賀立捧

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴陽550000)

0 引 言

德江觀音灘水庫工程位于德江縣龍泉鄉(xiāng)敖家河河段，位于E107°56′～108°07′，N28°09′～28°16′。項(xiàng)目測繪工作主要主要為設(shè)計(jì)、水文、地質(zhì)、移民專業(yè)提供測繪資料，內(nèi)容包括:GPS 控制測量，河道縱橫斷面測量，1∶500 地形圖測繪，1∶500 丘塊圖，1∶2 000地形圖測繪等。工作任務(wù)繁重，工期緊張，河道兩岸山地陡峭的灌木林、陡崖，工作難度大，且存在安全隱患。

結(jié)合項(xiàng)目情況，若采用傳統(tǒng)的測繪方法很難在規(guī)定的工期內(nèi)，高質(zhì)量地完成測繪工作的各項(xiàng)任務(wù)，因此工作組決定采用GPS 控制網(wǎng)擬合高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)取代常規(guī)水準(zhǔn)測量，大比例尺地形圖及丘塊圖采用數(shù)字化攝影測量、動(dòng)態(tài)GPS 及常規(guī)儀器野外測量相結(jié)合的方法進(jìn)行，與傳統(tǒng)常規(guī)測量相比，在多方面進(jìn)行了改進(jìn)，以提高測繪產(chǎn)品質(zhì)量、提高工作效率與克服地理環(huán)境因素影響的，保質(zhì)保量的完成本次測繪任務(wù)［1］。

1 資料收集與分析

通過對該區(qū)域已有成果成圖資料的收集、分析、評(píng)價(jià)，可利用資料見表1 ～2。

表1 收集已有資料成果表

表2 已知點(diǎn)成果表

經(jīng)現(xiàn)場核查，以上已知點(diǎn)標(biāo)識(shí)都保存完好，可供使用。

2 現(xiàn)代測量技術(shù)在項(xiàng)目中的綜合應(yīng)用

2.1 控制網(wǎng)布設(shè)

2.1.1 平面控制網(wǎng)

平面控制利用德江C 級(jí)控制點(diǎn)GPS3、GPS5 作為觀音灘水庫工程控制網(wǎng)的起算點(diǎn)，建立覆蓋整個(gè)測區(qū)的GPS 首級(jí)控制網(wǎng)，編號(hào)為:GP01……GP30，均采用刻石造標(biāo)，坐標(biāo)系采用1954 年北京坐標(biāo)系，中央子午線為108°。外業(yè)觀測時(shí)間為65 min為一個(gè)時(shí)段，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用格式，采用Ash-tech solutions軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。觀音灘水庫工程工程GPS 由34 點(diǎn)(含2 個(gè)C 級(jí)點(diǎn)、2 個(gè)二等水準(zhǔn)點(diǎn)與30 個(gè)新增控制點(diǎn))，117 條基線邊組成，經(jīng)GPS 解算后，115 條基線解算通過，2 條基線局部局部解算，禁止該兩條基線參與控制網(wǎng)平差，其中最長邊為8025m，最短邊為176 m，GPS 測量相對定位成果符合以下要求:

1)數(shù)據(jù)點(diǎn)的高度角＞15°。

2)基線解中距離殘差的標(biāo)準(zhǔn)差≤30 mm。

4)異步環(huán)和同步環(huán)各坐標(biāo)分量閉合差應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的要求。

5)最弱點(diǎn)GP24、GP25 相對精度為27 mm，最弱邊GP14-GP12 相對中誤差為1/154791，小于規(guī)范要求1/40000。

2.1.2 高程控制網(wǎng)

由于地形復(fù)雜，工期緊張，且適逢寒冬，給常規(guī)水準(zhǔn)測量帶來了較大的困難，工作組決定先采用GPS 高程作為項(xiàng)目區(qū)的高程控制網(wǎng)。通過野外踏勘，決定將思德Ⅱ-13、Ⅱ-17 國家二等水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測到GPS 控制網(wǎng)中，兩個(gè)二等水準(zhǔn)點(diǎn)加上兩個(gè)聯(lián)測有四等水準(zhǔn)的C 級(jí)點(diǎn)，在控制網(wǎng)中分布合理，能夠較好的內(nèi)插出區(qū)域內(nèi)高程異常值，從而保證較高的GPS高程控制網(wǎng)精度。經(jīng)GPS 解算平差后，控制網(wǎng)精度完全能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)劃階段精度要求［2］。

