關于水利水電工程測量技術的探討

崔小民

【摘 要】測繪在水利工程建設中具有基礎性和重要性的特征。如何更好地在水利水電領域消化和應用國內外相關領域的新技術和新知識，如何在管理上做到應對未來行業良好、有序發展的挑戰，為水利水電事業的建設打好基礎，提供更好的成長環境是水利水電工作者的一項重要任務和課題。

【關鍵詞】水利水電；工程測量；測量技術

引言：

大數據時代來臨，電子計算機技術以及數字化理念已經深入各行各業當中，水利水電工程當中的工程測量技術無疑可以結合數字化技術進行多元化整合發展，其存在的角度以及發展的方向可以定性為具有數字理念精準化模型測繪技術。因此本文從技術入手，以傳統模式結合現代化理念信息為主要發展方向，對此進行全新的現代化理念分析。

一、我國水利水電測繪的建設遠景

首先應加強測繪科技創新，加強對于國內外先進水利水電測繪技術和方法的研究，尤其注重在國內環境下應用的現實問題，以做到將先進知識和科技轉化為現實的生產力，達到真正的科技創新和進步。其次，科技的競爭，歸根結底是人才的競爭，加強水利水電測繪專業隊伍的建設，要做到科研與工程，管理和技術并通、并重的人才培養，有利于我國水利水電事業的發展。再次，要研究制定水利測繪信息資源共享的使用立法規范，建立系統內測繪信息資源共享機制，規定信息數據的密級劃分，按照互惠互利的原則交換數據來發揮整體功能，有助于大數據產業的建設和發展，服務行業和社會。第四，要完善測繪檔案計算機輔助管理機制，還應該對原有測繪檔案資源開展數字化建設，建成測繪檔案信息數據庫和基于局域網絡的綜合管理數據庫，實現水利測繪科技檔案管理計算機化、信息發布網絡化。

二、水利工程測量技術

1、控制測量

控制測量技術時現代化水利水電工程測量技術的基礎，也是前期測繪技術的基礎現代化控制測量技術主要有三大方向，通俗來講稱為3S技術。首先是GPS技術，這一技術時現代化數字技術以及衛星遙感定位技術的綜合產物，能夠準確有效的對地點以及測繪方向做出正確判斷，也稱之為全球定位系統，能夠全球、全面積、全層次、全空間的覆蓋想要定位的地點，通過與數字化的精準結合，做出準確的方向定位，相比于傳統的定點測量方式，這種定位系統更加快速更加便捷，覆蓋方向更加全面。其次是GIS技術，這是地理信息采集技術，相比于傳統的人工記錄以及人工測量方式，GIS技術在多空間、多維度、多架構層次上給予被采集地理信息更加全面的分析以及統計，通過人工控制的方式，結合地理信息數據庫以及電子信息采集系統，對被采集的地理信息進行綜合分析，從結構上調整傳統人工的不足。利用多媒體以及計算機幾何模型，對當地的地理信息進行建模，從而掌握細節情況，分析后天不足，為精準測量進行鋪墊。最后是RS技術，RS技術時GPS、GIS技術的綜合補充，是一種用于補測、補繪的綜合遙感技術，利用聲波遙感技術、光學遙感技術、物理遙感技術等對GIS、GPS系統進行補充，補充的方式作為細節被納入用數字化技術建立的模型當中，從而進行綜合技術細節補充，完善建模模型以及技術理念。

2、水利控制測量及放樣測量

使用測量用GPS或者雙模衛星測量儀器，水利水電工程中對河道開挖邊界，巷道中心線，壩址中心線，壩址基礎邊界進行較全面的控制性測量。隨著衛星儀器的使用，從三角鎖網、三邊網、邊角網、導線網等傳統測量方式，已經逐漸被替代為GPS控制網、混合控制網等現代化控制測量技術。因為目前基站式GPS測量儀器的測量精度已經達到了厘米級別，且水利工程一般處于較為開闊的地帶，附近鮮有高大建筑物或上空屏蔽建筑物，所以，GPS測量儀器對于整個水利控制測量工作能完全勝任。

