发布时间:2024-04-03 15:38:11
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水利水电工程测量是工程测量学科的分支,是直接为水利水电工程建设服务的专业性学科。按照工程建设程序,水利水电工程测量分为规划设计阶段的测量、施工兴建阶段的测量和运营管理阶段的测量。按照测量内容,水利水电工程测量分为地形测量、水下测量、变形监测以及地下洞室测量等几部分,通过对大地测量技术、卫星定位技术(GPS)、数字摄影测量与遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)技术等技术的不断融合,水利水电工程测量领域,目前已经涵盖了线路测量、地籍与界线测量、旌工测量、计量测量等多方面内容,而且还会不断拓宽。
1、地形测量
地形测量指的是测绘地形图的作业,即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行铡定,并按一定比例缩小,用符号和注记绘制成地形图。随着全站仪和计算机技术的普及,开发数字成图软件,并采用三维数字地形测绘技术已经成为现代数字地形测绘技术的主要方向。数字化测绘技术的作业模式主要有:电子平板模式、数字测记模式和数字摄影测量模式。
电子平板模式主要采用全站仪、便携机以及地形图绘图软件,作业方式有测站和镜站两种。其特点是模拟传统白纸成图,作业直观,无需编码,测绘不易产生错漏,但便携机电池使用时间短、相对笨重且稳定性差,比较适合平坦地区、城镇地区地形测图,不适合环境条件恶劣的水利水电工程地形图测绘。
数字测记模式主要采用全站仪、草图以及带有地物编码的地形图内业绘图软件等。它适合各类环境数字地形图测绘,但是作业不直观,测量点号与草图点号可能产生不一致,易产生地物错漏,对现场绘制草图人员要求较高。
数字摄影测量模式主要采用全站仪、掌上测图系统以及地形图内业绘图软件。它克服了笔记本电脑电子平板的缺点,发挥笔记本电脑、电子手薄、掌上平板的优点,可视化界面,人性化设计,操作简单,携带方便,环境适应性强,是目前较为理想的野外测绘数据采集及成图工具。
2、变形监测
变形监测又称变形测量,是对变形体进行测量,确定其空间位置及内部形态的变化特征。水利水电工程的变形监测主要包括基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测、监测资料分析等内容,目前常用的变形监测方法主要有大地测量法、基准线测量法以及液体静力水准测量方法等。
2.1大地测量法
大地测量方法是变形监测的经典方法,可完成变形监测基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测等工作,测量设备主要有电子水准仪、精密全站仪,测量方法包括传统的三角测量、几何水准测量、交会测量和现代的边角测量、三角高程测量等方法。大地测量方法利用常规大地测量仪器,理论方法成熟,数据可靠,观测费用较低,但观测时间长,劳动强度高,横度易受观测条件影响,自动化和智能化曰茎较低。
2.2基准线测量法
基准线法是水平位移变形监侧的常用方法,土石坝、重力坝、支墩坝等直线形大坝的坝体、坝基一般采用引张线法、真空激光准直法和垂线法观测,若坝体较短可采用视准线法、大气激光准直法观测:拱坝坝体坝基主要采用垂线法或大地测量法观测:近坝区岩体、高边坡、滑坡体水平位移监测主要采用大地测量法、视准线帮唾÷线法。
2.3液体静力水准测量方法
垂直位移监测技术主要有水准测量、三角高程测量、液体静力水准测量技术,目前发展最快的是液体静力水准测量技术。液体静力水准测量系统特别适用于坝体廊道内高程观测及高程传递,它通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里,可用于跨河与跨海峡的水准测量:通过一种压力传感器,允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。
3、水下测量
传统的水下测量一般以经纬仪、电磁波测距仪及标尺、标杆,采用断面法或极坐标法及交会法定位,并用测深杆和测深锤来采集水深数据,这种方法效率低,误差大,已经很少采用。近年来随着卫星定位技术的发展,DGPS、GPS RTK及CORS系统配合多波束测深仪得到了广泛的应用。DGPS是以某已知点作为基准点,基准点的GPS接收机连续接收卫星信号,并与已知点的位置进行比较,确定当时误差的伪距修正值,将这些修正值通过无线电台接收,用户接收机接收修正值来实时校正GPS信号。目前GPSRTK及CORS系统定位已i盘到厘米级的定位精度,并且能够做到实时无验潮测量,对于大面积的水下地形测量,可以大大缩短工作周期,减轻劳动强度。
4、地下洞室测量
测量是一门实践性强,技术操作性要求高,是贯穿于水利水电工程建设全过程的基本工作,是从事水利水电工程规划设计与施工技术工作的基本条件。在水利水电工程建设中起着举足轻重的作用,被誉为工程建设的眼睛和尖刀兵。
一、测量在水利水电工程建设中的地位
测量作为一门能采集和表示各种地物和地貌的形状、大小、位置等几何信息,以及能把设计的建筑物、设备等按设计的形状、大小和位置准确地在实地标定出来的技术,在各种工程建设中的应用广泛。
在国民经济建设中,例如水利水电工程的建设、工业与民用建筑建设、道路与桥梁建设等,都需要利用测量提供的资料和图纸进行规划设计,选定经济合理的方案,并通过测量配合各项工程的施工,保证设计意图正确执行。竣工后还要编绘竣工图,以满足工程的使用、管理、维修以至扩建的需要。
测量工作在水利水电工程建设中起着十分重要的作用。我国的水资源按人口平均是很少的,只有世界人均占有量的四分之一,但因我国地域辽阔,水资源总量却居世界第6位,许多未开发利用。为了合理开发和利用我国的水资源,治理水旱灾害,必须进一步发展水利事业,兴建水利工程,但是,水利工程的规划、设计、施工和运行管理各个阶段都离不开测量工作。
二、测量在水利水电工程建设中的任务
在水利水电工程建设中,测量是一项很重要的工作,它在水利水电工程中的主要任务是:
1、为水利工程规划设计提供所需的地形资料,规划时需提供中、小比例尺地形图及有关信息以及进行建筑物的具体设计时需提供大比例尺地形图;
2、在工程施工阶段,要将图上设计好的建筑物按其位置,大小测设于地面,以便据此施工,称为施工放样;
3、在施工过程中及工程建成后的运行管理中,都需要对建筑物的稳定性及变化情况进行监测――变形观测,确保工程安全。
由此可见,测量工作贯穿着整个水利水电工程全过程。
三、测量在水利水电工程建设中的作用
测量被称为水利水电工程施工的眼睛,测量放线为水利工程施工开辟了道路,提供方向。准确、周密的测量工作不但关系到一个水利工程是否能顺利按图施工,而且还给施工质量提供重要的技术保证,为质量检查等工作提供方法和手段。可以这样说,如果没有测量,水利水电工程施工将寸步难行。
1、测量在水利水电工程开工建设前期的作用
在水利水电工程开工建设前期,测量工作都必须按照建设单位的建设规模和要求,以及按照自然条件和预期目的,进行规模设计。在这个阶段中的测量工作,主要是为水利水电工程施工提供各种比例尺的地形图与地形数字资料,另外还要为工程地质勘探、水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于水利工程主坝或在地质条件不良的地区进行建设,则还要对地层的稳定性进行观测。
2、测量在水利水电工程施工建设过程中的作用
每项水利水电工程建设的设计,都必须经过讨论,审批和批准之后,才能进入施工阶段。这时,首先要将所设计的水工建筑物,按照施工的要求在现场标定出来(即所谓定线放样测量),作为实地修建的依据。例如对于整个大坝来说,首先应确定坝轴线,根据坝轴线的位置依次确定溢流坝段、非溢流坝段、电站厂房、闸门等位置。
为此,要根据水利水电工程建设地形、性质以及施工的组织与计划等。建立不同形式的施工控制网。作为定线放样测量的基础,然后再按照水工建筑物位置与施工的需要,采用各种不同的放样方法,将图纸上所设计的内容移到实地,这就是我们常听到的“先整体后局部”、“先控制后碎部”。 这一步工作非常重要,测量精度要求非常高,关系整个水利水电工程建设的成败。假如在这一环节里面出现了差错,那将会造成重大事故,带来的经济损失无法估量。在水利施工行业里也发生过类似事故:因为测量数据的错误,小数点向前移了一位,将图纸上水工建筑物的开挖线后移十米,事故的处理结果是:把超挖部分用混凝土进行回填,直接经济损失近百万,从而增加了工程成本,影响了施工进度。可见水利水电工程中的控制测量是多么的重要。
在水利水电工程主体施工阶段,测量的主作任务是施工放样,放样内容包括地面点位放样和高程放样。地面点位放样的精确度直接影响施工质量,所以每次混凝土施工完毕后,第一道工序就是测量放样,通过测量放样不但能够为下一道工序提供依据,并且能及时发现上一道工序所遗留下来的问题,使得现场施工人员及时处理已经发生的问题,避免了问题的累积,最终导致工程事故。
在高程放样方面,测量能为模板施工提供准确的基准点,是模板施工平整度的保证,同时为混凝土施工提供标高控制线,保证施工后混凝土平整度。精确的标高控制,是施工人员严格按图施工的前提。对于施工面积较大的工程,如何保证模板施工的总体平整度、混凝土面的平整度,基本的前提就是测定一个准确、详细的标高控制系统面。
3、测量在水利水电工程运行管理阶段的作用
