水运工程测绘新技术及应用分析

□田 渊 □王 震

（1中国水产科学研究院渔业工程研究所渔业防灾减灾研究中心；2中国交通建设股份有限公司）

水运工程测绘是在水运工程建设前勘测人员对施工场地的勘察和测绘，水运工程的建设需要消耗大量的人力、物力、财力，使用水运工程测绘技术能够在很大程度上减少工程测量上的失误，获得实用的工程信息，能够正确指导水运工程的建设施工方向。因此在水运工程建设前期，工程企业安排勘测人员对施工场地进行勘测是工程建设极为重要的步骤，测绘技术是水运工程建设中不可缺少的基础性工作。

1 水运工程测绘的原则

在水运工程需要在施工前对航运进行测量，这对航运的设计和规划是有很大作用的。水运工程测绘不仅能够以分析测绘的数据来掌握运输交通运作过程，还可以以水运的布局图为依据，对港口地带的交通运输路线和整体规划进行设计，能够对航运起到指导作用。因此，水运工程测绘需要具有准确性、全面性以及先进性。

首先，工程测绘需要有准确性，准确性是工程测绘应具备的基本原则，测量不准确就无法为水运工程在数据上提供准确的指导，对工程建设的影响很大。在测绘时，勘测的人员根据水运项目的准确位置，对需要的实用性数据进行全方位的勘察，向设计人员提供准确的参考数据，这是水运建筑物的设计和建设极为重要的依据；其次，工程测绘需要有全面性。整个水面的基本情况，运输交通工具结构等，都需要仔细勘测和分析。水运工程的测绘需要和其他的环节密切配合，只有对水运交通的状况进行全面的了解，才能提高运输的效率；最后，工程测绘需要有先进性，采用高科技的测绘技术能够弥补工程测量存在的一些缺点，不仅让勘测人员能更加方便地对场地进行勘测，还可以减少人工操作的失误，能够在一定程度上提高运输效率。

2 水运工程测绘新技术

我国水运测绘紧紧跟随当代国际测绘技术发展，水运工程测绘上RTK-DGPS三维定位、数字化自动成图等技术被广泛采用，大量水运工程测量都已经实现了场地定位、测深、数字成图等内容一体化的目标。总结水运测绘新技术应用经验，可知我国在水运工程测量上已取得极大成果。现代工程测绘新技术都有：GPS、GIS、RS、DT技术等（基于GPS的海事信息化建设的简析图如图1）。水运测绘新技术在平面控制测量、高程测量、地形测量、水深测量上的使用如下：

图1 GPS的海事信息化建设的简析图

2.1 平面控制测量新技术

平面控制测量是重要组成部分，是整个水运工程测量的平面控制基础，主要是完成平面控制网的布设、外业观测和成果资料编制等工作，达到点位传递和控制的目的。我国水运工程建设领域于20世纪80年代开始引进GPS定位技术，九十年代得到广泛运用，GPS以及差分技术的使用更是让测量的精确度得到了极大的提高，水运工程测量的各种比例图所需要的条件都能够满足。

2.2 高程测量新技术

高程控制测量在水运工程中能为水工构筑物和航道等高程控制提供依据，是工程建设施工放样的基础，能够检测工程建筑物的垂直形变。高程测量是于20世纪末期开始被广泛运用的，在我国20世纪90年代开始迅速发展。目前我国GPS高程测量技术的精确度较高，在水运工程测量系统中占很重要的地位。GPS水准法结合众多的先进科学技术和手法，大地水准面的精度已经达到厘米级，进步显著。加上电子全站仪的出现，让电磁波三角高层测量的精准度也得到了一定程度的提升，让距离较长的水运测量也能够精确可靠地完成。

2.3 地形测量新技术

地形测量的工作主要是将地球表面自然地理要素及社会经济要素，按特定的标准和一定比例进行水平投影，形成地表环境平面图。现阶段一个测绘人员就能够完成地形数据的采集，对控制点间互相通视和测图控制点要求不高。近些年，数字地形测量技术不断趋于成熟，由多种数据获取手段结合的新型地理信息技术，也被落实到各个水运工程地形测量当中进行场地勘测，数字地形测量成果也正在不断的被推广开来。随着科学技术迅速发展，现代数字化地形测量技术也已经逐渐取代了传统的地形测量方法。

