现代测量技术在德江观音滩水库工程中的综合应用

贺立捧

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550000)

0 引 言

德江观音滩水库工程位于德江县龙泉乡敖家河河段，位于E107°56′～108°07′，N28°09′～28°16′。项目测绘工作主要主要为设计、水文、地质、移民专业提供测绘资料，内容包括:GPS 控制测量，河道纵横断面测量，1∶500 地形图测绘，1∶500 丘块图，1∶2 000地形图测绘等。工作任务繁重，工期紧张，河道两岸山地陡峭的灌木林、陡崖，工作难度大，且存在安全隐患。

结合项目情况，若采用传统的测绘方法很难在规定的工期内，高质量地完成测绘工作的各项任务，因此工作组决定采用GPS 控制网拟合高等级水准点取代常规水准测量，大比例尺地形图及丘块图采用数字化摄影测量、动态GPS 及常规仪器野外测量相结合的方法进行，与传统常规测量相比，在多方面进行了改进，以提高测绘产品质量、提高工作效率与克服地理环境因素影响的，保质保量的完成本次测绘任务［1］。

1 资料收集与分析

通过对该区域已有成果成图资料的收集、分析、评价，可利用资料见表1 ～2。

表1 收集已有资料成果表

表2 已知点成果表

经现场核查，以上已知点标识都保存完好，可供使用。

2 现代测量技术在项目中的综合应用

2.1 控制网布设

2.1.1 平面控制网

平面控制利用德江C 级控制点GPS3、GPS5 作为观音滩水库工程控制网的起算点，建立覆盖整个测区的GPS 首级控制网，编号为:GP01……GP30，均采用刻石造标，坐标系采用1954 年北京坐标系，中央子午线为108°。外业观测时间为65 min为一个时段，数据转换为通用格式，采用Ash-tech solutions软件进行数据处理。观音滩水库工程工程GPS 由34 点(含2 个C 级点、2 个二等水准点与30 个新增控制点)，117 条基线边组成，经GPS 解算后，115 条基线解算通过，2 条基线局部局部解算，禁止该两条基线参与控制网平差，其中最长边为8025m，最短边为176 m，GPS 测量相对定位成果符合以下要求:

1)数据点的高度角＞15°。

2)基线解中距离残差的标准差≤30 mm。

4)异步环和同步环各坐标分量闭合差应满足规范规定的要求。

5)最弱点GP24、GP25 相对精度为27 mm，最弱边GP14-GP12 相对中误差为1/154791，小于规范要求1/40000。

2.1.2 高程控制网

由于地形复杂，工期紧张，且适逢寒冬，给常规水准测量带来了较大的困难，工作组决定先采用GPS 高程作为项目区的高程控制网。通过野外踏勘，决定将思德Ⅱ-13、Ⅱ-17 国家二等水准点联测到GPS 控制网中，两个二等水准点加上两个联测有四等水准的C 级点，在控制网中分布合理，能够较好的内插出区域内高程异常值，从而保证较高的GPS高程控制网精度。经GPS 解算平差后，控制网精度完全能够满足设计规划阶段精度要求［2］。

2.1.3 图根控制测量

此次大比例尺成图及丘块测量都是采用数字摄影测量技术、动态GPS 与常规测量联合作业进行，因此对图根点的布设仍然存在一定的要求，而采用传统的导线测量方法布设，既耗时又费力，且存在累积误差。

动态GPS 技术在图根测量方面的应用，早已得到验证，且精度高于常规导线测量，因此本项目中，所有图根点的布置都采用动态GPS 进行，且在地面用油漆做好标记，以供检核与使用［3］。

2.2 大比例尺地形图及丘块测量

2.2.1 1∶500 地形图

因搜集到航片在时相及空间分辨率方面都尚不能满足1∶500地形图的测量的精度要求，为了保证精度，坝区1∶500地形图测量采用全野外数据采集方法进行。采用动态GPS、徕卡全站仪(TC407)、托普康全站仪(GPT3002LN)半自动化采集系统进行作业。标识地物、地貌、数据属性的代码设计与国家标准统一，具有科学性，可扩性、通用性、唯一性、统一性。细部点坐标测量采用极坐标法，量距法和交会法等。设站时，仪器对中误差＜3 mm，定向点与检核点的平面位置误差＜图上0.15 mm，检核另一测站点(或其他控制点)高程较差＜1/6 基本等高距，即16.7 cm。