而相比較平面坐標網，水利水電工程中的高程控制測量就顯得更為重要。因為水利水電工程的河床高程和壩頂高程必須嚴格控制，否則會影響水渠導水性和水渠運行安全性，對于大型水庫的建設，更是如果高程控制不合理，輕則會影響水電發電效率，給水輪機控制帶來困難，重則會直接影響到大壩運行的安全。

因為RTK技術的廣泛使用，在清理河道的過程中，以及在堤壩建設的過程中，我們會高密度的對整個工程進行基于質量控制的追蹤式測量，通過若干控制點的反復測量，能得到施工過程的放樣偏差，可以在第一時間與計算機內的設計模型和實際施工模型進行比對，從而制定應急措施，以確保整個施工過程均在高精度的狀態下進行。

3、3S技術應用于水電站工程規劃設計及管理

3S集成把GPS技術、遙感技術、地理信息技術融為一體，由GPS和RS向GIS輸送海量的水電站測區地形，地貌等空間數據，由GIS進行水電站測區的空間分析、預測、決策，完成水電站工程規劃設計及管理工作。

水電站工程規劃需大量地形，地貌，水文，地質及社會經濟等各方面信息，而RS和GPS的結合能夠為水電站工程規劃提供大量實時的數據信息，GIS可把RS和GPS所測繪得到的各種數據裝進電腦，進行可視化的規劃設計、管理、監測，如水電站工程的總體布局方案比選、論證、分析、評估，模擬水電站工程的環境、生態影響，也可進行水電站工程景觀地規劃、水電站工程環境及生態規劃、水電站工程交通規劃等。3S可用在庫區空間形態、地形地貌地質構造、三維水流流動的展示，在此基礎上，進行水電站工程選址、大壩及堤防，各水工建筑，水電站廠房的規劃、設計、施工管理工作，例如水電站建設淹沒范圍，移民安置規劃、農業灌溉用水渠道選線及環境影響評價、防洪規劃、水電站工程抗震設計、金沙江河道管理、水電站工程物料貯運管理。

總之3S技術觀測、分析、預測、決策的各種信息接入水電站勘測設計系統，工程測量信息系統，電站日常管理辦公系統，加上實時三維GIS和虛擬現實技術就能形成“天地一體化”的大測繪系統。能實時為規劃設計及管理部門提供海量信息，以便作出科學決策，因此3S集成具有實時采集、處理和更新數據的功能，是新地理信息時代的智慧測繪手段。

4、水下地形測量技術

傳統的水下地形測量采用一般多以經緯儀、電磁波測距儀及標尺、標桿為主要工具，用斷面法或極坐標法及交會法定位，用測深桿和測深錘來采集水深數據，這種方法存在作業效率低，誤差大等諸多缺點，近來已經很少被采用。

近年來隨著衛星定位技術的發展，DGPS，GPSRTK及CORS系統配合多波束測深儀進行水下地形測量得到了廣泛的應用。DGPS（差分全球定位系統）是以某已知點作為基準點，基準點的GPS接收機連續接收衛星信號，并與已知點的位置進行比較，確定當時誤差的偽距修正值，將這些修正值通過無線電臺接收，用戶接收機接收修正值來實時校正GPS信號，它具有全天侯、實時連續、高精度等特點。目前GPSRTK及CORS系統定位已達到厘米級的定位精度，并且能夠做到實時無驗潮測量。以上幾種定位技術進行水下地形測量與岸上基準點交會法、極坐標法等定位技術相比，具有極大的優勢，特別是較大面積的水下地形測量，可以大大縮短工作周期，減輕勞動強度。

結束語：

測繪新技術在水利工程中的應用，使傳統水利工程測量技術發生全新的變革，全面應用到水電站地形測繪，施工放樣，竣工測量。信息化測繪將在水電站勘測、施工、監測、管理方面全面應用。

參考文獻：

[1]張海水.關于測量在水利水電工程建設中的重要性研究[J].中華民居（下旬刊），2013（36）：86-89.

[2]王文春，劉志明.可應用測量技術與數字化技術的結合[J].測繪通報，2014.