水利水电工程竣工后,进入运行管理阶段,为了监测大坝安全和稳定的情况,了解其设计是否合理,验证设计理论是否正确,需要定期地对其位移,沉陷倾斜以及摆动等进行测量。通过观测取得的第一手资料,可以监测建筑物的状态变化和工作情况,在发生不正常现象时,及时分析原因,采取措施,防止重大事故的发生,保证水利水电工程安全运行。
准确的观测成果为水利水电工程的质量、人民生命财产安全提供了最有效的保证。特别是在特殊地质断层构造带的水利水电工程显得尤为重要,而由于水工建筑物沉降、位移引起的安全质量事故也时有发生,因此我们必须努力作好水工建筑物的变形观测,确保水利工程安全稳定。
四、提高水利水电工程施工质量,加强水利水电工程测量管理
为保证水利水电工程质量,在实际水利工程施工过程中,我们必须加强测量管理,采取确实可行的措施,全方位的做好施工测量放线工作。具体如下:
第一、提高测量放线人员的素质,作为一个合格的、专业的测量员,应懂得施工生产的工艺过程,对水利工程的各分部、分项的施工程序有明确的了解,能在施工过程中与其他工种协调配合,提供所需的测量服务。
第二、增加设备投入,采用比较先进的测量仪器设备,并经常对它们进行维护、保养。
第三、提高认识,从领导到一线施工技术人员应提高对测量工作的重视程度,做到反复检查,及时纠正错误。
第四、合理安排施工进度,为测量提供良好的施工放样环境,保证测量放线成果。
五、结束语
纵上所述,在水利水电工程中,测量是一项很重要的工作,它贯穿着水利水电工程建设全过程,是水利水电工程建设的眼睛、尖刀兵,为水利水电工程建设规划、施工,水工建筑物变形观测,防止重大事故发生,保证水利水电工程安全运行,为人民生命财产安全提供着技术性的支持,对促进水利水电事业起着至关重要的作用。
参考文献:
牛志宏、徐启杨等,2005,《水利工程测量》,中国水利水电出版社
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
0.引言:科学技术的新成就,电子计算机技术等新技术的发展与应用,以及测绘技术和科技的不断发展,工程测量技术近年来发生了很大的变化;水利水电工程施工测量技术的面貌日新月异。
1.全站仪测量放样技术
全站仪替代光学经纬仪和电磁波测距仪的应用.足地面测量技术进步的重要标志之一。全站仪具有测量精度高,仪器的集成化、自动化和智能化程度高等优点,为施工测量提供了极大的方便。已大量应用于各类工程的施工测量中。电子全站仪自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差,自动记录存储、实时测量三维坐标、与双向数据通讯功能,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。目前全能型和智能化方向发展的电脑型全站仪都带有丰富的软件,可以直接进行坐标放样、导线测量、程序测量、悬高测量、道路放样、对边测量、面积测量、高程传递、参考线放样,故能提供高速高精度的观测成果,又能高效地完成多种测量作业。带马达驱动和程序控制的全站仪可以结合激光、通讯及CCD技术,能实现测量的完全自动化,被称作自动化测量器械。为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件。
2.数据库技术与GIS技术
测量工作者如何更好更好地为工程建设服务,其最有效的方法是利用数据库技术或GIS技术建立数据库或信息系统。其同的是把大量的测量数据或信息进行科学的存储.建立三维数字地形模型,提高测量数据利用率,减少重复劳动,以便于检索、分析、分发和利用。实现管理和服务的科学化、现代化。将GIS应用于水利水电工程建设,虚拟显示施工总布置三维全景,直观反映各组成部分空间上和时间上的相互关系并实现各种信息可视化查询、分析、统计计算,实现建筑物施工全过程动态仿真演示。以信息的数字化、直观化、可视化为出发点,直观清晰地描述复杂工程建设的施工动态过程,为全面、准确.快速地分析掌握工程施工全过程提供有力的分析工具,实现工程信息的高效应用与科学管理。
3.GPS定位技术
随着GPS的出现和不断发展完善,测绘定位技术发生了革命性的变革。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度、大范围的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的三维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。水电工程施工区域大,控制点传算工作量大,精度衰减快;高山峡谷之中,山脉蜿蜒曲折,造成上点和通视困难;河流阻隔,致使交通不便,前后视须迂同前进。利用GPSRTK技术进行碎部点测绘与放样不需要与基站保持通视,也无需进行后视作业,误差不累加,精度分布均匀,精度衰减每公里只有lmm。10--15km的作业半径不需要设置过渡控制点,更长距离的测绘可通过设置中继电台转发电测波解决。大幅度地提高工作效率。
4.程序型计算器辅助计算技术
程序型计算器(如CASIO fx-4800P/fx-4500PA)以其功能强大、经济实惠、方便携带的特性受到了各行各业工程技术人员的欢迎,尤其是测绘方面的技术人员进行工程放样计算的有力工具。水利水电工程庞大而复杂。工程细部的放样往往牵涉到几十个公式的数学计算,尤其是在施工现场,严寒、酷暑、噪音、灰尘很难让人时刻保持清醒的头脑,计算的速度和结果的正确性大打折扣,严重影响放样的质量和效率。利用编程计算器事先编制好所需放样部位的计算程序,在施工现场最多只需输入测点三维坐标X,Y,Z的数据即可迅速计算出所需要的放样数据,结果准确率大大提高。全站仪实现了测点坐标的随测随得,编程计算器实现了放样数据的即输即得,大大加快了工程放样的速度。
5.数字化测绘技术
大比例尺地形图和工程图的测绘,是工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一.难以适应飞速发展的现代化工程建设的需要。把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成―个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。实现大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供图纸,也可提供电子数据,为专业设计自动化建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。数字化成图技术住现代工程中的应用不仅提高了工作效率,并保质保量提交成果。仅内业制图部分可节约经费50%,节约时间60%。
6. AtuoCAD辅助设计技术
计算机辅助没计(Computer Aid Design简写CAD)足20世纪80年代初发展起来的一门新兴技术型应用软件。如今在各个领域均得到了普遍的应用。它大大提高了工程技术人员的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp语言,可以编制一些常用的计算程序,得到定制的计算结果。在水利水电工程上有许多体形复杂的计算,尤其是各种不同体形衔接处的相交线,需要用空间解析几何的方法解算。单靠计算器手工计算,非常繁琐,工作量大,准确性也不好保证,用AutoCAD建立数字化模型,执行点坐标查询功能就可以了。也可以对所编写的程序的计算结果进行正确性验证。AutoCAD的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。另一方面是各种工程横断面、纵断面网的绘制,以及断面面积的计算和其它一些需要的图纸的绘制。从而大大减轻我们内业的工作强度和工作量。.
7.数字摄影测量技术
摄影测量技术由于可以提供实时的三维空间信息,无需接触被测物体,以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点,具有广泛的应用前景。随着全数字摄影测量系统的应用,摄影测量的产品将从影像图、线划图向数字化系列产品――4D产品转化。产品应用与服务领域更广,并为建立各类专业信息系统和基础地理信息系统提供可靠的数据保障。在水利水电工程。利用数字摄影测量技术可以迅速获取制作大比例尺影像图、地形图、立面图、等值线图和断面图图库,建立DTM(数字地面模型)和DEM(数字高程模型)模型数据库,建立并永久保存高分辨率建基面三维影像数字地面模型数据库。检查陡坡地段的开挖质量和工程竣工部位的形体资料,记录工程在施工过程中各个项目地理地貌信息,形成各种数字信息产品,并可通过网络方便快捷、及时地提供给各个部门使用。
8.工程测量数据处理技术
随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,工程测量领域技术的发展趋势和方向是:测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。
9.结束语
科学技术的新成就,电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测量技术进步提供了新的方法和手段;水利水电工程施工测量技术的面貌也发生了深刻的变化。施工测量的速度与准确度得到了空前的提高。
参考文献
1. 陈向平 浅议水利工程施工的几种施工测量技术[期刊论文]-轻工设计2011(3)
2. 王立业 浅谈水利水电工程中的测量技术[期刊论文]-中华民居2011(10)
中图分类号:TV文献标识码: A
引文
