劉怡清

摘 要：當(dāng)前，依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)字化技術(shù)在各應(yīng)用領(lǐng)域中均有所普及，數(shù)字化、智能化的設(shè)備儀器變得愈加重量輕、體積小，同時(shí)其定位也愈加準(zhǔn)確，基于這樣的優(yōu)勢(shì)與特色，水利工程嘗試將其應(yīng)用到水利工程的測(cè)量值中，以實(shí)現(xiàn)測(cè)繪自動(dòng)化的發(fā)展目標(biāo)。本文試對(duì)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)于水利工程測(cè)量之中的應(yīng)用狀況進(jìn)行分析與研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)；水利工程；工程測(cè)量；應(yīng)用效果

中圖分類號(hào)：TV211 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

既往對(duì)交通項(xiàng)目、建筑工程、水利工程的測(cè)量，主要使用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，這種測(cè)量工作需要耗費(fèi)大量的物力與人力，記錄數(shù)據(jù)需要使用大量的文本，不僅很容易散失，更容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)混淆，導(dǎo)致計(jì)算出錯(cuò)，影響測(cè)量的最終結(jié)果。而在進(jìn)入21世紀(jì)后，測(cè)量技術(shù)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展愈加的智能化和多樣化，水利工程測(cè)量甚至在近些年來呈現(xiàn)出數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)。目前，我國(guó)水利工程所使用的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)主要有網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)字化測(cè)量技術(shù)、全球定位系統(tǒng)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)以及地理信息技術(shù)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，這些技術(shù)均有非常廣泛的應(yīng)用范圍，即將其用于水利工程測(cè)量，將會(huì)大大提高測(cè)繪質(zhì)量與測(cè)繪水平。

一、優(yōu)勢(shì)特色

（一）測(cè)繪精度高

相較于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)所使用的手繪成圖方式，數(shù)字化的測(cè)繪技術(shù)可以借助計(jì)算機(jī)軟件獲得精度較高的成圖，測(cè)繪人員進(jìn)行在外作業(yè)時(shí)可以借助工作站對(duì)水利工程進(jìn)行區(qū)域性測(cè)量，減少了大范圍區(qū)域性測(cè)量對(duì)人員數(shù)量的需求，其數(shù)據(jù)收集是24小時(shí)不間斷的，這大大減輕了測(cè)量人員的工作量。事實(shí)上，當(dāng)前許多測(cè)繪站都可以收集水利工程的三維坐標(biāo)，數(shù)據(jù)收集后可以自動(dòng)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，再經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)將匯集而來的數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖芯克羞M(jìn)行分析，如此可以使在外測(cè)量作業(yè)完成得更加高效。

（二）智能化加工

相較于傳統(tǒng)的手工繪圖方式，數(shù)字化的測(cè)繪技術(shù)更具有現(xiàn)代化特色，可以借助計(jì)算機(jī)及其配套軟件對(duì)測(cè)量所得的各種要素與數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的加工，經(jīng)過加工的數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換成各種各樣的圖件產(chǎn)品，用以滿足測(cè)量人員對(duì)數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的各種應(yīng)用性需求。

（三）數(shù)據(jù)反饋直觀化

相較于傳統(tǒng)的純數(shù)據(jù)式信息反饋，數(shù)字化的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在數(shù)據(jù)反饋上更加直觀，只需要利用多媒體技術(shù)便可以展現(xiàn)出測(cè)繪對(duì)象的具體影像，測(cè)量人員可以做到對(duì)被測(cè)量對(duì)象的全面了解，而不必像使用傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)那樣還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與多重加工才能獲得勉強(qiáng)可以利用的結(jié)果。

（四）保管安全

數(shù)字化產(chǎn)品的一大特點(diǎn)就是保管，其特殊的保存介質(zhì)可以避免外力帶來的損傷與變形問題，測(cè)量人員可以重復(fù)使用數(shù)字化產(chǎn)品。而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)多以紙質(zhì)形式保存，易發(fā)生重復(fù)或變形等問題，使用次數(shù)過多會(huì)出現(xiàn)損傷，無法多次重復(fù)使用。

二、具體應(yīng)用

（一）數(shù)字化原圖技術(shù)

利用這種技術(shù)可以將大比例尺的原圖通過矢量圖掃描儀錄入到電腦中，再借助數(shù)字化軟件將測(cè)量所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)化為數(shù)字地形圖，在短時(shí)間內(nèi)得到準(zhǔn)確性較高的結(jié)果圖。需要注意的是，就精確度而言，數(shù)字化測(cè)繪的原圖與結(jié)果圖二者之間存在一定聯(lián)系，水利測(cè)量過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生 一定程度的誤差，最終獲得的結(jié)果圖與原圖之間也存在著一定差異，借助數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)生成的相關(guān)圖紙致使在反映各種地形地貌時(shí)缺乏足夠的現(xiàn)勢(shì)性，若要獲得更加精確的結(jié)果，需要對(duì)水利工程進(jìn)行實(shí)地補(bǔ)測(cè)，或?qū)y(cè)量結(jié)果進(jìn)行修改。

（二）數(shù)字化成圖技術(shù)

