數(shù)字化測繪在水利工程中的應(yīng)用構(gòu)建

何朝昆

石城縣水利局，江西贛州 342700

1 數(shù)字化測繪技術(shù)及其特點(diǎn)

現(xiàn)代測繪技術(shù)是數(shù)字化測繪技術(shù)的具體實現(xiàn)技術(shù)，這是相對于傳統(tǒng)模擬測繪方法而言的，現(xiàn)代測繪技術(shù)是在高精度的測繪儀器、計算機(jī)以及計算機(jī)軟件的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，現(xiàn)在已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的使用。

數(shù)字化測繪技術(shù)在水利工程中也具有重要應(yīng)用，在水利工程中，數(shù)字化測繪技術(shù)代替了傳統(tǒng)測繪技術(shù)中人工模擬測圖的方法，提高了工程測量精度，可以準(zhǔn)確測量地形地貌，保障水利工程測繪的精度性、安全性。

傳統(tǒng)的測繪方法中，制圖往往是一項腦力與體力勞動相結(jié)合的工作，內(nèi)業(yè)需要大量的數(shù)據(jù)處理，費(fèi)時費(fèi)力，制圖時間長，成圖種類比較單一，在中大型工程項目中很難大規(guī)模使用。數(shù)字化測繪技術(shù)主要分為三個階段，第一階段是測量數(shù)據(jù)的獲取以及輸入，第二階段是數(shù)據(jù)處理，第三階段是測繪地圖輸出?，F(xiàn)在，應(yīng)用現(xiàn)代3S測繪技術(shù)以及先進(jìn)的基礎(chǔ)測繪儀器，結(jié)合計算機(jī)軟件，可以直接將數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、編輯以及繪圖，提高制圖效率和精度[1]。水利工程中的數(shù)字化測繪的軟件，主要的功能模塊有大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、土方測量等，通過地理信息系統(tǒng)可以加強(qiáng)水利工程數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。

數(shù)字化測繪技術(shù)不僅加快了測繪工程學(xué)科的發(fā)展速度，也加快了水利工程的數(shù)字化進(jìn)程，應(yīng)用數(shù)字化測繪技術(shù)便于存儲和傳輸數(shù)據(jù)，有利于實現(xiàn)資源共享。

2 水利工程測量中現(xiàn)存的問題

傳統(tǒng)的水利工程測量項目中，涉及到的測量對象有很多，受地形地貌以及工作人員主觀因素等原因的影響，使得傳統(tǒng)的測量方法存在很多不足之處[2]。

一是在水利工程中河道測量是比較常見的測量對象，主要測量的參數(shù)是基本數(shù)據(jù)、水下泥表面和周圍地帶的地形地貌特征等，精度較差，測量員工作強(qiáng)度非常大，對專業(yè)技術(shù)要求非常高。而且，河道的實際情況和水下地形非常復(fù)雜，河床也并不是整齊劃一的，這也為測繪工作帶來了很大的挑戰(zhàn)。近年來，隨著測繪技術(shù)的不斷更新，水利工程中的河道測量工作也由傳統(tǒng)測繪技術(shù)測量改為采用數(shù)字化測繪技術(shù)測量，這樣的測量方法可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)測繪的缺陷。

二是水利工程重視建設(shè)施工的過程，在管理和維護(hù)工作中的重視時有放松。在水利工程項目完工后，很多工程監(jiān)管不到位，設(shè)施老化嚴(yán)重，造成了后期毀壞嚴(yán)重的現(xiàn)象，很多水利工程沒有實現(xiàn)計劃的目的和作用[3]。應(yīng)用數(shù)字化測繪技術(shù)，可以采用高分辨率衛(wèi)星，動態(tài)監(jiān)測水利工程的情況，便于加大管理和維護(hù)的力度，保證水利工程在人民生活和工業(yè)生產(chǎn)中的作用正常發(fā)揮。

三是水利工程項目規(guī)劃受到工程技術(shù)、合理開發(fā)以及長期社會經(jīng)濟(jì)效益的制約，在規(guī)劃時可能存在不合理的現(xiàn)象。針對工程所在具體的地形地貌等特殊情況，不能做到相互兼顧，很多水利工程會有今年建、明年棄、后年廢現(xiàn)象的發(fā)生。采用數(shù)字化的測繪技術(shù)可以在規(guī)劃中合理規(guī)劃用地，不浪費(fèi)土地資源。

3 數(shù)字化測繪在水利工程中的應(yīng)用

3.1 數(shù)字化測繪技術(shù)在水利工程項目中的緊迫性

在水利工程項目中，數(shù)字化測繪技術(shù)可以保證工程項目正確開展，保證工程項目可以有效進(jìn)行?，F(xiàn)在，很多小型水利工程對于測繪技術(shù)的重視明顯是不夠的，很多水利工程由于這個原因，會在后期的施工中產(chǎn)生很多問題。因此，無論是大中型水利工程，還是小型水利工程，都應(yīng)當(dāng)給予數(shù)字化測繪高度重視，利用數(shù)字化測繪技術(shù)提升水利工程的治理[4]。

數(shù)字化測繪技術(shù)在水利工程中應(yīng)該具有更加重要的地位，在保證精度的情況下，數(shù)字化測繪技術(shù)可以減少測量員的外業(yè)工作量，降低勞動人員的工作強(qiáng)度，又可以加強(qiáng)水利工程施工的整體質(zhì)量。

3.2 水利工程測繪的主要工作內(nèi)容

水利工程中，測繪工程的主要工作內(nèi)容是地下地貌、土石方開挖和混凝土工程等。大壩的施工測繪主要是對大壩軸線定位和測設(shè)、壩身高程控制測量、壩身平面控制測量、和壩身細(xì)端放樣測量、大壩變形觀測等。