作为水利水电工程正常施工的基础性因素之一,测量技术在水利水电工程中有着举足轻重的地位,近些年来,随着现代科学技术的快速发展,水利水电工程测量技术的发展也是日新月异。水利水电工程质量的高低有很大一部分取决于测量技术水平的高低。最近几年,我国的科学技术发展速度越来越快,水利水电工程的测量技术也在紧随这一潮流,不断进步。本研究就将针对“水利水电工程测量技术”这一主题进行阐述,使广大民众对这方面的内容有一个更加深入的了解。
一、水利水电工程测量技术
1、水利水电工程测量技术之控制测量技术
控制测量是水利水电工程测量工作的重要组成部分。在一般情况下,水利水电工程控制测量可以分为两部分,第一部分是测图控制网,第二部分是专用控制网,这两种类型的控制测量都会利用到平面控制测量技术和高程控制测量技术。其中平面工程控制测量技术较为常用。水利水电工程平面控制网测量技术包含三边网控制网测量技术、边角网控制网测量技术、GPS控制网测量技术,等等。近年来,GPS控制网测量技术应用的非常广泛。范围较广的测图工程的首选测量技术一般都是GPS控制网技术,范围较小的测图工程也会应用到GPS控制网技术。
在20世纪的70年代,美国的陆海空的三军加以联合最后研制出了新一代的卫星定位系统即GPS,它的主要目的就是给陆海空这三大领域及时提供实时地、全天候的与全球性的相关导航的服务,并且还用于具体情报的收集工作、核爆的监测工作与应急通讯工作等多种军事性目的。经过了二十多年的研究和实验,耗费资金高达300亿美元,至1994年,全球的覆盖率可高达98%的那些24颗GPS卫星均己经布设成功,这些标志着着卫星己经全部布设完毕,而且还预示着GPS全球定位系统已经真正迈进了成熟期。测量领域作为较早地采用了GPS技术的相关领域,积累了丰富的实践经验。一开始,这一技术主要地是用在高精度的大地测量技术与控制测量技术上面,从而建立起各种的类型与各种等级的用于测量工作的控制网。如今,GPS技术也用到了各种类型的施工放样工作、测图工作、变形的观测工作、航空摄影的测量工作、海测工作与地理信息系统工作和地理数据采集工作当中等多个方面。在各种类型的测量控制网的建立方面,GPS定位技术已基本上取代了常规测量手段,成为主要的技术手段。随着测量技术的不断革新,GPS技术在工程定位测量领域得到了广泛的应用,其主要技术特性体现在以下几个方面:
(1)使用精密的卫星专门的星历
精密卫星的专门星历作为GPS技术进行精密定位的可靠保证,意义重大。运用精密卫星的专门星历,将其设备调制到L1载波环节上的卫星轨道的相应参数数据、卫星轨道信息专门数据等参量数值。这样做以后就可以使得计算变得更加精确,从而让测量的误差率能够降到最低。
(2)区域的范围小,网中基线边长度较短
通常意义上讲,使用GPS的高新技术可以使接收机在卫星信号方面的工作产生那种近似的误差的特征,而且还会使接收到的网中基线边的误差无法超过5KM,所以造成在信号的接收过程时,可以通过差分解算来使得整个的公共误差产生很大程度上的抵消效果,进而测得高精度的专门数据。但是区域的范围较小、网中基线边较短的特征也变成了GPS测量技术的最大亮点。
(3)测量点的选择务必要灵活
在传统的测量模式之下,相互邻近的测量点间是需要一些互相通视的,所以对于测量工作的条件与工作人员的素质在要求上是比较高的,而且人眼的观测还会让测量在精度方面有所降低。在GPS的测量过程中,则不需要去考虑站点互相通视的问题,使得测量的数据全部依靠卫星来给出,其精度与灵活性便均得到了显著的提升,测量的过程完全由计算机自动完成。由于GPS技术具有精密性高、区域范围小、测量点选择灵活等优势,应用极为广泛。
2、水利水电工程测量技术之变形监测技术
变形监测技术就是指对监测物体进行测量,通过测量了解监测物体的变化情况。若将变形监测技术细分,还可以分为外观变形监测技术和内观变形监测技术。而水利水电工程测量工作主要应用的是外观变形监测技术。下面笔者就将详细介绍一下外部变形监测技术涉及的常用变形监测方法。
(1)变形监测方法之大地测量方法
大地测量法可做的测量工作有很多,如,对基准网的测量、对物体变形情况的测量,等等。相关工作人员在应用大地测量法的时候,需要使用到以下两种辅助设备,分别是电子水准仪和测量机器人。大地测量方法的具体特点如下:使用的辅助设备较为常用;相较于其它变形监测方法,其理论要点更为全面;通过该方法得到的数据,误差较小;该测量方法在实施的时候,成本较低;该测量方法的实施时间较长;需要较多的人力资源;该测量方法的科技含量不够高。
(2)变形监测方法之基准线测量法
基准线测量法主要测量的是水平位移的变化。基准线测量法分为很多种,每种测量方法应用的实际情况也有所区别。例如,真空激光准直法一般会应用于呈现形状为直线的大坝;垂线法一般会应用于呈现形状为拱形的大坝;而视准线法一般会应用于滑坡。
(3)变形监测方法之液体静力水准测量方法
液体静力水准测量方法的特点如下:测量数据的准确率较高;该测量方法的可测区域较广;该测量方法的自动化程度较高;该测量方法一般都应用在高程的测量。
3、水利水电工程测量技术之数字地形测绘技术
数字地形测绘技术可具体概括为以下三种模式:第一种模式,电子平板。这种测绘模式出现错误的概率较低,但是具有较强的波动性;第二种模式,数字测量记录。这种测绘模式应用的范围较广,但是易出现错误;第三种模式,数字摄影测量。这种模式的操作方法很容易让人理解,而且该模式使用的仪器也很方便存放,是一种实用性能较强的数字地形测绘模式。
4、水利水电工程测量技术之水下地形测量技术
水下地形测量技术一般会选用以下几种定位技术:RTK定位技术,CORS定位技术,等。这类定位技术的优点是准确率高;工作效率高;工作强度低;自动化程度高;可整天工作。
二、水利水电工程测量技术的发展趋势
水利水电工程测量技术的发展趋势,可以概括为以下几点:水利水电工程测量技术的自动化程度会更高,科技含量也会更高;水利水电工程测量技术的适用范围会更加的宽泛;通过水利水电工程测量技术得出的数据的精度会更高;水利水电工程测量技术的信息提取能力会更强。
结语
在工程测量技术的不断发展,工程测量设备快速的更新换代的大背景下,水利水电工程的发展速度会越来越快,发展前景也会越来越好。我国的水利水电工程测量技术的信息采集能力会愈加强悍,与此同时,也会向自动化、数字化、多媒体化的方向发展;测量数据的储存与应用也会愈加的高效,愈加的简易;总而言之,相关工作人员仍然需要不断努力、研究、探讨,从而使我国的水利水电工程测量技术水平大幅度的提升。
参考文献:
中图分类号:TV文献标识码: A
近年来,随着我国经济建设的快速发展,基础设施建设进程显著加快,同样,水利水电工程建设的数量也增长迅速。同上个世纪相比,我国水利水电测量技术在测绘技术、测量仪器的研究与应用以及卫星定位技术、数字测量上的水平也大幅提高。了解以及掌握水利水电工程技术的发展以及目前水利水电测量技术的发展将有助于促进我国水利水电工程不断登上新台阶。
一、水利水电工程的发展及重要性
二十世纪八十年代以来,电子经纬仪、电子全站仪、光电测距仪、激光准直仪、数字水准仪、激光扫平仪等仪器在水利水电工程中的应用,为工程测量面向自动化、现代化、数字化方向的发展创造了极其有利的条件。近十年来,水利水电系统相继引进了一些高精确度的数字化测图系统和地面测量仪器,如,全站仪、电磁被距测仪以及自动水准仪等等,它们在水利水电工程的建设中发挥了巨大作用,并逐渐改变了传统的测量方式。水利水电工程测量工作是贯穿于水利水电工程建设全过程的基本工作,它对技术性和实践性的要求很高。通过测量工作,对各种地貌和地物的形状、位置和大小等几何信息进行数据采集,这些数据将决定水利水电工程设计的建筑物以及设备的大小、形状和位置。因此,水利水电测量技术在水利水电工程建设的地位举足轻重,其数据准确性决定着水利水电工程的成功与失败。
二、控制测量技术控制
测量是一切水利水电工程测量工作的基础。传统的测量技术已经难以满足水利水电工程建设与发展的需要,因此,更新控制测量技术势在必行。近几年来,控制测量技术逐渐形成以“GPS等空间技术为主、传统测绘技术为辅”的新的测量模式,这种模式优势鲜明:工作效率高、测量迅速、准确性强。水利水电工程测量按服务内容和水利水电工程阶段可分为专用控制网和测图控制网两大类型,包含高程控制测量技术和平面控制测量技术。传统的平面控制网主要采用电磁波测距导线和三角网建立,随着GPS卫星定位技术在水利水电工程中的应用,弥补了常规平面控制测量的局限性,同时体现出了极大的优越性。因而,目前,我国已经形成了以GPS卫星定位技术为主、传统的控制测量为辅的边角网、导线网等灵活多样的现代平面控制测量技术。在实际工作中,施工测量控制网也主要采用混合网或边角网。在高程控制测量技术上,其发展主要体现在:一是高程控制改变了原来单一依靠几何水准测量测量的局面,现在可以采用测距三角高程、几何水准以及卫星定位拟合水准等多样化的测量技术;二是高程控制测量技术现在使用的测量仪器为数字水准仪。以往的光学水准仪需要人工读数,不仅操作复杂而且容易出现人为差错。数字水准仪具有操作简便、精度高、测量速度快、可实现内外一体化等优点。从人工读数发展到自动读数、自动记录可以说是水利水电观测方法上的一次革命。目前,高程控制的研究主要在大地水准面的精化方面。相信经过不断的发展,GPS高程能够达到更高的精度,更好的为水利水电工程服务。
三、数字地形测绘技术