用绘制草图的数字化成图系统，在采集数据的现场，实时、详细地绘制草图，注明单位名称和山名、地名;采集的数据时测距边最大长度地物点＜160 m，地形点小于300 m严格按照规范要求;实地对采集的数据进行检查，删除错误数据，并对错漏数据进行补测，超限的数据进行重测。由于上坝址地形较为复杂，陡崖测量难度极大。

在对人力难以到达的陡崖，采用托普康全站仪(GPT3002LN)的免棱镜功能进行数据采集，但在数据采集过程中尤其强调仪器与陡崖成垂直关系，或者多角度对陡崖进行数据采集，以便对陡崖进行修正，以保证其准确度。

内业利用南方测绘仪器公司研制的数字化成图软件CASS7.1 进行内业数据处理，基本等高距为1 m，数据文件的格式具有通用性，便于转换。提供给用户使用。具体技术要求按《500、1∶1 000、1∶2 000地形图图式》GB/T20257.1-2007 执行。

2.2.2 1∶2000 地形图测绘

根据判断，在测绘资料档案馆收集到的航空摄影相片能够满足绘制测区1∶2 000地形图的要求，因此确定采用数字摄影测量的方法进行测区1∶2 000地形图的绘制。

严格按照规范要求进行像控，影像裁切拼接，内定向，绝对定向，编绘成图。由于航片拍摄时间较早，因此部分区域存在地物地貌的变动，因此数字摄影测量成图之后，为了保证地形图质量，工作组组织了野外调绘，对变动的地物地貌及航偏上不能体现的地物进行实地调绘。

2.2.3 丘块测量

根据前文所述GPS 控制网，采用动态GPS 沿库区作加密控制点后进行淹没实物指标测量，使其高程及平面精度满足丘块图测量要求。

在测量过程中，严格按照规范要求进行，保证测量工作的精度，用绘制草图的数字化成图系统，在采集数据的现场，实时，详细地绘制草图，注明丘块号、村组户名。

内业利用南方CASS7.0 成图系统进行数字化成图，数据文件的格式具有通用性，便于转换。具体技术要求按GB/T20257.1-2007《国家基本比例尺地图图式第一部分1:500、1:1000、1:2000 地形图图式》;GB/T14912—2005《1∶5001∶10001∶2000外业数字测图技术规程》严格执行。

在成图过程中发现，对于问题及时发现并及时处理，通过实地检查，及时补测，在现场解决问题，提供给用户合格的产品。施工区红线范围由我院施工设计院人员提供，施测时采用RTK 进行施测。淹没区占地范围涉及到两个乡镇和国有河流沙滩，占地面积依次为龙泉乡148.26 hm2，煎茶镇31.1 hm2，国有河流沙滩20.66 hm2。

枢纽区除了石料场、砂石加工系统、备料堆场及附属公路位于龙泉乡八一村和居池坝村交界位置，大部分占地主要集中在坝址附近，涉及到龙泉乡良家坝村和八一村。

2.3 断面测量

为了满足水文专业的要求，我们进行河道纵横断面测量及洪痕点调查。我们对整个库区按照相关规范及水文的要求进行河道纵横断面测量，河道横断面测量位置由水文专业人员在1/1 万地形图上划定，共计44 条横断面;河道纵断面测量按照水文的要求测至相应位置，河道纵横断面的外业测量和内业计算、绘制按照《水利水电测量规范》相关技术规定执行。以上河道资料已提供水文专业人员使用，精度及密度均满足要求。

3 结 语

随着社会经济的快速发展，科学技术水平的不断提高，我国也愈加重视水利工程的建设，并且投入引也有了明显的增加，水利工程测绘设计、硬件设施、软件技术等方面均得到了一定的发展，水利工程测绘不但面临着新的挑战也带来了新的机遇，促进了水利工程建设的新发展。

在水利工程测绘工作中，一定要加强其严谨性，进而对硬件设施的要求也在提高，软件技术也要提供更加全面、准确的支持。实践证明，在保证测绘精度的前提下，在项目中应灵活使用现代技术与原常规测量方法，相互促进，相互补充，灵活运用，大胆创新，不仅可以大大提高了图形的精度和产品质量，也提高了工作效率，降低了劳动强度，拥有了可观的经济效益。

［1］陈晓红.时期下水利工程中GPS 测绘新技术的发展及作用研究［J］.科技致富向导，2012(12):78-79.

［2］黎晶晶，绍才，振华.GPS 在水利工程中的应用现状及问题分析［J］.农村经济与科学，2011(05):42-43.

［3］王国庆.新时期水利工程中GPS 测绘新技术的发展及作用研究［J］.水利工程，2013(10):156-157.