2.4 水深测量新技术

水深测量大量综合了现代测绘技术，水深测量新技术的发展和应用体现一个国家水运工程测量和海洋测绘技术的高度，下面简单介绍一下水深测量新技术在定位技术、水位保证技术、侧深和航行障碍物探测、自动化成图技术上的应用。

我国的水深测量现已实现了全球卫星实时差分定位，近年来RTK-DGPS三维定位技术在我国应用比较广泛，为平面定位与水位测量的整合提供了平台，随着GPS测高技术的逐渐成熟，高精度三维定位技术也开始得到推广应用，这些新技术的研究与探索、成熟与发展，为我国水运工程测绘取得了丰富的成果，已大量地应用于各种工程的测绘（关于罗盘极坐标定位仪的示意图如图2）。

图2 罗盘极坐标定位仪图

在水位保证技术上，20世纪90年代我国从外引进自动遥报水位仪，满足水深测量外业自动化成图的需要，很大程度上提高了工作效率。目前，由于RTK-DGPS三维定位技术的成熟，RTK水位已经成为水深测量自动化成图的水位保证不可忽略的环节，对水深测量的发展和探索有很重要的意义。

自动化成图技术主要是使用RTK-DGPS三维定位技术，RTK三维水深测量是一项新技术，代表着平面位置与水位测量一体化的成功应用。可以预见，随着我国对平面位置与水位测量一体化的探究和开发，水深测量的三维定位和测深一体化自动成图技术将会越来越准确、高效。

2.5 制图技术

新制图技术需要在计算机上进行，繁杂的手工制图已经被计算机制图逐渐取代，并在其中加入了数据库和遥感技术的应用。到21世纪，制图技术已经实现了可视化、摄影测量、网络通信化的目标，能够让工作人员从各角度对制图进行观察，新制图技术的应用能够让导航技术在水运工程中的作用的到更好的发挥。

3 案例分析

水运工程测绘新技术在我国的多个领域得到广泛应用，例如，在长江流域建立的长江干线航道GPS控制网从四川南部到江浙地区，跨近十个省市，GPS定位点有一百多个，我国沿海各港口也都建立了精确度比较高的GPS控制网，为各港口发展建设提供了可靠的平面控制测量基础。以数字化平面控制网测绘取代了经典的大地测量方式，让控制测量技术和方法向着更加科学先进的方向进步。

在我国在天津港的水运工程建设中，以1:2000的比例进行数字水运图的测绘，用DEM和DOM进行制作。在绘制过程中，首先在1:10000的地形图上以航飞像片中每六条基线量对两片水域点坐标未进行标记，用作像控点；其次对这片水域用DEM进行空三加密、模型定向、测量特征线、物方相关等方面的测控，得到DEM的相对成果，然后创建像对DOM。最后得到一个条带状正射影的水运工程测绘图。这充分表明了测绘新技术在水运工程中的应用效果及其优势。

4 水运工程测绘未来发展方向

社会经济的迅速发展让测绘技术也越来越高科技化。目前，现代化工程测绘正逐步向着测量过程智能化、自动化、可控化、内外一体化，测量信息数字化、可视化等更高方向发展，主要是为了让未来的工程测量的效率更高，得到的工程信息更准确，施工更方便。当然，要让测绘技术快速发展与更新，最重要的还是培养大量的相关专业人才，提高相关企业和相关部门测量人员的职业素养，让相关专业人才跟进世界最新测量技术，让工程测量技术走向更高更远天地。

5 结语

没有进行水运工程测绘会造成工程建设存在设计值偏差，对工程耐久度有很大的影响，严重的情况下还可能会导致水运事故。水运工程测绘需在场地勘测之前完成，一方面能够指导提供设计参数，另一方面还能为施工提供各种现场服务。总之，测绘是为了让水运工程得到更好的指导，且能够在很大程度上减少测量失误，让运输效率得到提高。