現(xiàn)代測繪技術(shù)在水利工程的運用論文
摘要：水利工程建設(shè)是為了實現(xiàn)科學(xué)化地下水控制與地表水管理應(yīng)用所建設(shè)的工程，而測繪工作則是現(xiàn)代化水利工程建設(shè)的重要類型之一。在我國現(xiàn)代化科技日益進(jìn)步發(fā)展的背景之下，測繪技術(shù)也會隨著科技發(fā)展日趨完善，將會有助于水利工程相關(guān)工作的高效化運行。此外，在實際應(yīng)用期間，大量測繪技術(shù)的應(yīng)用價值呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢，包括監(jiān)測水土流失價值以及防洪抗旱價值等。同時，在避免各種災(zāi)害事故的過程中，還會起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的效果，促進(jìn)水利工程相關(guān)項目建設(shè)工期的縮短，在運營成本得到控制的前提下，提升工程效率。本論述就現(xiàn)代測繪技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用展開詳細(xì)論述。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代測繪技術(shù)；水利工程；應(yīng)用
隨著水利工程建設(shè)工作的大力開展，水利工程建設(shè)規(guī)模也得到了不斷擴(kuò)大。為了在一定程度上減少測繪工作難度、節(jié)省工作成本，促使大量現(xiàn)代化的測繪測量技術(shù)逐步得到了廣泛應(yīng)用，例如，現(xiàn)代化信息測繪技術(shù)等［1］。此外，在實際應(yīng)用期間，大量測繪技術(shù)的應(yīng)用價值呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢，包括監(jiān)測水土流失以及防洪抗旱價值等。同時，在避免各種災(zāi)害事故的過程中，還會起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的效果。由此可見，從水利工程發(fā)展的實際情況入手，對于現(xiàn)代測繪技術(shù)必須要有一個相對客觀的分析，促使其充分發(fā)揮其實踐意義。
1現(xiàn)代測繪技術(shù)基本概述
隨著時代日益演變，傳統(tǒng)形式的光學(xué)測量儀器難以滿足時代發(fā)展需要，各方面矛盾不斷凸顯，例如，儀器的操作程序相對復(fù)雜，且儀器的工作效率比較低下，具有相對較低的精確度。針對該情況，在實際測繪工作當(dāng)中，必須要大力引進(jìn)多種新型測繪技術(shù)，從現(xiàn)代測繪技術(shù)角度出發(fā)，其核心是“3S”技術(shù)，具體來說就是所謂的GPS技術(shù)、GIS技術(shù)及RS技術(shù)。日前，“3S”技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到多種形式的測繪工作當(dāng)中，尤其是水利工程建設(shè)工作中［2］。以上三種測繪技術(shù)具有自身不同的特點，具體來說，GPS技術(shù)全稱是衛(wèi)星定位技術(shù)，其工作原理是借助人造衛(wèi)星所形成的信號，將對應(yīng)數(shù)據(jù)信息有效傳遞到地面接收站中，在此基礎(chǔ)上，就收訊者準(zhǔn)確位置進(jìn)行客觀性分析研究；GIS技術(shù)全稱為地理信息系統(tǒng)，主要就多樣化空間信息實施一系列系統(tǒng)化的操作，如檢索以及儲存操作等。實質(zhì)上，在實際工作期間，該技術(shù)屬于現(xiàn)代化管理工作的核心，同時也是遙感技術(shù)應(yīng)用工作中不能缺少的元素；RS技術(shù)就是我們通常所說的遙感技術(shù)，該技術(shù)必須要對數(shù)據(jù)進(jìn)行包括提取在內(nèi)的系統(tǒng)化操作［3］，然后在此前提下，實施全方位的目標(biāo)信息分析與處理，從現(xiàn)代遙感角度出發(fā)，其已經(jīng)融合了大量高科技手段，如空間技術(shù)等，自身的應(yīng)用價值得到了不斷提升。
2現(xiàn)代測繪技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
與傳統(tǒng)形式的光學(xué)測量技術(shù)進(jìn)行對比，現(xiàn)代測繪技術(shù)在實際工作當(dāng)中的效率與工作精度都得到了非常大的提升。而且現(xiàn)代測繪技術(shù)逐漸向著數(shù)字化方向、自動化方向以及信息化方向邁進(jìn)，現(xiàn)階段測量儀器應(yīng)用最為廣泛的是全站儀及超站儀等，能夠達(dá)到測量數(shù)字化以及信息化的標(biāo)準(zhǔn)要求，可以逐漸代替光學(xué)測量技術(shù)或者相關(guān)的測量設(shè)備［4］。從全站儀應(yīng)用角度出發(fā)，該儀器可以自動化跟蹤測量工作中的反射器，然后對測量好的坐標(biāo)進(jìn)行三維轉(zhuǎn)化，而且還可以內(nèi)置相應(yīng)的實現(xiàn)測量中的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，同時還可以通過內(nèi)置微計算機，就相關(guān)信息數(shù)據(jù)實施詳細(xì)記錄與及時處理，進(jìn)而有助于相關(guān)測量數(shù)據(jù)的有效轉(zhuǎn)換。