并不是所有地區(qū)都具有大比例尺的地圖，在為這類區(qū)域進(jìn)行水利工程測(cè)量時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)“內(nèi)外一體化”的業(yè)務(wù)模式，使用數(shù)字化成圖技術(shù)來提升水利工程測(cè)量精確性。在應(yīng)用了這種技術(shù)之后，不僅工程測(cè)量工作的效率可以得到明顯的提高，成本支出也會(huì)明顯減少。事實(shí)上，數(shù)字化成圖技術(shù)所需的依仗很少，只需要使用少量輔助型設(shè)備即可有效提高測(cè)量準(zhǔn)確性，但若要獲得更好的測(cè)量效果，則應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)分析研究工作，避免人為因素給測(cè)量結(jié)果帶來的影響，否則若是頻繁出現(xiàn)失誤，將有可能引發(fā)嚴(yán)重的事故。

（三）GPS技術(shù)

GPS技術(shù)是由GPRS連接和監(jiān)聽模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、GPS數(shù)據(jù)處理模塊、GPS數(shù)據(jù)接收模塊、以及GPRS信息處理模塊這5部分組成，地面控制系統(tǒng)（如圖1所示）、用戶設(shè)備系統(tǒng)以及空間星座系統(tǒng)是其3個(gè)子系統(tǒng)，可以全天候地發(fā)揮出高效、高精度導(dǎo)航。將這種技術(shù)應(yīng)用到水利工程測(cè)量中，可以同時(shí)定位被測(cè)量對(duì)象的點(diǎn)、線、面，隨后借助處理模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S坐標(biāo)。GPS技術(shù)具有高精度的優(yōu)勢(shì)，一個(gè)基線<50km的水利工程，其定位精度也能達(dá)到1×10-6；若是基線長(zhǎng)度增加，定位精度也會(huì)隨之提高。

該技術(shù)的應(yīng)用流程為：首先進(jìn)行GPS選點(diǎn)，設(shè)置若干個(gè)埋設(shè)點(diǎn)并標(biāo)號(hào)；隨后在埋設(shè)點(diǎn)安裝GPS接收設(shè)備，確保各埋設(shè)點(diǎn)與大功率無線電發(fā)射源之間的距離不小于50m，并且周邊15°范圍內(nèi)不存在障礙物，以確保選點(diǎn)穩(wěn)定。之后可以進(jìn)行GPS觀測(cè)，借助GPS軟件檢索微型報(bào)表，進(jìn)入靜態(tài)相對(duì)定位模式，觀測(cè)控制點(diǎn)。

（四）GIS技術(shù)

地理信息系統(tǒng)，即GIS技術(shù)，其基于地理空間對(duì)地理模型進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)獲得各種空間地理信息，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具體的地理圖形，以供設(shè)計(jì)人員使用。測(cè)量人員在使用GIS技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量時(shí)，應(yīng)將收集到的信息納入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便于設(shè)計(jì)人員檢索與瀏覽空間數(shù)據(jù)，形成GIS的空間動(dòng)態(tài)模型，對(duì)水力資源一目了然，進(jìn)而為水利工程設(shè)計(jì)出合理的河道保潔切入點(diǎn)、灌溉設(shè)施，等等。

以聞名世界的三峽大壩水利工程為例，其除了承擔(dān)著防洪、灌溉、發(fā)電等重要作用，水利工程周邊土地的利用也是非常重要的一方面，原有的土地利用狀況在三峽工程完成后出現(xiàn)了明顯的變化，需要利用GIS技術(shù)來進(jìn)行測(cè)繪。首先，應(yīng)該使用GIS系統(tǒng)來取三峽庫(kù)區(qū)的地理信息，如：庫(kù)區(qū)總面積在6.3×104km2左右，其中90%以上為山地或丘陵，河谷平地等可耕作面積不足5%，但是當(dāng)?shù)厝丝谝恢背示徛鲩L(zhǎng)狀態(tài)，人均耕地桑不足0.09公頃，為了可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，必須要加大對(duì)該區(qū)域土地的利用。隨后，要使用GIS系統(tǒng)來選擇數(shù)據(jù)，如：熱量、水分、土壤、土地類型、人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等因素，將其結(jié)合并作出進(jìn)一步分析。之后，應(yīng)該基于信息員特征，將該區(qū)域土地利用特點(diǎn)作為主要指標(biāo)，將不同類型的土地標(biāo)注在圖像上，并在文件中做好相應(yīng)的圖像解譯標(biāo)志，使設(shè)計(jì)人員可以清晰將可利用土地與不可利用土地區(qū)分開，在可利用土地上，GIS系統(tǒng)還能基于數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息將一般地物、地物生長(zhǎng)特點(diǎn)等信息標(biāo)注在地形圖上，這樣在進(jìn)行水利工程的后續(xù)建設(shè)時(shí)可以結(jié)合實(shí)際情況對(duì)可用土地進(jìn)行規(guī)避，以提高土地的利用率。

結(jié)語

水利工程建設(shè)之前需要對(duì)所在地區(qū)的地質(zhì)水文條件進(jìn)行勘測(cè)，傳統(tǒng)人工測(cè)繪方式精確度不高且消耗較大，測(cè)量人員可以使用GIS、GPRS等數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，精確度與測(cè)量工作效率更高。

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