数字化测绘在水利工程中的应用构建

何朝昆

石城县水利局，江西赣州 342700

1 数字化测绘技术及其特点

现代测绘技术是数字化测绘技术的具体实现技术，这是相对于传统模拟测绘方法而言的，现代测绘技术是在高精度的测绘仪器、计算机以及计算机软件的基础上发展而来的，现在已经在各行各业得到了广泛的使用。

数字化测绘技术在水利工程中也具有重要应用，在水利工程中，数字化测绘技术代替了传统测绘技术中人工模拟测图的方法，提高了工程测量精度，可以准确测量地形地貌，保障水利工程测绘的精度性、安全性。

传统的测绘方法中，制图往往是一项脑力与体力劳动相结合的工作，内业需要大量的数据处理，费时费力，制图时间长，成图种类比较单一，在中大型工程项目中很难大规模使用。数字化测绘技术主要分为三个阶段，第一阶段是测量数据的获取以及输入，第二阶段是数据处理，第三阶段是测绘地图输出。现在，应用现代3S测绘技术以及先进的基础测绘仪器，结合计算机软件，可以直接将数据进行采集、处理、编辑以及绘图，提高制图效率和精度[1]。水利工程中的数字化测绘的软件，主要的功能模块有大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、土方测量等，通过地理信息系统可以加强水利工程数据库的建设。

数字化测绘技术不仅加快了测绘工程学科的发展速度，也加快了水利工程的数字化进程，应用数字化测绘技术便于存储和传输数据，有利于实现资源共享。

2 水利工程测量中现存的问题

传统的水利工程测量项目中，涉及到的测量对象有很多，受地形地貌以及工作人员主观因素等原因的影响，使得传统的测量方法存在很多不足之处[2]。

一是在水利工程中河道测量是比较常见的测量对象，主要测量的参数是基本数据、水下泥表面和周围地带的地形地貌特征等，精度较差，测量员工作强度非常大，对专业技术要求非常高。而且，河道的实际情况和水下地形非常复杂，河床也并不是整齐划一的，这也为测绘工作带来了很大的挑战。近年来，随着测绘技术的不断更新，水利工程中的河道测量工作也由传统测绘技术测量改为采用数字化测绘技术测量，这样的测量方法可以弥补传统测绘的缺陷。

二是水利工程重视建设施工的过程，在管理和维护工作中的重视时有放松。在水利工程项目完工后，很多工程监管不到位，设施老化严重，造成了后期毁坏严重的现象，很多水利工程没有实现计划的目的和作用[3]。应用数字化测绘技术，可以采用高分辨率卫星，动态监测水利工程的情况，便于加大管理和维护的力度，保证水利工程在人民生活和工业生产中的作用正常发挥。

三是水利工程项目规划受到工程技术、合理开发以及长期社会经济效益的制约，在规划时可能存在不合理的现象。针对工程所在具体的地形地貌等特殊情况，不能做到相互兼顾，很多水利工程会有今年建、明年弃、后年废现象的发生。采用数字化的测绘技术可以在规划中合理规划用地，不浪费土地资源。

3 数字化测绘在水利工程中的应用

3.1 数字化测绘技术在水利工程项目中的紧迫性

在水利工程项目中，数字化测绘技术可以保证工程项目正确开展，保证工程项目可以有效进行。现在，很多小型水利工程对于测绘技术的重视明显是不够的，很多水利工程由于这个原因，会在后期的施工中产生很多问题。因此，无论是大中型水利工程，还是小型水利工程，都应当给予数字化测绘高度重视，利用数字化测绘技术提升水利工程的治理[4]。

数字化测绘技术在水利工程中应该具有更加重要的地位，在保证精度的情况下，数字化测绘技术可以减少测量员的外业工作量，降低劳动人员的工作强度，又可以加强水利工程施工的整体质量。

3.2 水利工程测绘的主要工作内容

水利工程中，测绘工程的主要工作内容是地下地貌、土石方开挖和混凝土工程等。大坝的施工测绘主要是对大坝轴线定位和测设、坝身高程控制测量、坝身平面控制测量、和坝身细端放样测量、大坝变形观测等。

