蔡范光

(江西省民盛水利建設(shè)有限公司，江西九江332005)

工程測量新技術(shù)、新方法在水利施工中的應(yīng)用

蔡范光

(江西省民盛水利建設(shè)有限公司，江西九江332005)

水利工程測量如果不能將偏差控制在國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)，不但會直接影響到工程施工質(zhì)量，甚至?xí)霈F(xiàn)安全責(zé)任事故，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致工程的重建。伴隨著科技的發(fā)展與社會的進(jìn)步，大量的工程測量的新技術(shù)與新的方法被應(yīng)用于水利工程建設(shè)中來。文章重點(diǎn)探討了GPS定位新技術(shù)、電子平板儀、數(shù)字地圖、全自動測圖儀在水利工程測量中的應(yīng)用。

工程測量;水利工程;施工質(zhì)量;GPS;工程建設(shè)

1 工程測量在工程建設(shè)中的重要作用

工程測量是指在工程項(xiàng)目建設(shè)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行的測量工作，例如設(shè)計(jì)階段在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時，實(shí)地進(jìn)行考察，對重要位置的測量，主要是為工程建設(shè)提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的地形資料，保證工程建設(shè)的科學(xué)性與合理性;施工階段，在工程建設(shè)過程中，在建設(shè)各個建筑構(gòu)件前，都要對構(gòu)件所在位置進(jìn)行測量定位，是施工順利進(jìn)行以及施工及安全的重要依據(jù);竣工驗(yàn)收，在工程驗(yàn)收期間，對于建筑物重要的構(gòu)件的位置、尺寸進(jìn)行測量，檢驗(yàn)施工質(zhì)量是否達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求。

工程測量是水利、路橋、市政建設(shè)以及其他各種建筑物順利進(jìn)行的前提與基礎(chǔ)。工程測量工作對工作人員的專業(yè)性要求較高，工作過程中需要多個人共同協(xié)助配合完成，涉及到的環(huán)節(jié)復(fù)雜繁多，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的誤差都可能導(dǎo)致整個工程建設(shè)質(zhì)量與安全［1］。

就水利工程而言，由于其多處于地理位置復(fù)雜，測量實(shí)施難度大的偏遠(yuǎn)山區(qū)，或山嶺丘壑，進(jìn)行工程測量時困難重重，且工作人員的人身安全還會受到威脅，因此，水利工程測量中使用新技術(shù)不但可以提高測量的準(zhǔn)確性，簡化測量任務(wù)，降低測量工作的難度，保證的測量質(zhì)量，還減輕了測量工作人員的心理壓力，保障了其人身安全，在水利工程建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 水利工程測量新技術(shù)介紹及應(yīng)用

2.1 GPS定位新技術(shù)

GPS全球定位系統(tǒng)即導(dǎo)航衛(wèi)星測量時和測距/全球定位系統(tǒng)。此系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代由美國國防部研制的最新一代衛(wèi)生導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。此系統(tǒng)于20世紀(jì)90年代與24顆軌衛(wèi)星結(jié)合在一起共同組成了實(shí)用的運(yùn)行系統(tǒng)。此系統(tǒng)應(yīng)用的原理為:地面上任何固定的或是移動的接收天線都可以接收到此系統(tǒng)連續(xù)向地面發(fā)射的信號，地球上所有地方可以在全天24 h任何時間里實(shí)現(xiàn)自動定位。

此系統(tǒng)除了可以滿足簡單的目標(biāo)定位功能，還要通過收集到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到高精度的定位，從而達(dá)到大地測量、攝影測量相類似的專業(yè)性要求較高的高精度測量。

GPS定位系統(tǒng)能夠被各個領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用，最大的優(yōu)勢就在于其不受地理形態(tài)的限制，不受時間的限制，通過全天候的定位系統(tǒng)，利用接收機(jī)可以測算出地球上任何位置的三維坐標(biāo)［2］。

GPS定位系統(tǒng)在水利工程測量中的應(yīng)用是十分廣泛的。眾所周之，水利工程多處于深溝險(xiǎn)壑之地，不但地形復(fù)雜、地勢險(xiǎn)峻、地表植被茂密、野生動物遍布，通視條件極差，控制點(diǎn)密度較低，利用光學(xué)儀器進(jìn)行控制測量則困難重重。

而GPS接收機(jī)不受地形條件、氣候條件的影響，還不受季節(jié)與時間的限制，就可以將準(zhǔn)確、高效的完成控制測量與定位工作。

2.2 電子平板儀

電子平板儀主要由全站儀、便攜計(jì)算機(jī)組成的硬件和測圖工具構(gòu)成的軟件兩部分。它是將全站儀所獲取的目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸給便攜機(jī)，數(shù)據(jù)可以直接在便攜機(jī)上得到處理，地形圖直接在便攜機(jī)上繪制出來。

平板儀測圖不但易于掌握，還節(jié)省了室內(nèi)再次繪圖的時間，成圖的精度與速度也有效的提高了。打印機(jī)可以將外業(yè)采集到的數(shù)據(jù)與便攜機(jī)上繪制的地形圖直接的輸出，如果發(fā)現(xiàn)圖紙上存在偏差，還可以直接進(jìn)行編輯修改，作業(yè)計(jì)算。電子平板儀的成圖為數(shù)字地圖，數(shù)據(jù)地圖的優(yōu)點(diǎn)就在于編輯修改容易、成圖精度高、成圖速度快、成圖周期短。

