數(shù)字化測繪技術(shù)及其在水利工程中的應(yīng)用研究

唐維陽 胡玉龍 葉瑞鋒 張蕓

摘? 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)也得到較快發(fā)展，并且在各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。測繪設(shè)備儀器經(jīng)過多年的發(fā)展，在性能方面呈現(xiàn)數(shù)字化、智能化、定位精準(zhǔn)的特點(diǎn)。數(shù)字化測繪技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)時代產(chǎn)生，屬于新型高科技技術(shù)，將數(shù)字化測繪技術(shù)應(yīng)用于水利工程中，能夠使測繪質(zhì)量與測繪水平得到大大提高。本文論述了常見的數(shù)字化測繪技術(shù)，研究了該項(xiàng)技術(shù)的工程應(yīng)用優(yōu)越性，并且分析了具體的應(yīng)用案例，為從事水利工程測量的施工人員以及相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化測繪技術(shù);水利工程;工程測量

中圖分類號：TV221? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）09-0112-03

0? 引? 言

在水利工程、建筑工程以及交通工程勘察、施工的各個階段，都有測量工作;在傳統(tǒng)測量中，主要依賴人工對大量測量數(shù)據(jù)進(jìn)行文本化的記錄，這樣一來，需要投入較多人力與物力，測量數(shù)據(jù)容易散失，而且往往出現(xiàn)數(shù)據(jù)混淆的情況，引發(fā)計(jì)算錯誤，最終造成錯誤的測量結(jié)果;在嚴(yán)重的情況下，將會對整個工程的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量帶來極大危害。

相對傳統(tǒng)測圖技術(shù)，數(shù)字化測圖技術(shù)更加簡便、更加精準(zhǔn);在充分利用數(shù)字化測圖、數(shù)字化成圖方法的基礎(chǔ)上，發(fā)展了數(shù)字化測繪技術(shù)。在各類工程建設(shè)中，工程測量具有重要的地位，在工程測量中，數(shù)字化測繪技術(shù)具有全面性，是比較先進(jìn)的技術(shù)，有著十分廣泛的發(fā)展前景。數(shù)字化測繪技術(shù)提高了水利工程測量的準(zhǔn)確度，并朝著自動化、智能化的方向發(fā)展。水利工程建設(shè)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有關(guān)鍵性的作用，相關(guān)部門需要不斷加大水利工程相關(guān)技術(shù)的研究力度，確保水利工程的建設(shè)質(zhì)量。在水利工程測量中，由于數(shù)字化測繪技術(shù)具有操作簡便、測量精確、準(zhǔn)確度較高的特點(diǎn)，能夠提高測量工作的精確度與準(zhǔn)確度。

1? 常見的數(shù)字化測繪技術(shù)

1.1? 數(shù)字化原圖技術(shù)

數(shù)字化原圖技術(shù)是指在計(jì)算機(jī)中錄入原有地圖數(shù)據(jù)，然后以數(shù)字化的方式處理原圖，形成數(shù)字化地圖。在利用傳統(tǒng)測繪技術(shù)中遇到的各類問題（比如，由于過多人工干預(yù)，人工記錄測繪數(shù)據(jù)，人工計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確等問題），能夠通過這種數(shù)字化的測繪技術(shù)有效地進(jìn)行解決，給水利工程測量工作帶來便利，妥善地避免由于測繪出現(xiàn)問題所引起的工程整體質(zhì)量問題。

1.2? 數(shù)字化成圖技術(shù)

在測量工程中，針對水利工程項(xiàng)目的測量是十分重要的內(nèi)容;通常情況下，水利工程測量工作在野外開展，采用傳統(tǒng)測繪方法，耗費(fèi)較多資源，比較難以得到相對理想的測繪效果。因此，在這種情況下，水利工程測量工作的實(shí)際需求就無法得到真正滿足。在數(shù)字化成圖技術(shù)中，方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，利用現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)管理工具，對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理都比較方便;利用網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)，對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行安全防護(hù)管理，對數(shù)據(jù)錄入、修改等工作進(jìn)行多次權(quán)限校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)的安全性與完整性。

1.3? GIS技術(shù)

GIS技術(shù)，即地理信息系統(tǒng)。該技術(shù)基于地理空間，分析地理模型，實(shí)時獲取空間地理信息數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化為地理圖形，為設(shè)計(jì)提供一手資料。利用GIS技術(shù)，將測繪數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)人員根據(jù)測繪數(shù)據(jù)，構(gòu)成GIS空間動態(tài)模型，能夠比較方便地展示水利資源狀況，結(jié)合當(dāng)前實(shí)際狀況，給出合理的水利工程設(shè)計(jì)方案。

1.4? GPS技術(shù)

