现代工程测量新技术在水利工程的应用探析

张健　魏峰　詹勇

摘 要：水利工程作为一项基础性工作，保证工程质量极其重要，其根本在于测量，关键在于技术的应用。文章探讨了水利工程测量应用现代测量新技术的必要性，阐明了水利工程测量的主要任务，着重分析了水利工程应用的现代工程测量新技术，包括3S（全球定位系统、地理信息系统、遥感系统）技术、RTK技术、数字化测绘技术、数字化摄影技术，并指出水利施工测量中需注意的问题，新技术的应用将极大地促进水利工程的发展。

关键词：水利工程；工程测量；技术

水资源作为一种稀缺性的自然资源，如何有效地利用好它对于国民经济的发展至关重要。由于我国水资源时空分布不均，为了更好的满足经济的发展需要，人民的生活需求，国家加强了水利工程建设，水利工程能够有效地调配水资源。工程测量作为水利工程的基础性工作，其重要性不言而喻。

1 应用新技术开展水利工程测量工作的必要性

工程测量涵盖了工程项目建设的各个环节，是对整个过程开展测量的一项工作。工程测量工作专业性要求较高，注重团队分工配合，加之涉及到的环节复杂多样，因而必须严格控制误差的出现，坚决避免“一着不慎满盘皆输”局面的出现。在设计阶段，要遵循“没有调查就没有发言权”原则，认真考察实地具体情况，着重加强对重要位置的考察测量，这是收集工程建设的第一手资料，意义重大；在施工过程中，为保证施工的顺利安全进行，在建设各个建筑构件前，必须对建筑构件位置进行测量定位；工程验收阶段，按照工程设计要求，必须加强施工质量的检验。

水利工程测量本身具有其特殊性，测量工作多在偏远山区实施，地理位置复杂，测量实施难度较大，甚至会发生安全状况，危及测量工作人员的生命安全。因此，水利工程测量对于新技术的使用更为迫切，一方面应用新技术有利于提高测量的准确性，降低测量工作的难度，提高测量的质量和效率；另一方面有利于保障工作人员的人身安全，极具现实意义。

2 水利工程测量的主要任务

工程建设是一项复杂的系统性工作，它涉及方方面面，水利工程也是如此。水利工程建设项目一般包括土方开挖、坝体堆石、土工布、浆砌石工程、混凝土工程等，其主要工作任务包括以下几点：一是水利工程在开始前，需对照监理单位提供的控制网点进行详细的复测，认真布设施工控制网（平面控制网和高程控制网），其测量的等级和精度必须达到《水利水电工程施工测量规范》的标准，平面控制测量和高程控制测量技术要求分别按精密导线测量技术和精密水准测量技术，具体如表1、表2所示，此外还需定期核查施工控制网，保证测量施工的精准度。二是施工过程中的跟踪测量，测量工作并不是一劳永逸，而是贯穿于工程始终，跟踪测量的重点在于土方开挖、土石混合料、坝体堆石等方面。三是竣工时的验收测量，认真做好测设建筑物位置和标高工作，加强对工程预埋观测设施测量，保证数据的精确性，以便进行审批后备案。

3 现代工程测量新技术在水利工程中的应用

随着工程建设要求的提高和技術的进步，传统的工程测量技术已然无法满足其发展需求，简便、灵活、快捷、高效、精确的技术应运而生，即现代工程测量新技术，其具有的一系列优点让它在工程测量中得到广泛应用。当前，在水利工程中应用到的工程测量新技术主要包括3S技术、RTK技术、数字化测绘技术、数字化摄影技术。

3.1 3S技术

所谓3S技术，是GPS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）、RS（遥感系统）的统称。3S技术在水利工程测量中价值巨大，一是提高了测量效率，获取更为准确的水利环境信息，一定程度上可以预测自然灾害。二是可以及时监测与分析己经发生的水利施工事故，提高解决事故的效率和质量。三是3S技术能够精确有效地确认水利建筑腐蚀部位，可以明显提高水利工程建筑的维护质量和效率。四是3S技术可以实现水资源动态管理与监测，丰富了水利管理的数据，为后续工作的开展奠定坚实的基础[2]。

3.2 RTK技术

RTK技术也就是实时动态定位技术，主要由基准站和流动站两部分组成，它结合了GPS技术和数据传输技术，是在利用实时处理两个测量站载波相位的基础上，观测其测量差分，从而三维定位到特殊点上[3]。RTK技术在控制点加密、工程放样、断面测量等测量任务方面利用前景广阔[4]。目前RTK技术主要用于测量纵横断面，如测量堤防工程、灌区的纵横断面。它擅长远距离测量，能够测量十数公里的距离，精度依然可以达到厘米级。RTK技术灵活、方便的特点使其在水利工程测量中得到了广泛的应用，其在水利工程建设上的占据了一定的地位。

3.3 数字化测绘技术

数字化测绘技术是一种利用数字化成图及测图的技术，它包括数字化原图技术和数字化成图技术。较之传统测量技术，数字化测绘技术优势明显，具有以下四个方面的优点，一是精确度较高，水利工程测量多在野外进行，易受外界因素干扰，而应用数字化测绘技术能有效避免人为误差的出现，提高数据的精确性；二是自动化程度更高，数字化测绘技术是基于计算机技术发展的，具有较强的自动化性能，存储更加便利；三是图形属性信息更加丰富，能准确使用各类测图符号，明确地图测绘中的坐标位置；四是测量结果直观形象，将地形地貌模型化、直观化，非专业人士也可以读懂地图信息[5]。

3.4 数字化摄影技术

基于全数字的摄影测量系统，数字化摄影技术可以直接从数字影像中获得测绘信息，在提供实时三维空间信息上优势巨大，可以有效地提升了生产效率和数字线划图的精度，并且可以按照要求制作高精度的数字高程模型，极大地满足了水利工程建设的需求[6]。当前全数字摄影测量系统在测量领域不断深入推广应用，其产品可以将影像图、线划图转化为数字化系列产品。在水利工程建设工程中，利用数字化摄影测量技术可以快速获得制作大比例尺影像图和断面图图库，有效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[7]。此外，在检查陡坡地段的开挖质量和工程竣工部位的形体资料方面，数字化摄影测量技术优势明显，作用突出。

4 水利施工测量中需注意的问题

当前，在水利施工测量方面，施工单位和工作人员有了不错的经验积累，然而在实际过程中仍有一些问题存在，这影响了水利工程质量