水利工程施工開始前期，應(yīng)當(dāng)給具有資質(zhì)的測繪人員下發(fā)測量工作任務(wù)，掌握工程基本數(shù)據(jù)，在施工地點(diǎn)建立一個符合測繪級別的高程控制網(wǎng)和平面控制網(wǎng)，并認(rèn)真核對控制點(diǎn)的精度和質(zhì)量布置施工網(wǎng)絡(luò)，利用控制點(diǎn)進(jìn)行測量精度核算。施工過程中，同樣離不開測繪技術(shù)，這一階段主要是對前期工作的跟蹤測繪，核對石混合料和壩體堆石、土方開挖軸線等的測量精度。在得到完整的水利工程測繪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，上報到監(jiān)理單位，經(jīng)由監(jiān)理單位專門工程師批準(zhǔn)備案后，完成水利工程的測繪工作。

在水利工程中，測繪工程是工程建設(shè)中最重要的一個環(huán)節(jié)，貫穿整個項目工期，在一定程度上，測量結(jié)果的精度直接影響著水利工程項目的整體質(zhì)量，因此，對于任何一個水利工程來說，測繪技術(shù)都起著不可替代的重要作用。

3.3 數(shù)字化測繪技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

數(shù)字化測繪技術(shù)是在傳統(tǒng)測繪技術(shù)上發(fā)展起來的一個新興測繪技術(shù)，主要是利用3S技術(shù)對測繪目標(biāo)進(jìn)行測繪，獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，利用專業(yè)技術(shù)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析或制圖[5]。3S技術(shù)是指全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS以及攝影測量與遙感RS。GPS技術(shù)在生活中廣泛應(yīng)用，電子地圖、實時定位等都是GPS的應(yīng)用，GPS的精度較低，然而在復(fù)雜地形地貌中具有特別的優(yōu)勢，因此在水利工程中得到廣泛使用；GIS可以幫助水利工程建立強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)存儲、共享中具有重要作用；RS可以通過衛(wèi)星影像或無人機(jī)，對地面進(jìn)行攝影測量，數(shù)據(jù)源眾多，可以根據(jù)不同需求使用不同類型的影像。

3.3.1 GPS技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用

通常來說，大中型水利工程所處的位置地形地貌比較特殊，不能滿足傳統(tǒng)測繪技術(shù)通視的條件，控制點(diǎn)較少，施工和測量工作人員進(jìn)入作業(yè)相對比較困難，高精度的完成測量是一項困難的工作，且工作量巨大，體力消耗非常大，又存在安全威脅。利用GPS就可以避免這些問題，在晴朗天氣作業(yè)中，一是由于GPS基準(zhǔn)站的接收機(jī)不受地形、氣候和時間這些因素的制約，有利于測繪人員作業(yè)，可以獲取高精度的水利工程測繪數(shù)據(jù)，且具有較高的工作效率；二是工作人員使用GPS測量數(shù)據(jù)便于內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與分析，減少控制點(diǎn)的使用。

3.3.2 GIS在水利工程測繪中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)技術(shù)在大中型水利工程建設(shè)中是最重要的科學(xué)手段之一，在大中型水利工程建設(shè)已經(jīng)普遍使用?？梢圆捎肎IS手段建立水利工程數(shù)據(jù)庫，將地理、地質(zhì)、環(huán)境以及人文等多方面的信息綜合錄入到數(shù)據(jù)庫，快速、高效、準(zhǔn)確地為工作人員提供信息和數(shù)據(jù)。這樣更加節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，提高工作效率，也可以提高水利工程的工作質(zhì)量。

3.3.3 RS在水利工程測繪中的應(yīng)用

近年來，隨著我國衛(wèi)星事業(yè)的不斷發(fā)展，遙感技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)都有了很廣泛的應(yīng)用，遙感數(shù)據(jù)主要分為光學(xué)數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)，在水利工程中可以根據(jù)不同的需求以及不同的環(huán)境特點(diǎn)，選擇不同類型的衛(wèi)星數(shù)據(jù)來做數(shù)據(jù)分析。通過遙感衛(wèi)星圖像，可以通過圖像解譯等手段，完成高質(zhì)量的地形圖、地貌圖以及專題地圖的制作，這是遙感技術(shù)在水利工程中最普遍的應(yīng)用方法。遙感技術(shù)也可以幫助水利工程合理規(guī)劃設(shè)計，深入研究工程選址地點(diǎn)的地形地貌特點(diǎn)，尤其是在分析地理構(gòu)造方面具有很大的優(yōu)勢。此外，遙感技術(shù)的工作多數(shù)是在室內(nèi)作業(yè)，因此減少外業(yè)工作時間，便于工作人員完成水利測量工作任務(wù)。

4 結(jié)語

最近幾年，隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的不斷發(fā)展，我國水利工程也發(fā)生著巨大的變化，并取得了長足的發(fā)展，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中起著重要作用。測繪技術(shù)是水利工程中最基礎(chǔ)的技術(shù)，測繪的精度一方面可以保證水利工程順利開工，另一方面決定著水利工程的工程質(zhì)量，因此，需要先進(jìn)的測繪技術(shù)來保證工程測量的精度，特別是在大中型水利工程建設(shè)項目中，更加重視測繪工作的精度。因此，本文分析了現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)及其特點(diǎn)，找出了水利工程中測量技術(shù)的現(xiàn)存問題，在此基礎(chǔ)上，闡述了如何在水利工程中應(yīng)用數(shù)字化測繪提高精度。水利工程也是衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)準(zhǔn)，從業(yè)人員應(yīng)當(dāng)在基礎(chǔ)方面嚴(yán)抓質(zhì)量，保證精度，為我國的水利工程產(chǎn)業(yè)做出一定的貢獻(xiàn)。