針對一級控制測量當(dāng)中的超站儀來說，現(xiàn)階段該儀器已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了全站儀以及GPS兩者的緊密結(jié)合，而且不會受到空間以及基準(zhǔn)站點方面的限制，在日常工程放樣流程、碎步測量流程與控制測量工作中的測量效率得到了不斷提升。現(xiàn)代測繪技術(shù)的主導(dǎo)是“3S”技術(shù)，具體來說，“3S”技術(shù)主要包括GPS技術(shù)、GIS技術(shù)以及RS技術(shù)，這三者在實際應(yīng)用期間，所發(fā)揮的作用實質(zhì)上是存在較大區(qū)別的，所發(fā)揮的效果也存在不同，通常情況下于數(shù)據(jù)收集領(lǐng)域與數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域?qū)l(fā)揮出難以比擬的效果［5］。比如，應(yīng)用GIS技術(shù)，可以對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高效化分析、集成，然后對相關(guān)的地理空間進(jìn)行研究，明確定位空間位置，而且還具備非常強的查詢能力，具備良好的可視化表達(dá)功能等?，F(xiàn)階段，現(xiàn)代攝影測繪技術(shù)實現(xiàn)了攝影技術(shù)在實際工程建設(shè)中的有效應(yīng)用，并憑借地理信息技術(shù)實現(xiàn)實際化測量，在精度上和測量工作量上有著很大的優(yōu)化，大大降低了攝影測量的難度。水利工程建設(shè)中的測繪技術(shù)應(yīng)用日益廣泛，而且現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用也代表了該技術(shù)在宏觀調(diào)控與相關(guān)技術(shù)配合層面有了相對較大的突破，而且測繪技術(shù)研發(fā)還會帶動其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展［6］。與此同時，現(xiàn)代測繪技術(shù)可以提升水利工程自身的工程質(zhì)量與精度，縮短工程進(jìn)度，節(jié)省建設(shè)成本。
3現(xiàn)代測繪技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用
3.1GPS測繪技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用
在水利工程建設(shè)期間，GPS技術(shù)一般都是被應(yīng)用到變形監(jiān)測以及控制測量環(huán)節(jié)中。總體而言，選址工作屬于水利工程建設(shè)的必要環(huán)節(jié)，一般情況下，受多種因素影響，包括復(fù)雜地形以及較差通視條件等，將會對水利工程測量造成一定的阻礙，借助GPS技術(shù)就能夠從源頭上解決該問題，究其原因在于該技術(shù)在測量工作中不會受氣候因素、地形因素等的影響，可以確保測量工作順利完成［7］。除此之外，針對大壩變形監(jiān)測工程，若是運用傳統(tǒng)形式的測量手段，其前提條件是良好通視條件，而GPS技術(shù)并沒有通視條件限制，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)化及時監(jiān)測，而且在測量精度方面，也可以充分滿足水利工程實際建設(shè)過程中的精度要求。因計算機軟件支持，還能夠?qū)崿F(xiàn)大壩信息的自動化處理，包括水平位移處理與垂直位移處理等，從而為分析工作提供重要依據(jù)條件。
3.2數(shù)字地圖測繪技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用
從數(shù)字地圖角度出發(fā)，該技術(shù)在水利工程規(guī)劃當(dāng)中的應(yīng)用比較廣泛。第一，水利工程建設(shè)期間，需要將所對應(yīng)的地形圖作為應(yīng)用基點，然后從整體上實施合理化空間布局規(guī)劃，進(jìn)而明確水利工程中關(guān)于建筑物的相關(guān)信息，包括建筑物規(guī)模與建筑物坐標(biāo)等［8］。第二，在水利工程對應(yīng)地形圖當(dāng)中，還能夠?qū)Πㄋ畮烀娣e等其他內(nèi)容進(jìn)行明確，從而在此前提之下，了解清楚水庫具體搬遷面積與范圍。第三，水利工程規(guī)劃工作開展中，通常情況下會運用到大量的`機械設(shè)備，如全站儀等，將全自動繪圖系統(tǒng)作為媒介，準(zhǔn)確獲取數(shù)字地圖。之后，再借助計算機技術(shù)，對相關(guān)的信息數(shù)據(jù)實施科學(xué)化處理，最終繪制出數(shù)字地面模型。與此同時，在掌握數(shù)字地面模型以及數(shù)字地圖的前提下，還可以準(zhǔn)確獲取高程信息，之后再得到具體斷面圖形，實現(xiàn)水利工程規(guī)劃的科學(xué)化與規(guī)范化。
3.3全景真三維技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用