GPS技術(shù)能夠全天候地提供高效、高精度導(dǎo)航，對被測量對象的點(diǎn)、線、面，能夠同時實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S坐標(biāo)。

GPS技術(shù)的使用過程如下：首先，選擇一個GPS點(diǎn)，設(shè)置一些埋點(diǎn)和標(biāo)簽;其次，在埋點(diǎn)處進(jìn)行GPS接收裝置的安裝，以確保每個埋點(diǎn)與大功率射頻源之間的距離不小于50m，并且在周邊15°范圍內(nèi)沒有障礙物以確保穩(wěn)定選擇;最后，進(jìn)行GPS的觀測，并且可以通過GPS軟件檢索微觀報(bào)告，進(jìn)入靜態(tài)相對定位模式并觀察控制點(diǎn)。

2? 數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)勢

數(shù)字化測繪技術(shù)是一種新的制圖技術(shù)，具有很多優(yōu)點(diǎn)，在工程測量中具有很高的價值和效益。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)使其廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，大大提高了工程測量的自動化和精度。該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)包含以下幾點(diǎn)：

（1）在數(shù)據(jù)存儲方面，數(shù)字化測繪技術(shù)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，其數(shù)據(jù)存儲相對容易，數(shù)據(jù)能夠很方便地進(jìn)行存儲，大大降低了數(shù)字產(chǎn)品信息變形的可能性，盡可能減少重復(fù)測量情況的發(fā)生，節(jié)省工程測量成本;同時，該技術(shù)可以更有效地保存信息并實(shí)時處理信息，以及時滿足多種類型客戶的特定需求。

（2）測量結(jié)果更準(zhǔn)確。數(shù)字化測繪技術(shù)具有很高的精度。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)進(jìn)行對比，該技術(shù)可以提高地圖制圖的精度，因此在水利工程測量過程中使用該技術(shù)，能夠使錯誤測量的概率降低，采集得到的測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精確度都比較高;同時，采用數(shù)字化測繪技術(shù)，給測量工作帶來較大便利，可以自動存儲數(shù)據(jù)，縮短了測量過程占用的時間，一方面提高了測量質(zhì)量，另一方面也提高了測量效率。

（3）數(shù)字化測繪技術(shù)可以更清晰、更直觀地顯示測量結(jié)果。數(shù)字軟件和計(jì)算機(jī)軟件可用于測量工程測量的地形并繪制模型，以便相關(guān)人員可以更直觀地查看項(xiàng)目現(xiàn)場的地形。

（4）采用數(shù)字化測繪技術(shù)，能夠得到屬性信息更加豐富的圖形。在實(shí)際工程測量過程中，采用數(shù)字化測繪技術(shù)，能夠精確確定地圖繪制的位置信息，并在地圖繪制過程中合理使用各種符號，達(dá)到繪制地圖地形的目的;數(shù)字測繪技術(shù)的使用，能夠使得地形屬性信息等更加明確，因此能夠降低水利工程測量的難度，減輕測量工作的工作量，提高效率。

3? 數(shù)字化測繪技術(shù)在水利測量中的應(yīng)用

數(shù)字化測繪技術(shù)由于其特有的優(yōu)勢，在很多領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用都取得了一定的進(jìn)展，主要包括數(shù)字化成圖技術(shù)、RTK測量技術(shù)、GIS技術(shù)、地圖數(shù)字化技術(shù)等，在水利測量工程方面取得了非常不錯的成績。

3.1? 數(shù)字化成圖技術(shù)在水利測量中的應(yīng)用

水利工程繪圖對準(zhǔn)確度要求很高，在某些情況下，地圖的比例尺不能滿足要求，因此需要尋求一種更好的解決方式，而數(shù)字化成圖技術(shù)能很好地滿足這一需求，利用該技術(shù)能夠繪制出準(zhǔn)確度較高的圖。而且，數(shù)字化成圖技術(shù)在水利測量工程中的應(yīng)用，成本低，設(shè)備少，所以，應(yīng)用數(shù)字化測繪技術(shù)，提高了實(shí)際工作中的測繪效率，降低測繪了成本。在水利工程測量中，需要更加嚴(yán)謹(jǐn)，以確保人民的財(cái)產(chǎn)不受到侵害，因此需要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究，排除干擾數(shù)據(jù)，提高測量數(shù)據(jù)的正確性。

3.2? RTK測量技術(shù)在水利測量中的應(yīng)用

目前，RTK測量技術(shù)的應(yīng)用最廣泛，支持進(jìn)行實(shí)時測量，在水利工程測量中的應(yīng)用主要包含以下幾個方面：

（1）高程測量。高程測量是水利工程測量的基礎(chǔ)工作，RTK測量技術(shù)的使用，使得能夠依據(jù)實(shí)際環(huán)境，針對每個測量點(diǎn)的高程，進(jìn)行合理地測量。