伴随着计算机技术的普及,数字地形测绘技术应运而生。这种方法可以实现自动测绘成图,同时对GIS前端所收集的数据进行更新。数字地形测绘技术主要包含数字测记模式、电子平板模式和数字摄影测量模式三种。其中数字测记模式一般由电子手簿、全站仪、草图、绘图软件等部分组成。这一模式的缺点是需要测量的点号可能跟草图点号不一致、测量作业不够直观、对现场工作人员的专业水平要求较高、容易出现地物的纰漏等。电子平板模式一般由全站仪、电子平板和绘图软件组成。这一模式不容易出现纰漏,可以模拟传统的白纸进行成图,同时也不需要编制代码进行作业。但是,电子平板模式的缺点主要表现在电子平板的电池使用寿命不长,仅有三小时,稳定性也较差,而且由于体积笨重,仅仅适于对一些平坦的地区进行测量,对于一些自然环境较差的地区则不适合使用电子平板系统。数字摄影测量模式主要由掌上测图系统、全站仪和地形图内绘图软件三种。数字摄影测量模式克服了电子平板模式的缺点,充分发挥了电子手簿、掌上平板和笔记本电脑的优点,人性化的设计,可视化的界面,携带方便,操作简单,环境适应性强。因而,这种模式在目前使用范围最广,是较为理想的野外测绘数据采集的工具。
四、水下地形测绘技术
过去,对水下的地形进行测绘主要依靠测距仪、标杆和经纬仪等工具,然后通过交会法和断面法的运用进行定位,接着运用测深锤和测深杆进行水下数据采集。这种方法不仅产生的误差较大,而且作业效率极低,近几年很少再被用于实际测量。随着卫星定位技术的发展,连续运行卫星定位服务综合系统(CORS)和差分全球定位系统(DGPS)在多波束探测仪的大力配合下,水下地形测量已经得到了高效的发展。差分全球定位系统以某一个已知点当做基准点,位于基准点之间的GPS接收机根据连续接收的卫星发射出来的各种信号,跟已知点所处的位置进行比较,明确误差,并进行修正,然后,将这些修正值运用无线电台接收,各用户根据接收机接受来的修正值对GPS信号进行实时的校正。当前的差分全球定位系统的定位精度能够达到厘米级,具有实时、连续和高精度的优点。
结语:
总之,国内的水利水电工程测量技术正在突飞猛进的发展着,为我国的国民经济建设做出了很大的贡献。近年来,国家对水利水电测量技术的投入也越来越多,为了更好的满足水利水电工程建设的实际需要,未来的测量技术势必会不断更新,将朝着数字化、电子化等的方向大力发展。本文通过对水利水电控制测量技术的重要性及发展历史以及多种测绘技术的描述,简要介绍了我国现阶段的水利水电测量控制技术。
参考文献:
1水利水电工程测量的误差影响因素
1.1测量因素
在水利水电工程测量时,需要确保测量数据的精准。因此,需要根据工程的实际情况,选择适当的测量技术。不同的测量方法及取值标准不同,也会导致测量结果出现明显的差异性。在实际测量中,测量人员需要明确出现测量误差不可避免,无论采用何种测量方式,均会出现一定程度的误差,因此,在实际测量中,必须结合项目的要求,精准的选择测量方法,估算测量误差[1-5]。在测量时,根据其测量设备(如全站仪或经纬仪),在测量时获得精准的测量数据,分析目前出现的测量误差,得知其测量精度。根据测量标准的不同,如果出现明显差异,便需要针对同一项目进行重复测量,根据最精准的数据进行拟定,所选择的设备值若出现明显变化,就需要在后续测量中根据实际情况进行调整,降低出现误差的几率[6-7]。
1.2人为因素
在通常情况下,测量精度与测量人员的技术水准以及测量经验具有明显关联性。测量人员的技术越高,其测量产生误差越低,其测量准确性越高[8-9]。
1.3自然因素
与常规施工地区相比,水利水电工程环境较为恶劣,且多数地区处于山区,对测量工作会产生较大影响,且均为不利影响。例如,会导致测量难度加大、测量精准度降低。在实际测量中,山区将会对测量视线造成阻碍。温度以及空气内部水分含量也会对测量工作产生干扰。例如,在测量时,如该地区水分较多,空气湿冷,其空气中含有较多水分,测量仪器会受潮。在测量时,光线产生的折射现象对于测量误差具有明显关联,很有可能导致测量结果出现严重误差,干扰测量的最终准确性[10]。
2水利水电工程测量误差预防办法
2.1合理使用相关的机械设备
在水利水电工程测量误差预防中,规范机器设备的使用非常重要。例如,在测量设备中,水准仪是目前常用的设备之一,其在水利水电工程测量中发挥着重要作用,该仪器在使用过程中非常需要注重规范性操作。此外,该仪器较为精密,如出现操作不慎,将会导致该仪器测量结果精准性下降。在水准仪的使用过程中,首先使用水准望远镜配合水准仪调节预防出现不平衡现象,降低出现误差。在实际操作中,需要预先对水准仪进行校准,使水准仪处于水平位置,确保其整体不会出现意外倾斜等情况。且为了获得极佳的测量结果,在使用水准仪的过程中,可以选择中间法或列举补偿法进行精准操作。在使用中间法进行测量时,立尺具有非常关键的作用[11]。
2.2合理进行有效观测
在测量过程中,必须对水利水电工程的测量误差因素进行调整。通过集中分析出现误差的直接原因,完成数据的精准融合。在分析时,调整观测角度,确保测量结果能够精准,避免出现偏差。例如,在观测过程中,相应的使用仪器,如水准仪、望远镜等出现倾斜时,将会导致偏差结果,出现严重的差异性。这就需要在测量过程中,保持其调频状态,使用水准仪能够完成水利水电工程的精准测量。通过水准仪的应用特性,确保能够根据测量结果完成融合,避免其出现的相关误差,保证误差能够有效控制在合理的数值范围内,如出现数值偏差行为,施工人员必须要考虑其出现偏差的原因以及出现偏差是否由人为因素导致,并进行及时调整。此外,设备的十字丝以及尺象如发生重叠问题,也会导致出现误差。在测量人员进行读数时,需要保证二者之间能够进行重合,以提供精准的数值。在对工程进行精细测量时,需要确保整个测量操作的准确性以及规范性。并在测试前,进行物理对光,以避免视线误差所造成的不良影响,确保数据的精准性。此外,为了确保能够进行合理测量,在进行水利水电工程测量时,使水准尺处于直立状态,避免水准尺出现倾斜,避免测量结果以及数据产生较为严重的偏差影响。在测量过程中,也需要注意测量结果以及实际数据,如二者之间出现较为严重的偏差性失误,其水准面会比正常测量偏差值出现严重失衡。因此,必须结合水准面进行测量,不可使用水平面替代。为保证数字化地形测量成果质量,每个环节都按以下步骤进行严格的两级检查:①小组自检,小组对图进行100%的野外巡视检查,在块图中进行修改,重新进行分幅、打印,合格后提交项目部检查。②项目部对小组提交的各种观测记录、计算资料、成果表及图件,做室内检查、野外巡视检查、图幅野外测点,进行精度统计。除此之外,各级检查员对计算机内的数据文件、图形文件、格式、图层以及点、线、面状要素进行全面的检查。鉴别分幅图与原块图图面是否一致,拼接各图块以检查图块间有无矛盾,检查图块内的点线面地物要素、属性要素按南方仪器公司cass8.0数字化测绘软件数据标准进行组织。通过二级检查,成果资料合格,才可以提交给甲方使用[12]。
1.测量在水利水电工程中的重要性
水利水电工程中,无论工程项目的大小,系统的工程测量、公路测量和大面积测绘等,都少不了测量技术,工程测量在工程项目中起着重要的作用。为了提高工程质量和施工效率,必须重视测量技术和新时期下测量技术的新发展。
2.水利水电工程测量新技术
2.1 数字化绘图技术
现代化的数字测量技术在观测测量的过程中发挥着比较主要的作用,在运用扫描矢量仪器的基础上,可以实现对大比例尺的水利测量地图输入,数字化的信息处理具有高效率和便利性以及精确性的优点。
2.1.1电子平板数字测图系统
全站仪+便携机(即电子平板)+地形图绘图软件,包括测站和镜站两种作业方式,其特点是模拟传统白纸成图,作业直观,无需编码,测绘不易产生错漏,但便携机电池使用时间短(通常为 3h 左右)、相对笨重且稳定性差,比较适合平坦地区、城镇地区地形测图,不适合环境条件恶劣的水利水电工程地形图测绘。
2.1.2测记法数字测图系统
全站仪/GPSRTK+(电子手薄+)草图+带有地物编码的地形图内业绘图软件。缺点是作业不直观,测量点号与草图点号可能产生不一致,易产生地物错漏,对现场绘制草图人员要求较高,但适合各类环境数字地形图测绘。
2.1.3掌上数字测图系统
全站仪+掌上测图系统(即掌上电脑)+地形图内业绘图软件。掌上数字测图系统克服了笔记本电脑电子平板的缺点,发挥笔记本电脑、电子手薄、掌上平板的优点,可视化界面,人性化设计,操作简单,携带方便,环境适应性强,是目前较为理想的野外测绘数据采集及成图工具。
2.1.4数字化测绘技术在水利测量过程中的具体应用
a在放样和土石方验收中应用。b在水利工程竣工时应用.比如对大陆施工测量中的文档、数据、图表等进行归档时,利用数字测绘存储的数据很容易就能完成,实现工程的三维可视化、网络化。c 在工程后续监测中应用。比如水库、大型桥梁等进行建成后的精密监测。在水利工程中数字化测绘能够给人们提供连续、实时的安全监测数据,具有全自动、全天候、无人化的特点。
2.2 地理信息(GIS)技术
2.2..1GIS 技术的优点。是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助功能。目前,GIS 已经发展成为一门较为成熟的技术科学,在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。利用GIS技术实现部分水利工程测绘成果的信息化管理。利用其强大的地理数据的集成、存储功能,获得水利工程数据和产品入库,进行测绘成果系统化管理。
2.3 GPS 测量技术
GPS(全球定位系统)在车辆导航、变形监测、航空航天等方面得到了广泛的应用。由于其的独特性,GPS 测量技术在水利水电测量中也有广阔的应用。由于GPS 测量仪在水利水电工程中的应用,测量不再受到地形地势等条件的影响,通过控制测量的观测方法和布局类型, 大大减少了传统测量中的传算点和过度点的测量工作,使控制选点变的较为灵活。并且控制测量可以不受到时间、天气等自然条件的影响。 GPS测量相对定位成果应符合以下要求:
(1)数据点最低高度角应是 20度
(2)在单条基线解、观测段或全网基线解中固定的测站定位(绝对)坐标必须参照卫星轨道坐标基准。这些坐标所需的精度不得低于2.5
(3)处理过程必须顾及天线相位中心 对于测站标志偏差的水中和垂直分量。
(4)求解中被删除的相位同步观测值数(不包括受高度角不同步观测影响的值),对二等点和二等点以卜令应超过10%。
(5)基线解中距离残差的标准差对于2等点不得人于20mm,对于三等和四等点不得大于30mm;对于五等点不得大于50
(6) 复基线测量的差值,应小于接收机标称精度的2八倍。
特别是在中小型水利水电工程中,GPS 测量技术的优点体现的更为明显。应用GPS 高精度的特点,测量工作可以大量节省人力资源和减小工作的时间和劳动的强度。例如,在引水式工程中,特别是长距离引水工程,明渠引水对地貌的损坏很大并且受地形条件的影响也很大,如果采用传统的测量方法,对人力和时间的消耗将会是很大的,但是如果在项目建议书和设计施工阶段都采用GPS 测量技术, 就可以克服这些工程所面临的地形地势、交通条件等因素的影响,省去大量的人工控制复核,大大减少甚至省去中间过渡点的测量,节省大量时间。更重要的是,通过GPS 测量得到的数据精度很高,大大方便以后的工程建设。
2.4 遥感(RS)技术
2.4.1遥感(RS)技术简介。遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线结目标进行探测和识别的技术。遥感图像具有视域广,信息丰富、透视深的特点,既能看到广大的地区,又能全面反映情况。由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,得到快速的普及,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段,是未来发展的方向。
2.4.2遥感技术的应用。
a遥感技术可以对洪涝灾害进行遥感监测。能够实时对江河湖泊进行水位监测,实时监测洪水灾害面积。进行洪涝预报,为防灾、抗灾提供准确信息。目前,我国已建成洪涝灾情预报系统,如黄河下游洪水预警信息系统。B水环境监测。利用航空红外扫描图像可以确定热电厂排水楼外的水温及其空间分布,确定海面油污染的范围和油膜的厚度,利用TM图像确定水生物等,都是遥感技术的实际应用。C.河口、河道、水库泥沙淤泥调查。遥感监测能动态监测河道、河口的变化,在监测河势变化对防洪、航运等方面都至关重要。
3 结束语
加大水利水电工程测量技术方法与手段的更新换代,积极推动测绘新技术的应用,加快“3S”集成技术研究,推动传统手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展,使水利水电测绘由纯技术型向技术服务型转化,推动水利水电工程测量又好又快发展。
中图分类号:TV文献标识码: A 文章编号:
社会的进步推动着各项技术的发展与应用,而水利水电工程测量技术的实现更为突出。在GPS卫星定位技术、地理信息系统技术、数字摄影测量与遥感技术等多种专业测量技术的融合下,水利水电工程测绘服务领域得到了进一步扩展。本文这要通过对水利水电工程测量技术的阐述,浅析了工程测量技术的现状和发展。
一、控制测量技术
科学技术的发展推动着水利水电控制测量转换为现代控制测量模式,即以传统测绘方法为辅,主要通过GPS 等空间定位技术对空间点位的三维坐标进行确定。依据水利水电工程阶段及服务内容的划分,其工程控制测量主要包括专用控制网和测图控制网两种类型,涵盖了高程控制、平面控制的测量技术。目前,GPS卫星定位技术的应用越来越广泛,大区域测图控制网均采用GPS控制网技术得以实现;专用平面控制网则采用边角同测网,部分工程也采用GPS布设首级网实现了对工程的有效测量。随着技术的进一步发展,液体静力水准系统、数字水准仪等高新技术的应用越来越突出,且观测方法也发展为自动观测、自动读数纪录,与此同时,静力水准、测距三角高程、GPS 拟合水准等多元作业方式也得到了运用。就数字水准仪而言,其测量速度非常的快,且精度较高,一定程度上减轻了工作人员的劳动强度。此外,通过高程控制点的小型GPS网的分布均匀布置,其GPS高程的测量精度可达到四等水准;对于高差不大的丘陵和平原地区,采用GPS 高程可促使三、四跨河水准测量的有效开展。
测图控制网技术逐步发展为电磁波测距导线,现主要以CORS技术和RTK技术为主。其中,RTK技术能够对测站点在指定坐标系中的三维定位结果进行实时地提供,可达到厘米级精度。通过RTK技术的应用,可较好的促使作业效率的提高,一般仅需几秒的时间就可以得到一组图根点的三维坐标。CORS系统则由数据传输系统、数据处理中心、基准站网、用户应用系统、定位导航数据播发系统五个部分组成。GPS卫星观测数据由基准站网进行采集,之后输送至数据处理中心并进行数据处理,多基准站差分定位用户数据形成后组成一定格式的数据文件,然后借助Internet、移动网络等形式可为用户进行定位导航数据的播发。用户使用GPS流动站设备,如果具备网络RTK模块功能,系统提供的CMR+、RTCM3.0格式的差分数据就能够得以接收。用户则需要一台流动站就可以实现24小时的RTK测量,同时获得WGS84坐标系统,最后则转换为地方坐标系统。该系统可24小时不间断运行,且无需架设基站,因而减少了测量成本的投入,并促使了作业效率的提高。当前,CORS系统的建立在国土、测绘、水利等领域中得到了广泛应用,且取得了较好的测量成果,同时,断面测量、地形测量、水下地形测量等工作的实现,CORS技术与RTK技术作用的发挥也是非常重要。
二、地下洞室测量
地下洞室测量工作主要包括地下控制测量、地面控制测量、变形监测、施工测量等,其以地下为主、地面为辅,地面部分则是针对地下工程进行的地面变形监测和地面控制测量。因为空气潮湿、空间狭窄等干扰因素的存在,地下洞室测量必须借助无棱镜激光测距仪、激光指向仪、全站仪等设备进行作业操作。通过人机交互,专用全站仪可实现地下测量数据的图形编辑和自动处理;激光指向仪可提供实时导向功能促使地下洞室掘进作业的实施;无棱镜激光断面测量系统则可完成炮孔放样、数据采集、现场成果分析等工作,并能够进行方量计算、自动生成报表成果、显示生成超欠挖图形,具有高效的应用功能。
三、变形监测
变形监测是对变形体进行的一种测量,可对其空间位置及内部形态的变化特征进行确定。水利水电工程的变形监测包括变形体变形监测、工作基点测量、基准网测量等,而液体静力水准测量、基准线测量、大地测量则是常用的变形监测方法。
(一)基准线测量法
支墩坝、重力坝、土石坝等直线形大坝的坝体及坝基通常采用真空激光准直法、引张线法、垂线法进行观测,对于较短的坝体,可通过大气激光准直法和视准线法进行观测;采用垂线法可对拱坝坝体坝基进行观测;高边坡、近坝区岩体、滑坡体水平位移监测通过垂线法、视准线法的应用可获得良好的工程测量结果。
(二)大地测量法
大地测量方法能够完成变形体变形监测、工作基点测量等工作,精密全站仪和电子水准仪是主要应用的测量设备,其测量方法为现代的边角测量、交会测量和几何水准测量等。通过常规大地测量仪器的利用,大地测量方法的理论正日趋成熟,但较高的劳动强度和长时间的观测影响了测量精度,且智能化、自动化程度较低。
(三)液体静力水准测量方法
液体静力水准测量技术、三角高程测量、水准测量均属于垂直位移监测技术,其中液体静力水准测量技术的发展最快。该测量系统适用于坝体廊道内高程传递及高程观测,在传感器测量容器的液面高度的利用中,数百个监测点的高程均能够有效获得,且具有自动化、高精度等特点。两容器间的距离达数十公里,能够对跨河与跨海峡的水准测量进行实施;而随着压力传感器的应用,允许两容器之间的高差现已由数厘米转变为数米。
四、数字地形测绘技术
全站仪、计算机技术的应用得到了普及,而形成的大比例尺地形图的数字测绘方法也得到了较好的应用,通过三维测绘技术的采用,一方面能够实现地形图和专业图测绘成图,另一方面可进行GIS前端数据的更新与采集。该技术作业模式以电子平板模式、数字摄影测量模式、数字测记模式为主,其相应内容如下。
电子平板数字测图系统:地形图绘图软件、便携机、全站仪的组合,包括镜站和测站,通过白纸成图的模拟,其作业直观、无需编码,且不容易有错漏的产生,适合于城镇地区、平坦地区的地形测图。
测记法数字测图系统:地形图内业绘图软件、草图、全站仪的组合,其作业并不直观,草图点号与测量点号存在差异,容易有地物错漏的产生,对现场绘制草图人员有较高要求,在环境数字地形图测绘中的适用性较强。
掌上数字测图系统:地形图内业绘图软件、掌上测图系统、全站仪的组合,其系统克服了电子平板的缺点,具有掌上平板、电子手薄、笔记本电脑的良好优势,具备操作简单、可视化界面、携带方便、人性化设计等特点,在野外测绘数据采集工作中发挥着重要作用。
结语语
总而言之,计算机技术的发展推动者GIS、RS、GPS等测绘新技术、地面测量、数字化测绘技术设备的发展和应用,而水利水电工程测量的手段及方法也取得了新的突破。在不久的将来,水利水电工程测量技术也会实现数字化、实时化、自动化功能的发挥和应用,使得测量数据的管理更具标准化和科学化,从而为测量数据传播及应用的良好发展作出重要贡献。
参考文献:
[1]张健.测绘新技术在工程测量中的应用[J].中国新技术新产品,2009(09):50.
[2]周忠谟,易杰军,周琪.GPS卫星测量原理与应用[J].北京测绘出版社,2004.
[3]王晏民,洪立波,等.现代工程测量技术发展与应用[J].测绘通报,2007(04):5.