2.1.3 圖根控制測量

此次大比例尺成圖及丘塊測量都是采用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)、動(dòng)態(tài)GPS 與常規(guī)測量聯(lián)合作業(yè)進(jìn)行，因此對圖根點(diǎn)的布設(shè)仍然存在一定的要求，而采用傳統(tǒng)的導(dǎo)線測量方法布設(shè)，既耗時(shí)又費(fèi)力，且存在累積誤差。

動(dòng)態(tài)GPS 技術(shù)在圖根測量方面的應(yīng)用，早已得到驗(yàn)證，且精度高于常規(guī)導(dǎo)線測量，因此本項(xiàng)目中，所有圖根點(diǎn)的布置都采用動(dòng)態(tài)GPS 進(jìn)行，且在地面用油漆做好標(biāo)記，以供檢核與使用［3］。

2.2 大比例尺地形圖及丘塊測量

2.2.1 1∶500 地形圖

因搜集到航片在時(shí)相及空間分辨率方面都尚不能滿足1∶500地形圖的測量的精度要求，為了保證精度，壩區(qū)1∶500地形圖測量采用全野外數(shù)據(jù)采集方法進(jìn)行。采用動(dòng)態(tài)GPS、徠卡全站儀(TC407)、托普康全站儀(GPT3002LN)半自動(dòng)化采集系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)。標(biāo)識(shí)地物、地貌、數(shù)據(jù)屬性的代碼設(shè)計(jì)與國家標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，具有科學(xué)性，可擴(kuò)性、通用性、唯一性、統(tǒng)一性。細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)測量采用極坐標(biāo)法，量距法和交會(huì)法等。設(shè)站時(shí)，儀器對中誤差＜3 mm，定向點(diǎn)與檢核點(diǎn)的平面位置誤差＜圖上0.15 mm，檢核另一測站點(diǎn)(或其他控制點(diǎn))高程較差＜1/6 基本等高距，即16.7 cm。

用繪制草圖的數(shù)字化成圖系統(tǒng)，在采集數(shù)據(jù)的現(xiàn)場，實(shí)時(shí)、詳細(xì)地繪制草圖，注明單位名稱和山名、地名;采集的數(shù)據(jù)時(shí)測距邊最大長度地物點(diǎn)＜160 m，地形點(diǎn)小于300 m嚴(yán)格按照規(guī)范要求;實(shí)地對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，刪除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，并對錯(cuò)漏數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)測，超限的數(shù)據(jù)進(jìn)行重測。由于上壩址地形較為復(fù)雜，陡崖測量難度極大。

在對人力難以到達(dá)的陡崖，采用托普康全站儀(GPT3002LN)的免棱鏡功能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，但在數(shù)據(jù)采集過程中尤其強(qiáng)調(diào)儀器與陡崖成垂直關(guān)系，或者多角度對陡崖進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以便對陡崖進(jìn)行修正，以保證其準(zhǔn)確度。

內(nèi)業(yè)利用南方測繪儀器公司研制的數(shù)字化成圖軟件CASS7.1 進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，基本等高距為1 m，數(shù)據(jù)文件的格式具有通用性，便于轉(zhuǎn)換。提供給用戶使用。具體技術(shù)要求按《500、1∶1 000、1∶2 000地形圖圖式》GB/T20257.1-2007 執(zhí)行。

2.2.2 1∶2000 地形圖測繪

根據(jù)判斷，在測繪資料檔案館收集到的航空攝影相片能夠滿足繪制測區(qū)1∶2 000地形圖的要求，因此確定采用數(shù)字?jǐn)z影測量的方法進(jìn)行測區(qū)1∶2 000地形圖的繪制。

嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行像控，影像裁切拼接，內(nèi)定向，絕對定向，編繪成圖。由于航片拍攝時(shí)間較早，因此部分區(qū)域存在地物地貌的變動(dòng)，因此數(shù)字?jǐn)z影測量成圖之后，為了保證地形圖質(zhì)量，工作組組織了野外調(diào)繪，對變動(dòng)的地物地貌及航偏上不能體現(xiàn)的地物進(jìn)行實(shí)地調(diào)繪。