（2）渠道管線測量。渠道管線測量是水利工程的重要組成部分，使用傳統(tǒng)技術(shù)對其進(jìn)行測量存在一定的困難，主要是因?yàn)榍拦芫€長度大、分布范圍廣，因此引入了RTK測量技術(shù)，利用該技術(shù)，對渠道管線能夠進(jìn)行相當(dāng)精確的測量，以滿足水利工程的要求。

（3）水利工程變形情況測量。水利工程在施工過程中或者施工結(jié)束后，存在發(fā)生變形的可能，對這些變形情況的測量，傳統(tǒng)測量技術(shù)存在一定的難度，而RTK技術(shù)的應(yīng)用，使得對變形區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)測量成了可能，從而根據(jù)測量到的變形數(shù)據(jù)，研究出合適的解決方案。

在水利工程的施工過程中，使用RTK測量技術(shù)在戶外進(jìn)行作業(yè)時，以下兩個要點(diǎn)需要特別注意：

（1）測量點(diǎn)的合理選擇。為了使得測量數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)，應(yīng)盡量選擇與高壓線的距離較遠(yuǎn)、避開無線電發(fā)射源，并且視野開闊的區(qū)域，如果已存在測量點(diǎn)，則應(yīng)該使用原有的測量點(diǎn)，并且需要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。

（2）測量計(jì)劃的合理制定。制定測量計(jì)劃前，必須對水利工程進(jìn)行實(shí)際的考察，根據(jù)實(shí)際情況，制定出一個合理有效的測量計(jì)劃。

3.3? GIS技術(shù)在水利測量中的應(yīng)用

為了獲得精準(zhǔn)度較高的關(guān)于水利工程的空間信息的地理圖形，應(yīng)該采用GIS技術(shù)，并將其運(yùn)用到水利工程測量中。在實(shí)際的工程應(yīng)用中，首先需要建立存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，用來保存和水利工程相關(guān)的數(shù)據(jù);然后在這些已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用GIS技術(shù)，繪制水利工程的分布圖，進(jìn)而制定出水利工程的GIS空間動態(tài)模型;最后對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，獲取精準(zhǔn)度較高的地理圖形，確保水利工程建設(shè)工作能夠順利地開展。

3.4? 地圖數(shù)字化技術(shù)在水利測量中的應(yīng)用

地圖數(shù)字化技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用是指利用計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)和相關(guān)設(shè)備對所獲得的水利工程測量的原始圖形進(jìn)行數(shù)字化，以便快速獲得數(shù)字地圖。地圖數(shù)字化技術(shù)通常在時間緊迫的時候使用，并且原始圖中存在大量需要修改的問題。在處理水利工程的地形圖時，通常使用掃描儀和數(shù)字軟件。由于地圖數(shù)字化技術(shù)是原始地形圖的處理和再處理，可能會丟失地圖上的一些信息，這樣一來，從某種程度上將影響后續(xù)工作。因此，在地圖數(shù)字化之后，應(yīng)該進(jìn)行必要的野外工作以減少地圖地形信息的丟失。

4? 結(jié)? 論

當(dāng)前，科技進(jìn)步很快，每年都會涌現(xiàn)出很多新技術(shù)。新技術(shù)的出現(xiàn)，使得數(shù)字化測繪技術(shù)也在不斷地發(fā)展完善，因此，數(shù)字化測繪技術(shù)在水利工程方面的應(yīng)用將會是必然趨勢。數(shù)字化測繪技術(shù)融合了多種技術(shù)，比如測量技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化成圖技術(shù)等，將該技術(shù)應(yīng)用于水利工程，不僅能夠降低工程測量的工作量，更為重要的是提高了工程測量中的數(shù)據(jù)質(zhì)量，保障了測量工程的質(zhì)量，提高工作效率。數(shù)字化測繪技術(shù)應(yīng)用于水利工程測量工作，使得數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)越性得到了最大限度的發(fā)揮，使得工程質(zhì)量得到保障，對我國水利工程測量工作產(chǎn)生了很大的影響，為其以后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

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作者簡介：唐維陽（1989-），男，漢族，江蘇揚(yáng)州人，技術(shù)支持，助理工程師，本科，研究方向：測繪和地理信息;胡玉龍（1987-），男，漢族，江蘇南京人，生產(chǎn)經(jīng)理，工程師，本科，研究方向：測繪和地理信息;葉瑞鋒（1985-），男，漢族，江蘇泰興人，副生產(chǎn)經(jīng)理，工程師，碩士研究生，研究方向：測繪和地理信息;張蕓（1992-），女，漢族，江蘇泰州人，資料整編員，助理工程師，本科，研究方向：測繪和地理信息。