一、工程测量的发展
工程测量学包含很多方面,其中就有水利水电工程测量,可以说水利水电工程测量是工程测量学科的一个分支,是一门专业性比较强的学科,是一门专门为水利水电工程建设服务的学科。
二、水利工程测量管理存在的主要问题分析
当前,我国水利工程测量质量持续无法提高的重要原因之一就在于测量管理存在着一定的问题,而所存在的具体问题如下所述。
1.测量人员素质不齐
水利工程中测量人员素质不齐主要是由两个原因造成的,一个原因是当前我国人才体系中水利工程测量专业的高素质人才比较少,本身学习相关专业的学生就少,再加上一般的学习程度并不能达到水利工程测量的需要,因此,导致了水利工程测量队伍中合格的人才比较少,这就给水利工程测量工作的发展带来了一定的问题。另一个原因是在职的水利工程测量工作人员,有很多并非是专业出身,虽然对于基本测量工作有所了解并能够从事简单的操作,但是随着科学技术的发展,水利工程中所应用的测量工具正在不断的更新,客观上对人才素质提出了较高的要求。通过以上分析我们不难发现,在水利工程测量管理中对人才的管理存在着一定的问题,人才素质不齐已然成为了测量质量不高的重要影响因素。
2.测量仪器管理不足
测量仪器管理不足这一问题也是从两个方面表现出来的,第一,先进仪器投入不足。现代企业的发展对高科技的使用程度越来越高,为了提高自身的竞争力,先进仪器的投入是必然的选择,尤其是水利工程测量工作,其需要较高的精准性。但是,在工程施工中有些单位为了节省投资没有积极投入使用先进的仪器设备,再加上测量人员素质有限,就导致了测量数据欠缺准确性,工程施工质量也就无法保证。第二,仪器使用和养护不当。在水利工程中对仪器精准性的要求是比较高的,因此,仪器的操作使用是需要根据仪器使用规范而进行的,这样才能够保证仪器是在正常状态下进行数据的测量,也能够适当的确保数据的准确性,但是在实际操作中有些测量人员总是凭借主观经验进行测量,无视相关规范的存在,导致仪器错误使用,影响测量结果。同时使用后的测量仪器是需要进行精心管理和维护的,只有这样才能够延长仪器使用寿命,确保仪器精准性,但是,有些施工单位对于测量仪器的养护也不到位,使用后仪器得不到有效的整理的储存,影响了测量仪器的准确性。
3.测量质量监管力度不足
水利工程测量质量管理并不是由水利工程施工单位或者建设单位就能够完成的,而是需要国家相关部门和社会力量共同去监督检查的,但是,由于我国水利工程行业发展的程度还比较有限,因此社会监督力度就严重不足,很多人都没有监督意识,这就给水利工程测量质量埋下了隐患。同时相关的职能部门在测量质量监督管理中所表现出来的监管力度也不足,很多情况下监督管理活动都是应付了事,并没有实际对测量质量进行细致的检查,即使有些部门的真正的进行质量检查工作,也多数是对施工质量进行检查,对测量质量的检查仅仅停留在几何尺寸上。
三、改进水利工程测量管理工作的有效建议
水利工程在我国国民经济中占有重要地位,因此,我们要积极改正水利工程中测量管理工作中的薄弱之处,以提高水利工程的施工质量,侧面推动我国国民经济的发展。
1.加强人员素质管理
人员素质管理工作是需要通过很多方面来实现的,首先,严格要求测量人员持证上岗。该工作的执行者应该是我国水利工程相关部门,要在相关规定中明确要求上岗的测量人员一定要具有相关资格证书,并组织培训与考核工作,对于能够完成考核的人员就可以发放资格证书,这样就从源头提高了水利工程测量人员的素质。其次,相关企业要重视对测量人员的培训。对于一个水利工程来说,“人”是一个工程成功最关键也是最基础的因素,因此,企业要对测量人员素质的提高进行投入,可以选用派出学习和集中学习两种方式进行,确保测量人员素质的提高是,这样才能够适应市场经济的要求实现“设备先进的‘硬件’与人才齐备的‘软件’组合”。最后,提高测量人员自我发展意识。测量人员应该根据不断发展的科学技术进行专业知识的学习,要学会操作先进的测量仪器、掌握科学的测量方法、并不断观察分析测量行业的发展,要根据市场需求不断地充实自己,不但要具有专业化、高水平的测量能力而且还要具有水利工程的方面的综合知识,这样能够为自己、为企业的发展提供基础动力。
2.强化对测量仪器的管理
首先,用先进仪器取代落后仪器。社会经济是不断发展的,企业的工作方式也要不断的创新和发展,先进仪器的应用已然成为水利工程行业市场的一种客观要求,也是推动我国科技发展的一种方式,因此,水利工程企业要根据自身的实际需求大胆的引进新仪器,以提高测量质量,实现优质施工。其次,要加大对测量仪器应用的管理。要规范测量人员的测量行为,要保证严格根据测量要求进行测量,同时使用过后的测量仪器要放置到安全位置恢复非工作状态,并定期对其进行检查和养护,以保证测量仪器的精准度。
3.加大测量监督管理力度
测量监督力度的加强也要从几个方面来说,水利工程施工单位自身加强测量质量监督是必不可少的,与此同时,社会监理单位也要做好测量质量的监督工作,用监理单位的技术力量来保证测量质量。相关的水利部门、工程质量管理部门在检查水利工程质量时也要成立一个专业的测量质量检查力度,通过签字确认的方式来切实的保证质量监管工作的实效性,并以检查签字作为竣工验收的资料之一,这样就能够从多个方面保证水利工程测量质量的提高。
四、结语
本文主要提出了三点改进建议,即加强人员素质管理;强化对测量仪器的管理;加大测量监督管理力度。
参考文献:
传统的水利水电工程测量方法是采用断面法作出方量统计,然后做出计算结果。但是断面的切取方法不同,所获得的计算结果也会存在差异。随着三维立体制图软件的不断升级,更为适合水利水电工程测量的软件系统功能更为全面,系统的开放性让越来越多的工程测量人员所接受,且在复杂的施工环境中操作方便。
一、三维实体地形的绘制程序
(一)投影基准面的确定
在水利水电工程测量中,采用三维实体地形技术,就建立三维实体地形模型。将投影基准面确定下来是建模的基本条件。投影基准面的高程包括两部分,即投影底面高程和投影顶面高程,其中的投影底面高程为基础高程。在工程测量中应用三维实体地形技术,对投影底面高程和投影顶面高程的取值原理都有所规定,要求基础高程要比水利水电工程的最低高程还要低,且底面高程要统一。按照投影顶面高程的取值原理,是要求取值要高于水利水电工程的最大高程。
(二)三角形网的建立
水利水电工程测量中,运用三维实体地形技术将三角形网建立起来,以对各项数据进行计算。三角形网的建立是基于碎部点数据而生成的,基本操作上,是在碎部点中确定一个点,为第一个点;以计算的方式将距离碎部点最近的一个点找出来,为第二个点;之后的工作就是将两点之间可以形成最大夹角的点寻找出来,为第三个点,三点构成一个三角形。第三个点的确定利用余弦定理计算出来,公式:c2=a2+b2-2abCosc。当三角形构成之后,将三角形的三边向外延伸,对各边的利用次数进行判断,其是否大于2次,之后所有的碎部点都连接起来,三角形网构成[1]。
在三维实体地形技术的应用中,基础高程计算所获得的结果可以实现三维实体地形与实际地形一致,顶面高程计算所获得的结果可以实现三维实体地形与实际地形相反的结果。
二、水利工程测量中三维实体地形的应用
水利工程所发挥的重要功能是调节当地的水资源,防止出现洪涝灾害。水利工程施工中,要对各种水利建筑,诸如大坝、渠道、隧洞、水闸等设计方案有所考虑,不仅需要在施工之前对施工设计方案进行研究,还要充分了解施工现场周围环境,特别是河道周边的地理环境,需要以详细的数据体现。目前水利工程的勘察测量中,可以采用三维实体地形技术,将工程施工现场的地形、地貌、地质情况等等元素都融入到三维实体地形中,运用三维实体地形结构算法将地形设计出来。
三维实体结构算法的选择,要根据水利工程设计需要确定采用相应的算法。剖面成面法可以将处于帷幕轴线上的第四系厚度做出计算结果,水层的分布范围也可以做出判断。所有的这些判断,都是通过计算,将地质剖面图绘制出来运用DEM生成技术将各个层面绘制出来,形成三维实体模型。运用直接点面法对三维实体结构进行计算,运用了原始的线状数据,将数层分开,且确定标高位置,各个层面的绘制则采用了曲面构造方法。通常水利工程施工地形复杂,会采用直接点面法进行测量。拓扑分析法是建立在不同层面的离散关系的基础上的,对离散点间的空间关系加以确定,构建地质过程中,则是根据空间拓扑距离来完成[2]。与剖面成面法和直接点面法相比较,拓扑分析法的运用相对复杂,所获得的计算结果也是最为准确的,对水利工程质量更有保证。
三、水电工程测量中三维实体地形技术的应用
水电工程的功能是发电,主要的构成为挡水建筑物和排水建筑物、发电系统、引水系统等。水电站建设的根本条件就是要求附近有水源地。这就需要采用三维实体地形技术对工程施工所在地进行地形测量。水电工程测量中,除了要对地质结构有所考虑之外,还要对周围环境的变化规律进行分析。水电测量中,运用三维实体地形技术,不仅要对施工所在地的地质情况和地形以测量,还要对水电工程的总体布局进行判断,并做出剖面图。
水电工程测量中主要考虑的问题包括测量工作所在环境条件、地形地质情况、困难地形对三维实体地形技术所存在的制约等等。
水电工程的三维实体地形测量中,由于测量工作环境复杂,必然会对设计选型、施工建造等产生一定的影响。当水电工程投入使用后,也会受到环境影响而引发事故。因此,水电工程建设要做好地形测量,并对地质状况做出准确的判断。运用三维实体地形技术将数字化三维立体地形构建出来,根据工程施工情况还要对地形图不断更新,以确保工程施工中对现场的地貌、地形和地质状况随时掌握。此外,运用三维实体地形技术还能够在工程施工任意一个环节对工程表面积、体积等等数据准确计算出来,并建立三维立体架构模式,以满足多个专业技术协同作业[3]。