水利工程建設(shè)對地形圖的精度與詳細(xì)度要求是十分高的，它除了要借助于現(xiàn)有的地圖資料外，還會要求每項(xiàng)水利工程都要一定數(shù)量不同比例的地形圖，然而，電子平板儀的使用將測制十分困難的地形圖大大的簡化了，它會通過全站義來采集目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，使用便攜計(jì)算機(jī)來處理計(jì)算機(jī)，無需手工讀數(shù)與記錄，無需圖板人工手繪。

全站儀憑借著其高精度、長視距的特性，可以非常容易的進(jìn)行圖根點(diǎn)數(shù)量的增加與減少。除此之外，電子平板儀不受圖幅分幅限制，在進(jìn)行測圖時，可以不用進(jìn)行圖幅的拼接，可以將拼圖的誤差控制到最低［3］。

2.3 數(shù)字地圖

水利工程的設(shè)計(jì)與施工必須要在地形圖上完成規(guī)劃設(shè)計(jì)，確定每一個水利建筑物的坐標(biāo)、高程、方位以及規(guī)模，水利工程中渠道、管道、水庫壩體的建設(shè)需要繪制方面斷面圖，在地形圖上需要確定水庫匯水面積、淹沒邊界線，以此來推算水庫建設(shè)的搬造范圍，還要利用地形圖進(jìn)行水庫庫容的計(jì)算，完成庫容曲線的繪制。

數(shù)字地圖是由電子平板儀、全自動測圖系統(tǒng)和其他數(shù)字化設(shè)備共同完成制作的。全站儀主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集，計(jì)算機(jī)主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與數(shù)學(xué)地面模型的建立，并完成數(shù)字地圖的生成工作。

根據(jù)數(shù)字地圖與數(shù)字地圖模型的任意一點(diǎn)的平面坐標(biāo)與此點(diǎn)的高程相結(jié)合，插繪等高線，完成斷面圖的繪制，進(jìn)行水利工程中重要構(gòu)件組成的規(guī)劃設(shè)計(jì)。利用計(jì)算機(jī)來處理數(shù)字地圖是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中的典型應(yīng)用，通過水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件的使用，就可以完成數(shù)字地圖的設(shè)計(jì)。在測量水工建筑物時，如果將含有設(shè)計(jì)建筑物的數(shù)字地圖結(jié)合全站儀用于地圖上設(shè)計(jì)點(diǎn)三維坐標(biāo)的測量時，只需要用鼠標(biāo)點(diǎn)定數(shù)字地圖的設(shè)計(jì)點(diǎn)就可實(shí)現(xiàn)。從這個操作過程中，很容易看出，數(shù)字地圖在施工放樣中的應(yīng)用，不必從圖紙上量取測設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)的數(shù)值，不但減少了工作量，還減少了人為的量取誤差。在操作過程中，數(shù)字地圖測設(shè)點(diǎn)數(shù)值的運(yùn)算提取可以自動完成，放樣工作也同樣可以由計(jì)算機(jī)控制全站儀自動完成，自動化的工作方式可以極大的避免了人為誤差，還具有快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，提高了放樣精度，提高了放樣效率。

2.4 全自動測圖儀

全自動測圖儀實(shí)現(xiàn)的原理為，在攝影測量中，采用GPS輔助空中三角測量、多片影像匹配轉(zhuǎn)點(diǎn)、自檢校光束平差和自動粗差探測技術(shù)，利用數(shù)字影像將空間三維表面重新建立起來，此過程為自動化實(shí)現(xiàn)，并且數(shù)字模型和影像的正射糾正以及高線的影像圖、三維透視景觀影像都是自動生成的。

全自動測圖儀在水利工程建設(shè)中的使用，不但有效縮短了航測成圖的周期，簡化了外業(yè)航測作業(yè)，提高了航測效率，還保護(hù)了工作人員的人身安全，還可以完成短時間內(nèi)布置下來的緊急測量任務(wù)。

3 結(jié)語

工程測量新技術(shù)與新方法的出現(xiàn)與被廣泛的應(yīng)用，是工程技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，也是社會發(fā)展的必然趨勢。作為工程測量人員，也應(yīng)有這種危機(jī)感與緊迫感，應(yīng)不斷的學(xué)習(xí)先進(jìn)的、科學(xué)的測量技術(shù)與方法，并將這些新技術(shù)與方法應(yīng)用到實(shí)際的測量工作中，不斷的提升自己的專業(yè)技能，為我國水利工程建設(shè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

［1］柳旭光，周志林.基于GPS-RTK在水利工程測量中的應(yīng)用方法［J］.科技風(fēng)，2013(10):91.

［2］賈喜梅.水利工程測量管理的不足與改進(jìn)措施［J］.科技傳播，2010(23):57-58.

［3］刀金華.試析如何提高水利工程測量量水平［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012(14):139.

U231.3

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1007-7596(2014)05-0180-02

2014-01-08

蔡范光(1979-)，男，江西九江人，工程師。