水利工程中现代测绘技术的应用

摘要：在我国存在着大量的河流湖泊，其不仅能够为人们的生活以及工农业生产提供水资源，还蕴含着取之不尽、用之不竭的能源。为了对水资源进行保护和有效利用，大量的水利工程得以建设，在蓄水、灌溉、水运、养殖、发电等方面做出了巨大的贡献。文章对测绘技术的发展进行了分析，并对现代测绘技术在水利工程中的应用进行了研究。

关键词：水利工程；现代测绘技术；水资源；控制测量；地形图勘测；库容计算 文献标识码：A

中图分类号：TV221 文章编号：1009-2374（2016）24-0039-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.019

可持续发展理念的深化带动了清洁能源的开发，水利工程项目也随之快速发展。为了保证水利工程的质量，要求做好测绘工作，而从测绘工作的效率、成本、質量等方面综合考虑，将现代测绘技术应用于水利工程领域，有着良好的效果，能够在确保水利工程建设顺利进行的同时，强化对于自然生态环境的保护，推动社会的持续健康发展，应该得到相关技术人员的重视。

1 现代测绘技术的发展

测绘是指针对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置以及属性等进行相应的测定和表述，并对获取的信息和数据信息处理，为工程建设或者城市规划等提供准确可靠的数据支持。

在科学技术发展的带动下，我国的测绘技术经过了多个不同的发展阶段，由传统测绘模式到数字化测绘模式，再到现在的信息化测绘模式，在测绘工作的效率、质量等方面取得了巨大的进步。现代测绘技术可以说是在信息化技术发展的背景下，对于传统测绘技术的一次革新，其主要技术包括了3S技术，即GPS、GIS和RS，这三种技术在测绘领域的应用推动了测绘模式的变革和发展，取得了非常显著的成就。而在不断的发展过程中，3S技术实现了融合和集成，构建出了可靠的地球表面时空模型，不仅能够对地面物体及其所处环境的几何信息进行明确，还可以通过相应的定位，给出物体的精确空间位置，更能够利用专业的平台，进行模型的综合分析与处理，从而满足使用者的各种不同需求。

另外，数字化摄影测量技术同样是现代测绘技术的重要组成部分，相比于模拟摄影测量和解析摄影测量，数字摄影测量能够与GIS系统相互结合，实现测绘生产过程的数字化，也能够与GPS技术结合，在不需要地面控制点的情况下，实现航空摄像测量，将繁重劳累的外业测量工作变得更加简单轻松。

现代测绘技术发展所带来的意义是非常重大的：一是有利于实现城市的信息化管理，通过测绘资料中不同的等级控制点坐标地形图以及各种比例尺，可以得到城市的详细信息，从而为城市的信息化管理提供了基础保障；二是能够为城市地理方位信息的绘制提供技术支持，GPS技术和RS技术的发展加快了空间信息的处理和更新速度，使得人们能够对空间进行快速准确定位，为相关地形图的绘制提供完善的测绘资料。

2 现代测绘技术在水利工程中的应用

以某水利工程工程的建设和管理为例，对现代测绘技术的应用情况进行分析。该水利工程兼具了防洪、灌溉、发电、养殖、水运等功能，属于大型综合性工程，是当地经济建设中一个非常重要的工程项目，设计库容量达到1.31亿m3，正常蓄水位达到360m，坝体最大高度为58m，长为312m，主要建筑物包括大坝、导流洞、发电引水系统、厂房以及溢洪道等。由于水利工程自身的规模巨大，占地面积较广，加上大部分处于环境恶劣的山林地区，地质测量的难度巨大。在这种情况下，应用现代测绘技术降低外业测量的工作量和难度，提升测绘结果的准确性与可靠性就显得尤其重要。

2.1 控制测量

通常情况下，水利工程建设从各个方面进行考虑，在选址过程中都是选择地形地质相对复杂的山林地区，以减少人为活动的影响，保证水利工程的稳定可靠运行。而在这些区域，不仅地表植被众多、通视条件差，而且国家控制点极少，如果利用传统的光学仪器进行控制测量，工程量和难度都非常大。而利用GPS技术能够有效对上述问题进行解决，在不受通视条件、地形条件、气候条件、时间条件等的影响下，实现快速、准确的控制测量和相应的定位工作，减少甚至摒弃对于像控点的需求，降低测量工作的难度和工作量，提升测量的工作效率。