水电施工中遇到困难地形是必然的。运用三维实体技术对困难地形的制约条件进行观察、分析,做出计算结果,以制定必要解决方案,做到水电工程合理施工。三维实体地形技术所构建的三维立体模型,能够对各种施工方案的可行性进行分析,以调整施工方案,提高施工进度。
结论:
综上所述,计算机技术的发展,推动工程技术不断更新。水利水电工程测量是确保工程施工质量的重要环节。为了弥补这一弊端,三维立体技术被运用于水利水电工程测量中,测量人员使用三维立体设计常用软件,不仅可以将工程测量模型立体呈现,还能够对工程设计的细节之处进行计算。鉴于传统的工程测量方法即便是经验丰富的技术人员也难以作出精确的计算结果,采用三维实体地形技术,可以获得更为准确的测量结果。
参考文献:
1、测量在水利水电工程中的重要性
水利水电工程中,无论工程项目的大小,系统的工程测量、公路测量和大面积测绘等,都少不了测量技术,工程测量在工程项目中起着重要的作用。在工程建设规划设计的阶段,测量技术主要提供各种比例的地形图和地形资料,还要提供地址勘测、水文地质勘测和水文测量的数据;在工程建设施工阶段,要把测量之后的设计变为实地建设的依据,即根据工程现场地形和工程性质,建立完整的施工网,逐一把图纸化为实物。从施工开始到结束,都离不开工程测量这项工作。这是因为,对于一个工程,首先需要对建筑物进行定位,确定其实际位置,之后确定准确的标识从而确定该区域是否有设计后新增建筑物或者其他,以保证机械设备的使用。基础设施完毕后,还要进行竣工线的投测,即对设备的平整度等进行跟踪测量,来保证设备工艺的流畅。在建筑物的运营管理阶段,通过测量工程建筑物的运行状况,对不正常现象进行探讨分析,采取有效措施防止事故发生。为了提高工程质量和施工效率,必须重视测量技术和新时期下测量技术的新发展。
2、水利水电工程测量新技术应用实践
2.1 CAD计算机绘图技术在工程测量中的应用
Auto CAD作为高效的计算机辅助设计软件,其对图形准确的绘制和对点线的精确定位测量及标注功能,不仅能减少测量作业时的人工计算处理工作,并提高了数据的精度。在工程线路测量中应用Auto CAD技术进行坐标定位计算,可快速、准确根据施工图纸计算各个部位的坐标,保证施工效果。
现如今南方CASS成图系统已成为工程测量人员在前期地形测量、施工放样、内业操作等方面使用最为广泛的软件,在整个测绘工作中起到了很大的作用。图解计算功能可以提高水利工程制图的准确性。由于水利工程本身具有的复杂性以及特殊性,所以水利工程的计算方法许多只是在理论上能够达到精度要求,而在实际的计算过程中因为各种条件的不确定,许多数值都是由经验或者推理,有一些是根本就无法计算出来的,因此在水利工程的计算中,常常在精确度满足工程要求的情况下对许多计算方法进行简化,图解法就是其中应用广泛的一种方法。在采用相应方法利用AutoCAD绘制出计算图后,只要在对应的地方进行截取,就能够很方便快捷地得到相应数据,这样还能广泛应用于工程设计上,对各种参数采用内插法取值和关系曲线图、表的查算。因此,图解计算功能能快速计算数据,进而可以提高水利工程制图的准确性。
Office已经成为了家喻户晓的通用软件。随着AutoCAD不断的完善和发展,其与Office相关的软件已经相互的进行了融合,取得了很好的效果。在word结合方面,AutoCAD通常应用于坝基底、闸门等压力计算时。在Word文档制作中,往往需要各种插图,由于Word绘图功能有限,特别是复杂的图形,该缺点就显得更加的明显。AutoCAD是专业的绘图软件,当制好图形后,插入Word制作复合文档是解决问题的好办法,可以用AutoCAD提供EXPORT功能先将AutoCAD图形以BMP或者WMF等格式输出,然后插入到Word文档中,也可以先将AutoCAD图形拷贝到剪贴板上,再在Word文档中进行粘贴。在水利工程中,如要对围堰、桥梁等绘制施工图时去列材料表,需要在AutoCAD中来制作表格,在AutoCAD环境下用手工画法进行绘制表格,然后,再在表格中填写上文字,这样不但效率低下,而且不能难精确的控制文字书写位置,文字排版也成为了问题。高效率的制作表格方法为:先在Excel中制好表格,复制到剪贴板上,然后再在AutoCAD环境下选择“edit”菜单中的“Paste special”,选择AutoCAD Entities,确定以后,表格即转化成为了AutoCAD实体。AutoCAD Entities,确定以后,表格即转化成为了AutoCAD实体。这样就提高了制图的有效性。
2.2 GIS技术
GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。从20世纪60年代至今只有短短的四十多年的时间,但已经成为多学科集成并应用于各领域的基础平台成为地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不光在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前,GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
2.3 GPS定位技术
GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此,GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用,并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。近年来,GPS高精度的定位技术在工程测量领域得到了广泛的应用,它的突出优点有以下几点:GPS设备操作简便,不需要太多的专业知识。它重量轻,体积小,所带来的后勤压力也小,减少了测绘人员的劳动强度。观测站选址灵活,不需要通视,减少了观测站的数量,也就减少了测量工作的经费和时间。几乎不需要人工计算,定位精度高,减少了计算失误率。随着基线的加长,其定位相对精度就越高,这是人工观测不能比拟的。GPS观测成果同时提供了三维坐标。在测量经纬度的同时,也测量了所处地的高度,这就为研究大地水准面的形状和地面点的高程开辟了新途径。
2.4地图数字化技术
在建立各种GIS系统时,对原有地图进行数字处理,在建库工作中占据了相当大的工作理,各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸质地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪将其输入计算机,经编辑、修补后生成相应的数字化图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器,手扶跟踪数字化仪工艺流程为硬件连接分图开定向数据采集僵形编辑僵形输出。扫描仪数字化仪的工作流程为原图扫描僵形纠正僵形定向户原图矢量化僵形编辑僵形输出。利用扫描矢量化技术进行地图数字化是提高数字化质量与速度的必由之路,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真对地图进行数字化处理。
3、结束语
伴随着测绘新技术的不断进步,现代工程测量正朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展,提高了工程测量的工作效率和测量数据的精确度,方便了水利水电工程的施工。
一、现代工程技术在工程实施中的应用
随着科技的发展,越来越多的工程在开发,其中最显著地就是道路桥梁等工程。这些工程都是需要在施工前做好设计勘探工作,然后是做出图纸,最后根据图纸来设计工程。那么在设计图纸的过程中我们就要做好每一步的设计工作,其中一步比较重要的就是定线测量工作。定线测量工作可以说是非常重要的,这项工作的好坏直接影响到整个工程的施行。
二、定线测量的步骤
在水利水电工程设计项目中,定线测量是经常遇到的也是不可避免的问题,例如渠道定线,水库以及水电站定线等问题。为了工程可以顺利进行,工程的质量得到保障,工程可以按照预定计划有效的进行,同时还必须满足工程施工和验收方面的质量要求,首先要做好的工作就是定线问题。一般情况下在勘察任务书文件下达后,要想了解项目的设计阶段,基本上可以分为三个大的方向。分别是可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图这三个阶段。我们要想了解项目设计的目的就要根据设计阶段,并且可以决定实际定线的精度问题。根据设计阶段还可以知道所测的渠道室引水渠还是排水渠,渠道设计长度以及走向。这些都可以根据设计人员所提供的图纸进行测量的设计工作。但是有些是不能完全按照图纸进行的,因为图纸也不能保证完全正确。所以我们虽然要根据图纸但是也要进行实地考察,根据图纸和实地考察的结果反复进行测量,最终确定一个合理的方案。
三、渠道定线测量