2.2.3 丘塊測量

根據(jù)前文所述GPS 控制網(wǎng)，采用動(dòng)態(tài)GPS 沿庫區(qū)作加密控制點(diǎn)后進(jìn)行淹沒實(shí)物指標(biāo)測量，使其高程及平面精度滿足丘塊圖測量要求。

在測量過程中，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，保證測量工作的精度，用繪制草圖的數(shù)字化成圖系統(tǒng)，在采集數(shù)據(jù)的現(xiàn)場，實(shí)時(shí)，詳細(xì)地繪制草圖，注明丘塊號(hào)、村組戶名。

內(nèi)業(yè)利用南方CASS7.0 成圖系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化成圖，數(shù)據(jù)文件的格式具有通用性，便于轉(zhuǎn)換。具體技術(shù)要求按GB/T20257.1-2007《國家基本比例尺地圖圖式第一部分1:500、1:1000、1:2000 地形圖圖式》;GB/T14912—2005《1∶5001∶10001∶2000外業(yè)數(shù)字測圖技術(shù)規(guī)程》嚴(yán)格執(zhí)行。

在成圖過程中發(fā)現(xiàn)，對于問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理，通過實(shí)地檢查，及時(shí)補(bǔ)測，在現(xiàn)場解決問題，提供給用戶合格的產(chǎn)品。施工區(qū)紅線范圍由我院施工設(shè)計(jì)院人員提供，施測時(shí)采用RTK 進(jìn)行施測。淹沒區(qū)占地范圍涉及到兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和國有河流沙灘，占地面積依次為龍泉鄉(xiāng)148.26 hm2，煎茶鎮(zhèn)31.1 hm2，國有河流沙灘20.66 hm2。

樞紐區(qū)除了石料場、砂石加工系統(tǒng)、備料堆場及附屬公路位于龍泉鄉(xiāng)八一村和居池壩村交界位置，大部分占地主要集中在壩址附近，涉及到龍泉鄉(xiāng)良家壩村和八一村。

2.3 斷面測量

為了滿足水文專業(yè)的要求，我們進(jìn)行河道縱橫斷面測量及洪痕點(diǎn)調(diào)查。我們對整個(gè)庫區(qū)按照相關(guān)規(guī)范及水文的要求進(jìn)行河道縱橫斷面測量，河道橫斷面測量位置由水文專業(yè)人員在1/1 萬地形圖上劃定，共計(jì)44 條橫斷面;河道縱斷面測量按照水文的要求測至相應(yīng)位置，河道縱橫斷面的外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)計(jì)算、繪制按照《水利水電測量規(guī)范》相關(guān)技術(shù)規(guī)定執(zhí)行。以上河道資料已提供水文專業(yè)人員使用，精度及密度均滿足要求。

3 結(jié) 語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國也愈加重視水利工程的建設(shè)，并且投入引也有了明顯的增加，水利工程測繪設(shè)計(jì)、硬件設(shè)施、軟件技術(shù)等方面均得到了一定的發(fā)展，水利工程測繪不但面臨著新的挑戰(zhàn)也帶來了新的機(jī)遇，促進(jìn)了水利工程建設(shè)的新發(fā)展。

在水利工程測繪工作中，一定要加強(qiáng)其嚴(yán)謹(jǐn)性，進(jìn)而對硬件設(shè)施的要求也在提高，軟件技術(shù)也要提供更加全面、準(zhǔn)確的支持。實(shí)踐證明，在保證測繪精度的前提下，在項(xiàng)目中應(yīng)靈活使用現(xiàn)代技術(shù)與原常規(guī)測量方法，相互促進(jìn)，相互補(bǔ)充，靈活運(yùn)用，大膽創(chuàng)新，不僅可以大大提高了圖形的精度和產(chǎn)品質(zhì)量，也提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，擁有了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］陳曉紅.時(shí)期下水利工程中GPS 測繪新技術(shù)的發(fā)展及作用研究［J］.科技致富向?qū)В?012(12):78-79.

［2］黎晶晶，紹才，振華.GPS 在水利工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題分析［J］.農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科學(xué)，2011(05):42-43.

［3］王國慶.新時(shí)期水利工程中GPS 測繪新技術(shù)的發(fā)展及作用研究［J］.水利工程，2013(10):156-157.