2.2 地形图勘测

传统测量模式中，地形图的勘测主要包括了外业测量和内业分析，由专业测量人员携带测量设备进行野外实地测量，然后利用采集到的数据进行内业成图。在地形图勘测中，比较常用的技术包括了RS技术和三维激光扫描技术，其中RS技术能够得到可靠的遥感图片，已经逐渐发展成为小比例尺地形图、像片图和专用图编制与修订的主要手段之一。同时利用遥感像片，还可以对水利工程进行流域规划，并结合像片判读，对水利工程所处流域的地形地貌、地质水文、地表植被等进行深入分析和研究，从而对坝址进行选择，并对水库淹没和浸润的范围进行明确，做好库区搬迁工作，保证周边居民的生命财产安全。三维激光扫描技术在水利工程中能够实现对于斜坡稳定性以及高陡边坡地质的测量工作，在具体应用中，需要首先对水利工程的测区环境进行考察，获得完整的区域数据信息，以小型测站为基础，对标靶和扫描仪的位置进行确认，针对特殊区域进行拍照，提供给后期图形编辑处理。应该采用决定方式对每一个标靶的坐标进行精密测量，并转换为统一的坐标系，以方便进行处理和分析。之后，利用Cyclone软件得到地物特征点，以固定格式输出并导入CASS，对地物进行绘制。

2.3 库容计算

水库库容的计算是水利工程建设的关键环节，也是测绘工作的一部分。在传统测绘模式中，受技术条件的影响，水库库容的计算通常都是采用手工计算的方式，工作量巨大、耗时长，而且可能存在人为误差，精度难以保证。而利用现代测绘技术中的数字地形图，通过加大采集点密度的方式，能够有效提高地形图上水库面积计算的精度和准度，同时还可以在地形图中绘制等高线，增加水库库容计算的层次，进一步提升库容计算的精度。与传统手工计算方式相比，这种方式得到的水库库容更加高效，也更加精准，同时方便实现水库的自动化管理。

2.4 点位测设

点位的测设可以说是水利工程施工测量的基本目标之一，主要是结合已知的坐标、高程、长度和角度等数据，对点位进行测量和设置，需要注意，施工测量对于放样精度和地形图的精度都有着较高的要求，需要做好测量管理工作。在该水利工程中，由于工程规模巨大，为了保证施工效果，需要在整个施工区域内布设相应的施工控制网，利用网内的控制点进行施工放样工作。GPS技术的应用能够极大地减少施工控制网对于中间过渡控制点的需求，从而减轻工作量。在针对水工建筑进行点位测设的过程中，可以在包含设计建筑的数字地形图中，直接获得设计点的三维坐标，将其输入到全站仪中，配合棱镜移动，就能够实现对于设计点的准确放样；如果条件允许，也可以采用移动动态GPS进行直接放样。通过这样的形式能够简化图纸测量点位坐标的环节，在减轻工作负担的同时，也可以有效避免人为误差，提升放样的效率和质量。

2.5 变形监测

对水利工程建筑进行相应的变形监测，是保障工程安全稳定运行的重要前提，能够及时发现工程在使用过程中出现的各种问题，并及时对其进行分析和处理。与传统变形监测方式相比，利用GPS设备代替经纬仪所进行的变形监测，能够对监测基准点的选点条件进行改善，减少地形以及通视条件的约束，布点方式更加灵活；GPS设备自身的特点使得其可以在任何时间进行监测工作，不会受到气候因素、时间因素等的影响，同时其自身的高精度定位功能完全能够满足大坝变形监测对于精度的要求。不仅如此，GPS设备观测得到的数据可以在经系统自动处理后，对于原始数据直接给出大坝的水平以及垂直位移的变形数据，不需要进行人工对比计算，在简化工作流程的同时，也方便了管理人员对于大坝变形原因的分析和处理，在确保水利工程安全稳定运行方面发挥着重要作用。

2.6 资源管理

在当前的技术条件下，GIS技术是水利资源管理的有效平台，RS技術则是水资源监测的重要手段，在这两种技术的相互配合下，能够为水利工程的管理提供客观真实的数据信息，在水利工程选址、规划、设计以及施工的各个环节都发挥着非常关键的作用。另外，水利主管部门还可以利用GIS技术，绘制相应的流域水系分布，构建相应的数据库，通过对各种数据信息的收集、整理和分析，得到详细全面的水资源信息，在此基础上，可以实现对于水资源的合理利用。

3 结语

总而言之，在水利工程建设中，应用现代测绘技术能够显著地提升测绘工作的效率和质量，获得更加准确全面的数据信息，为水利工程的设计和施工管理奠定良好的基础，切实保证水利工程的整体质量和稳定运行。

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作者简介：黄波（1980-），男，江西宜春人，江西省赣西土木工程勘测设计院工程师，研究方向：测绘工程。

（责任编辑：蒋建华）