在全景真三維技術(shù)應(yīng)用期間，一般都是借助車載激光掃描以及機載激光掃描等處理技術(shù)，對地面高程數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，進(jìn)而解算合成，之后再直接生成相應(yīng)的高度自動化三維立體影像，結(jié)合地理三維坐標(biāo)對相關(guān)的空間信息實施合理化組織管理［9］。這種情況下，該技術(shù)不僅能夠把地形信息、景觀信息、水文信息以及地質(zhì)信息等要素與屬性信息進(jìn)行結(jié)合，從而生成三維數(shù)據(jù)，還可以建立起多種空間與屬性數(shù)據(jù)庫，自動生成真實場景。在三維技術(shù)所生成的數(shù)字化與智能化平臺基礎(chǔ)上，就可以對水利工程三維設(shè)計進(jìn)行科學(xué)化管理，包括在三維地理地形圖當(dāng)中，相對直觀地了解建筑物情況、開挖邊坡情況等，進(jìn)而準(zhǔn)確計算建筑物體積、挖填土石方量以及建筑物面積等。
3.4信息化測繪技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用
信息化測繪能夠為水利工程提供大量先進(jìn)的數(shù)字柵格圖、高程模型以及線劃圖等，然后在此基礎(chǔ)上繪制影像三維圖。通常情況下，在三維地形圖當(dāng)中，所規(guī)劃設(shè)計出來的河道中心線，將會根據(jù)所設(shè)計好的橫斷面間距，獲得橫斷面采樣線，然后實現(xiàn)橫斷面圖的批量化生成，甚至有的時候還會對地面高程數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，應(yīng)用價值非常突出。借助三維地形圖，可以實施渠道縱斷面設(shè)計，然后促進(jìn)地曲面以及設(shè)計曲面的自動化繪制，并對相關(guān)信息進(jìn)行綜合化考慮，準(zhǔn)確計算挖填方量，通過相關(guān)數(shù)值進(jìn)行調(diào)坡，最終實現(xiàn)土方量平衡，有效繪制土方施工圖。利用信息化測繪還能夠在測繪決策平臺上對水環(huán)境進(jìn)行管理，具體來說，信息化測繪決策平臺由以下幾部分組成，包括防汛抗旱系統(tǒng)、抗旱決策系統(tǒng)、水資源決策系統(tǒng)、水環(huán)境系統(tǒng)等，不同環(huán)節(jié)所發(fā)揮的作用也存在一定的差異性［10］。比如，水土保持系統(tǒng)主要是在地理數(shù)據(jù)庫以及水土流失數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上運行的，然后通過其他系統(tǒng)的輔助支持來達(dá)到水土流失預(yù)測的目的，確保水利工程的合理規(guī)劃與實施。
3.5現(xiàn)代測繪技術(shù)在大型水利工程中的具體應(yīng)用
現(xiàn)階段，我國大型水利工程數(shù)量相對較多，例如，三峽水利樞紐等。而且，一些現(xiàn)代測繪技術(shù)也已經(jīng)在部分大型水利工程中得到了應(yīng)用。首先，從現(xiàn)代測繪技術(shù)層面出發(fā)，在充分運用數(shù)字地圖前提下，能夠充分實現(xiàn)三維虛擬。將三維可視化作為基礎(chǔ)，可以制定出不同工程建設(shè)設(shè)計方案，最終實現(xiàn)仿真操作的規(guī)范化與合理化。在此基礎(chǔ)上，還可以對土石方工程量進(jìn)行科學(xué)計算，客觀評估施工現(xiàn)場環(huán)境，優(yōu)化設(shè)計方案；其次，水利工程管理工作中，GPS技術(shù)以及GIS技術(shù)兩者的聯(lián)合應(yīng)用可以保證工程機械設(shè)備的自動化操作，增強工程施工建設(shè)的安全性，做到質(zhì)量監(jiān)控管理的全面化，從而防止危險施工中安全事故的發(fā)生；最后，促進(jìn)智能化全站儀作用的充分發(fā)揮，智能化全站儀可以對隧道掘進(jìn)位置與實際方位實施合理化控制，動態(tài)化監(jiān)測水利工程車輛位置與所處狀態(tài)，最終使施工現(xiàn)場的土方挖掘情況得到自動化控制，保障水利工程量的精確化，使水利工程開挖工作與掘進(jìn)工作得以實現(xiàn)，縮短工期，從根本上提升工作效率。
4結(jié)束語
在水利工程建設(shè)工作中，現(xiàn)代測繪技術(shù)應(yīng)用的意義非常深遠(yuǎn)?，F(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用可以在一定程度上有效避免多種工程安全事故的發(fā)生，最大限度減少人員傷亡過程中降低經(jīng)濟(jì)損失。此外，現(xiàn)代測繪技術(shù)的有效運用，還能夠促進(jìn)水利工程相關(guān)項目建設(shè)工期的縮短，在運營成本得到控制的前提下，提升工程的實際工作質(zhì)量水平與工程效率。就長遠(yuǎn)發(fā)展來看，隨著各種現(xiàn)代測繪技術(shù)的不斷完善，測繪技術(shù)將會擁有更為廣闊的發(fā)展前景，進(jìn)而走上數(shù)字化、智能化以及信息化道路。與此同時，還會保證我國水利工程建設(shè)盡快實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益與社會效益的同步發(fā)展，走上健康持續(xù)發(fā)展的道路。
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