渠道定线首先要对所需定线的渠道进行勘察工作,了解渠道当地的实际情况以及渠道沿线的实地状况。看图上所设计的渠道线路是否有穿过居民区或者其他建筑物,如果有的话要想办法解决。渠道定线要根据一个基本原则来定,这个原则就是尽量节约土方,包括填方和挖方,尽量少占用居民地和耕地以及其他经济作物,不然会赔偿居民经济损失加大成本。现代社会的发展是很快,这包括了各个方面,就土地的变换来说都是比较快的。在定线技术中经常会发生一种现象就是图纸上所画线路与实地有很大出入。这主要就是由于图纸或者地图的更新换代跟不上实地发展的变化,经常是图纸上所定的线路划在草地上的,而到了实地考察却变成了居民区,并且有可能增加了许多道路设施等。这就给定线测量工作带来了很大的麻烦,就要考虑改线问题。如果线路是在平原上经过那么就要考虑到尽量少占用耕地以及一些公共设施。在线路要接近居民的时候要提前改变线路的方向,不要有急转弯,并且尽可能地减少拐弯的次数。在测量的过程中如果拐弯的次数越多则测量工作越不利进行,而且拐弯多了不利于水流的运行。路线是在平原上经过的话还是比较简单的,如果线路是在丘陵地带经过那么就是比较麻烦的了。首先要知道前进的方向的水位是什么样的,低水位还是高水位,路线是沿岗上走的还是沿着岗下走的,往往是只要移动很小的一点点就可以使工程节省很大的人力物力。通常遇到改线的问题都要考虑全面一点,比如说虽然一般定线都会离输电线路或者道路比较远,但是如果改线的话就会给周围范围内地面和地下造成破坏,有可能对一些输电设备造成影响。所以在改线之前一定要和设计人员商量好,以免改线给整体项目带来影响。如果设计人员可以根据新的线路进行实地考察并且做出相应的规划那是最好不过的了。其中有一个工程是龙头桥水库区定线测量工程,我们工程团队按照图纸的要求需要测量300多km的任务长度,不但要测量灌水区还要测量排水渠,测定的区域是在宝清县境内。但是由于设计人员给我们提供的图纸不全面,这使得我们的工作非常困难。我们只好求助于当地的水利站的工作人员。图纸上所划定的路线经常是穿过道路以及树木地带。我们的工作是非常艰难的,经常是白天测得的数据,晚上就得算出结果,然后在标记到图纸上于设计线路上进行规划设计。在设计的途中若是发现问题则会立即改正或者向设计人员汇报,保证定线的顺利进行。
四、坝址定线
通常在水库和水电站的项目设计中,坝址的定线是最重要的,可以说坝址选定的优劣程度直接影响到项目的成功与否。设计人员先是对地区进行实地勘察,然后通常是在地形图上标定所测量的数据,还有比例尺。我们知道通常情况下坝址都是选在那些比较容易截流的地方,通常河道狭窄两岸陡峭的地方都是比较满足要求的。但是经常是有这种情况发生就是当测量人员按照图纸上所标定的线路进行实地测量时发现并不是最佳线路。比如说坝址不是最短路线,坝址的两个端点并不是在最高点等一系列的问题。出现这些问题的原因并不是由于测量人员的粗心,而是由于所用地形图的比例尺太小,地图上一毫米的偏差在实地中可能都会造成几米甚至几十米的偏差,再加上地图的绘制过程中就会有一些综合取舍的问题,所用地图也跟实地情况并不是完全地吻合,地图上所绘的情况通常都是跟实际情况有些出入的。这样一来就不可以避免的要多次定线才能确定一条合理的线路。前面说了坝址的选择是重中之重,所以坝址的定线不能草率,通常都是要进行多次的实地勘察才可以初步确定,并且要根据已有的水文地质材料来综合考虑坝址的定线测量问题。通常情况下坝址的选择要很多次的综合确定才可以完成,经常要测定不同的线路然后根据现有的资料来综合确定线路,做最后的选择。通常在定线的过程中前期的工作一定要做到细致入微,多方求证,这样可以大大减少后期工作的麻烦。如果前期工作为了快而没有进行仔细勘察,最后定线的时候导致多次改线,那么这样就是很耗费时间的,因为每次改线都相当于工作重新做一次,每次改线都要重新测量那些数据,线路等。所以尽量避免改线,最好是做到一次就成功,这样是最有效率的做法。但是有些定线工程是无法一次就确定的,这样的工程通常比较复杂,我们在工作中也要尽量做到减少重复,尽量提高效率。总之避免浪费就是最大的节约,把损失降低到最小,我们就可以实现利益的最大化。
结语
以上作者根据水电工程中的渠道和坝址定线问题谈了一些工作中会遇到的情况和体会。那么我们如何才能够确定一条非常合体的设计线路是收到很多条件限制的,既要考虑到工程的总体设计情况,又要考虑到实地的特殊情况,既要考虑到测量和工程地质的专业要求又要考虑到施工阶段的工作。总之定线工作是一项任务很重的工作。考验了设计人员的综合素质,对设计计划的了解情况等。我们要想做好定线设计工作就必须学好专业知识,并且对定线过程中可能遇到的问题所涉及的方面都做到有所了解。我们不光是要知道工程设计中的一些知识,还要了解一些地理问题,比如说各个地方的土质水质有所不同等一些问题,这些看似没有什么关联的问题其实都是我们在实际工程设计中所需要考虑到的,只有综合考虑到这些问题,我们才有可能比较好地解决这一复杂的定线问题,从而更有效的解决实际工程问题。
参考文献:
[1]厉占财;水利工程对生态环境的影响综述[J];黑龙江科技信息,2008
[2]刘建军;水利工程环境保护涉及[M];武汉市武汉大学出版社,2008
GPS(Global Positioning System)是全球卫星定位系统,是目前测量领域中所应用的最为先进的定位系统。近些年来,GPS 定位技术根据工程测量需求在软件技术和硬件技术方面不断开发,使得该技术在水利水电工程领域得以广泛应用,由此而加快了工程进度。
一 GPS定位技术
1 GPS系统运行原理
GPS系统由三个部分组成,即GPS地面监控系统承担地面控制工作,GPS卫星星座承担空间控制工作,GPS信号接收机承担用户服务工作。关于GPS系统的运行原理,主要研究的部分是定位原理的运用。当卫星处于高速运动状态的时候,GPS定位系统开始计算数据,当处于某一个瞬间点的时候,GPS系统就可以将该点所在空间位置确定下来。对于测点的计算,则采用后方交会的方法,通过计算获得[1]。
2 GPS定位技术的优点
GPS定位中,无需对GPS 网的几何图形有所要求,主要根据需要灵活布设即可。GPS技术在测量工作中,不仅观测速度快,而且精确度高。不同的观测精度,应用静态定位方法3个小时之内就可以精确定位,采用快速静态相对定位方法,则几分钟就可以定位,精度可以达到1ppm。GPS定位技术可采用实时动态测量方法进行测点的平面位置测量,多用于高程测量。其较高的自动化程度,不仅操作渐变,而且所有的观测、跟踪、测量和计算等一系列工作,都是通过仪器的自动化系统自动完成[2]。此外,GPS定位技术还可以不受气候影响全天作业,不分时间和地点都可以实现连续性的同步观测。
3 GPS定位技术的影响因素
GPS定位技术在应用领域中也会存在误差,主要是受到天空可视情况、气压测高功能、电离层和对流层等因素的影响。
GPS 接收机所提供的导航信息是通过卫星信号的接收来实现的。导航信号的传输速度和传输效果与天空可视情况存在必然关系。如果在导航信号在传输的过程中遇到高山、建筑、密集的人群以及森林等等,都会影响到信号的接收。
一些GPS 接收机在使用功能上兼具GPS 测高和气压测高两种,经过校验的高度计,气压测高可以达到一定的精度,但是会在一定程度上影响GPS 测高水平。
在大气中存在对流层和电离层,对GPS 信号会产生一定的影响。当GPS 信号传输的过程中通过电离层的时候,信号就会改变传播路径,传播的速度也会相应地有所改变,导致GPS 信号传输迟缓[3]。
二 GPS技术在水利水电工程测量中的应用
1 应用GPS技术测量不规则区域
水利水电工程现场地势复杂,多为不规则区域。如果采用传统的测量设备,不仅需要多级布网,而且测量精度难以符合要求,且测量过程中所耗费的人力和物力较大。GPS 技术具有动态测定功能,对不规则区域测量可以获得精确的结果,并将不规则区域的面积计算出来。具体操作中,首先是在测量区域范围内设定一个基准点,将信号接收机安置在这里对GPS信号进行持续跟踪,达到指定的时间段,就将运动载体所在位置确定下来,精确度可以界定在2厘米以内,具有较高精度的运行轨迹就被绘制出来,将轨迹所围的区域范围内的面积计算出来即可。
2 将GPS技术应用于截流施工中
水利水电工程中,截流工程是重要的施工环节。截流的难度与工程所在地理环境、选用的施工方法以及河道的流量等等因素有关。水下的地形复杂,且实施水下测绘的专业技术难度较高,如果采用传统的测绘以其,通常所使用的是交会法定位,测量结果缺乏精确度,且只能够在有限的范围内测量。如果对较远的区域进行远程测量,应用无线电定位所获得的测量结果误差更大[4]。在截流施工中采用GPS定位技术与水声仪器结合运用进行测量,GPS定位技术对测点以定位之后,水声仪器可以对水深以准确测量,然后将测量的信息传输到计算机中绘制成为水下地形图。所有的数据都是经过自动化处理,包括水深图、水下地形模型等等都能够绘制出来,提高了水下测绘的工作效率,且降低了测绘劳动强度,由此而加快了截流施工进度。
3 将GPS技术用于灌区地形图的测绘
与传统的三角测量技术相比,GPS技术可以通过测量控制网对平面坐标进行测量,得出高精度的结果。将GPS技术应用与工程测量中,为了避免中立数据缺乏,需要经过转换数据的程序,采用GPS高程拟合方法就可以实现。高程拟合方法在国外的工程建设中已经得到了广泛的应用,虽然在中国的实际应用领域中对技术的可靠性没有得到证实,但是在灌区布网上对高程点的确定,则会采用GPS技术。具体操作中,运用GPS技术测量WGS84坐标系下的大地高程,就可以将精确的正常高确定下来。采用数学拟合方法将待定点的正常高计算出来,建立平面坐标和高程异常值,就可以将大地水平面的布网构造出来,运用GPS技术计算高程异常值,插入待定点插入其中,就可以对正常高进行数据转换了[5]。
结论:
综上所述,电子信息技术的快速发展,各种电子测绘技术被运用于水利水电工程测量工作中,GPS定位技术就是其中之一。其是运用卫星导航系统开展测量工作,具有全球性的特点,可以全天候工作,且测量结果具有很高的精密度。在水利水电工程领域中应用该技术,不仅可以提高工程测量效率,而且还能够降低测量成本。
参考文献:
[1]余学祥,徐绍锉,吕伟才.GPS 变形监测信息的单历元解方法研究[J].测绘学报,2012,31(02):123-127.
[2]任建江,李冬梅,严新军.GPS测量技术在水利工程高精度变形监测网中的应用[J].水利水电技术,2011(02):79-83.