水利工程施工开始前期，应当给具有资质的测绘人员下发测量工作任务，掌握工程基本数据，在施工地点建立一个符合测绘级别的高程控制网和平面控制网，并认真核对控制点的精度和质量布置施工网络，利用控制点进行测量精度核算。施工过程中，同样离不开测绘技术，这一阶段主要是对前期工作的跟踪测绘，核对石混合料和坝体堆石、土方开挖轴线等的测量精度。在得到完整的水利工程测绘基础数据后，上报到监理单位，经由监理单位专门工程师批准备案后，完成水利工程的测绘工作。

在水利工程中，测绘工程是工程建设中最重要的一个环节，贯穿整个项目工期，在一定程度上，测量结果的精度直接影响着水利工程项目的整体质量，因此，对于任何一个水利工程来说，测绘技术都起着不可替代的重要作用。

3.3 数字化测绘技术在水利工程中的应用

数字化测绘技术是在传统测绘技术上发展起来的一个新兴测绘技术，主要是利用3S技术对测绘目标进行测绘，获得基础数据后，利用专业技术软件进行数据分析或制图[5]。3S技术是指全球定位系统GPS、地理信息系统GIS以及摄影测量与遥感RS。GPS技术在生活中广泛应用，电子地图、实时定位等都是GPS的应用，GPS的精度较低，然而在复杂地形地貌中具有特别的优势，因此在水利工程中得到广泛使用；GIS可以帮助水利工程建立强大的数据库，在数据存储、共享中具有重要作用；RS可以通过卫星影像或无人机，对地面进行摄影测量，数据源众多，可以根据不同需求使用不同类型的影像。

3.3.1 GPS技术在水利工程中的具体应用

通常来说，大中型水利工程所处的位置地形地貌比较特殊，不能满足传统测绘技术通视的条件，控制点较少，施工和测量工作人员进入作业相对比较困难，高精度的完成测量是一项困难的工作，且工作量巨大，体力消耗非常大，又存在安全威胁。利用GPS就可以避免这些问题，在晴朗天气作业中，一是由于GPS基准站的接收机不受地形、气候和时间这些因素的制约，有利于测绘人员作业，可以获取高精度的水利工程测绘数据，且具有较高的工作效率；二是工作人员使用GPS测量数据便于内业数据处理与分析，减少控制点的使用。

3.3.2 GIS在水利工程测绘中的应用

地理信息系统技术在大中型水利工程建设中是最重要的科学手段之一，在大中型水利工程建设已经普遍使用。可以采用GIS手段建立水利工程数据库，将地理、地质、环境以及人文等多方面的信息综合录入到数据库，快速、高效、准确地为工作人员提供信息和数据。这样更加节约经济成本，提高工作效率，也可以提高水利工程的工作质量。

3.3.3 RS在水利工程测绘中的应用

近年来，随着我国卫星事业的不断发展，遥感技术已经在各行各业都有了很广泛的应用，遥感数据主要分为光学数据和雷达数据，在水利工程中可以根据不同的需求以及不同的环境特点，选择不同类型的卫星数据来做数据分析。通过遥感卫星图像，可以通过图像解译等手段，完成高质量的地形图、地貌图以及专题地图的制作，这是遥感技术在水利工程中最普遍的应用方法。遥感技术也可以帮助水利工程合理规划设计，深入研究工程选址地点的地形地貌特点，尤其是在分析地理构造方面具有很大的优势。此外，遥感技术的工作多数是在室内作业，因此减少外业工作时间，便于工作人员完成水利测量工作任务。

4 结语

最近几年，随着我国经济和社会的不断发展，我国水利工程也发生着巨大的变化，并取得了长足的发展，在可持续发展战略中起着重要作用。测绘技术是水利工程中最基础的技术，测绘的精度一方面可以保证水利工程顺利开工，另一方面决定着水利工程的工程质量，因此，需要先进的测绘技术来保证工程测量的精度，特别是在大中型水利工程建设项目中，更加重视测绘工作的精度。因此，本文分析了现代数字测绘技术及其特点，找出了水利工程中测量技术的现存问题，在此基础上，阐述了如何在水利工程中应用数字化测绘提高精度。水利工程也是衡量一个国家综合实力的重要标准，从业人员应当在基础方面严抓质量，保证精度，为我国的水利工程产业做出一定的贡献。