幾年較為新興的測(cè)繪技術(shù)之一，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，不僅能對(duì)位置和參數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行高精度定位，也能將精度數(shù)值控制在毫米級(jí)，并且，能實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)定位，從不同角度對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化管理和綜合處理，確?？臻g地理信息數(shù)字化能符合實(shí)際需求。

GPS技術(shù)能在工程項(xiàng)目測(cè)繪過(guò)程中，運(yùn)行靜態(tài)或者是快速靜態(tài)的方法，對(duì)總體控制測(cè)量線進(jìn)行集中測(cè)繪。具體參數(shù)包括：河道數(shù)據(jù)、水渠數(shù)據(jù)、閘門(mén)數(shù)據(jù)、堤壩數(shù)據(jù)等，為工程項(xiàng)目的進(jìn)一步設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供有效的參考。另外，GPS-RTK技術(shù)能實(shí)時(shí)收集動(dòng)態(tài)信息，并且有效保證監(jiān)測(cè)項(xiàng)目符合參數(shù)框架，在規(guī)定范圍內(nèi)完成信息接收和系統(tǒng)優(yōu)化。由于GPS-RTK技術(shù)具有較為突出的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用和測(cè)量過(guò)程中，能借助有效的測(cè)繪要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，并且一定程度上升級(jí)了定位測(cè)量的精度，達(dá)到厘米級(jí)，一定程度上減少了水利工程項(xiàng)目中施工定位難度，也減輕了工作強(qiáng)度，提高工程項(xiàng)目的工作效率以及實(shí)際測(cè)量精度。特別值得一提的是，在對(duì)河道、水壩等基礎(chǔ)參數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析的過(guò)程中，要保證前端數(shù)據(jù)和技術(shù)運(yùn)行框架維度之間的契合度[2]。

在利用GPS-RTK技術(shù)對(duì)相關(guān)載波進(jìn)行全面定位時(shí)，主要是借助有效的三維定位，確保動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和靜態(tài)結(jié)構(gòu)貼合實(shí)際需求。另外，能對(duì)每個(gè)歷元運(yùn)行情況實(shí)施監(jiān)控和處理，確保技術(shù)測(cè)量參數(shù)的完整度。除此之外，在利用GPS-RTK進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的過(guò)程中，要保證初側(cè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)繪圖范圍地下管線能得到有效測(cè)量，強(qiáng)化對(duì)中線和縱橫斷面的數(shù)據(jù)整合以及集中測(cè)繪。建構(gòu)GNSS網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要對(duì)Ⅰ級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)、Ⅲ級(jí)GPS點(diǎn)、Ⅳ級(jí)GPS點(diǎn)、Ⅱ級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)以及Ⅲ級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行綜合布控，保證數(shù)據(jù)完整度和準(zhǔn)確性的同時(shí)，建構(gòu)更加有效的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，從而保證結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)真實(shí)有效[3](見(jiàn)圖2)。

圖2 GPS監(jiān)測(cè)河道測(cè)繪圖

3.2 RS技術(shù)

RS技術(shù)主要是借助相應(yīng)設(shè)備對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行綜合分析，能在測(cè)繪過(guò)程中，表現(xiàn)出多時(shí)相以及多頻譜的特點(diǎn)，能順利升級(jí)信息化處理技術(shù)的效果，并為地理測(cè)繪系統(tǒng)提供有效的數(shù)據(jù)和信息。借助相應(yīng)的技術(shù)要素，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地形以及平面圖進(jìn)行集中設(shè)計(jì)，確保施工過(guò)程安全性和規(guī)范性貼合實(shí)際需求。特別是對(duì)水庫(kù)和大壩建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行分析時(shí)，要保證對(duì)比分析和施工地址選擇符合要求，并對(duì)數(shù)據(jù)信息綜合分析后，運(yùn)行最佳設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化施工項(xiàng)目的便利度和準(zhǔn)確性[4]。

在對(duì)水利工程項(xiàng)目具體運(yùn)行參數(shù)和框架進(jìn)行分析的過(guò)程中，主要是對(duì)沉降和變形情況進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)，并利用整體運(yùn)行結(jié)構(gòu)對(duì)工程項(xiàng)目的范圍參數(shù)進(jìn)行集中確定。另外，工程項(xiàng)目中若是使用盾構(gòu)施工，則需要從工程樁中間穿過(guò)，狀結(jié)構(gòu)中間的距離要控制在1.7～1.8 m之間[5]。為了更好的維護(hù)施工運(yùn)行結(jié)構(gòu)和施工流程，就要借助精密距離測(cè)量技術(shù)以及角度測(cè)量技術(shù)等進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)，確保管理框架的完整度，也要進(jìn)一步提高監(jiān)理水準(zhǔn)測(cè)量的準(zhǔn)確度。只有保證布設(shè)測(cè)點(diǎn)穩(wěn)定有效，整體沉降測(cè)量和工程水平位移結(jié)構(gòu)貼合實(shí)際需求，才能更好的優(yōu)化施工效果和施工質(zhì)量[6]。

3.3 GIS技術(shù)

利用GIS技術(shù)能對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，并且保證數(shù)據(jù)收集的及時(shí)性和有效性，針對(duì)水利工程項(xiàng)目的選址以及項(xiàng)目規(guī)劃進(jìn)行集中管控，也能對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和施工管理工作進(jìn)行系統(tǒng)化分析，確保技術(shù)運(yùn)行結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)完整度貼合實(shí)際需求。在水利工程項(xiàng)目中利用GIS技術(shù)，也能針對(duì)實(shí)際問(wèn)題建構(gòu)有效的防洪規(guī)劃，制定有效的應(yīng)急預(yù)案，并且對(duì)環(huán)境容量進(jìn)行集中管控，確保能有效指導(dǎo)居民按照計(jì)劃進(jìn)行有序遷移，只有保證蓄洪區(qū)規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目有效推進(jìn)，才能一定程度上保證工程項(xiàng)目的基本質(zhì)量和工作效率[7](圖3)。

圖3 遙感技術(shù)下水庫(kù)影像圖

除此之外，技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中，也能借助技術(shù)參數(shù)對(duì)河道和水系領(lǐng)域分布圖進(jìn)行有效繪制，確保能和RS技術(shù)融合在一起，保證能對(duì)水域的開(kāi)發(fā)情況以及污染情況進(jìn)行集中處理和綜合管控，保證設(shè)計(jì)規(guī)劃以及整體施工流程能得到有效指導(dǎo)和綜合管理。在不影響水利工程項(xiàng)目工期的基礎(chǔ)上，一定程度上保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)符合實(shí)際方案，從而實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，對(duì)相應(yīng)危險(xiǎn)因素進(jìn)行及時(shí)調(diào)取，并且建構(gòu)相應(yīng)的防護(hù)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

在水利工程項(xiàng)目施工測(cè)繪過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員要針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行集中處理和綜合管控，確保管理結(jié)構(gòu)和技術(shù)運(yùn)行模型能符合要求，也一定程度上提高在整體數(shù)據(jù)測(cè)量的完整度和準(zhǔn)確性，滿足水利工程項(xiàng)目中關(guān)于工程勘測(cè)和監(jiān)管的要求，進(jìn)一步提升水利工程測(cè)繪項(xiàng)目的發(fā)展水平，為我國(guó)水利工程項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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2017-01-07

路兆慶(1982-)，男，河南林州人，工程師，主要從事水利工程測(cè)量工作。

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1004-1184(2017)03-0158-02