论文部分内容阅读
【摘 要】在我国水利水电工程发展之中，做好水利工程测量工作是其中一个十分重要的内容，对于推进我国水利水电工程的发展具有一定的价值，基于此，本文呢论述了水利水电相关测量技术分析。
【关键词】水利水电；工程测量；技术
引言
工程测量技术在水利水电工程的规划阶段、设计阶段、施工阶段、运转阶段都有所应用，从中便可以看出，工程测量技术对水利水电工程的影响有多大。近年来，我国的水利水电工程测量技术发展的十分迅猛，出现了很多好的工程测量技术，而本研究就将介绍一些水利水电工程测量技术以及这些水利水电工程测量技术的发展趋势，希望本研究所阐述的内容能够对水利水电工程测量技术的发展、水利水电工程施工质量的提升有所帮助。
1、控制测量技术
在所有的勘探技术当中，控制测量技术可谓是最基础的测量技术，为了得到更进一步的发展我们就必须将基础夯实，在我国控制测量技术已经发展到了现代控制测量阶段，采取的测量手段主要是依靠GPS定位技术，该技术能够很精确的对水利工程建设项目中的一些地形进行勘测。当然精准的仪器更需要科学的方法，在测量的过程当中，我们需要有一定的阶段性，目前我们的测量主要分为两个阶段，一个是测量控制网，另一个就是专用控制网，具体来说就是高程控制和平面控制，控制测量的方面也有很多，主要应用于水库的淹没测量，河道测量和地质勘探测量，其中在水库的淹没测量中主要测量的内容就是土地征用线，水库清理线还有测设移民线，保证这三条线的准确测量就能够很好的把握河道测量的程度。在河道测量过程中，有一项工序是很重要的，就是采集水位，并进行记录，保证能够依据采集的数据进行准确的表格制定，其中在对水位资料进行采集和绘示的时候可以通过测量河道的地形，还有就是河水在顺流的时候的水面及漂浮在河岸的漂浮物来进行测量。地质勘探在水利工程建设项目中扮演着非常关键的作用，地质勘探决定了其他工作的进展，提供了最准确的资料，为进一步的工作做好基础。
2、变形监测技术
变形监测技术就是指对监测物体进行测量，通过测量了解监测物体的变化情况。若将变形监测技术细分，还可以分为外观变形监测技术和内观变形监测技术。而水利水电工程测量工作主要应用的是外观变形监测技术。下面笔者就将详细介绍一下外部变形监测技术涉及的常用变形监测
方法。
2.1、变形监测方法之大地测量方法
大地测量法可做的测量工作有很多，如，对基准网的测量、对物体变形情况的测量，等等。相关工作人员在应用大地测量法的时候，需要使用到以下两种辅助设备，分别是电子水准仪和测量机器人。大地测量方法的具体特点如下：使用的辅助设备较为常用；相较于其它变形监测方法，其理论要点更为全面；通过该方法得到的数据，误差较小；该测量方法在实施的时候，成本较低；该测量方法的实施时间较长；需要较多的人力资源；（7）该测量方法的科技含量不够高。
2.2、变形监测方法之基准线测量法
基准线测量法主要测量的是水平位移的变化。基准线测量法分为很多种，每种测量方法应用的实际情况也有所区别。例如，真空激光准直法一般会应用于呈现形状为直线的大坝；垂线法一般会应用于呈现形状为拱形的大坝；而视准线法一般会应用于滑坡。
2.3、变形监测方法之液体静力水准测量方法
液体静力水准测量方法的特点：测量数据的准确率较高；该测量方法的可测区域较广；该测量方法的自动化程度较高；该测量方法一般都应用在高程的测量。
3、GPS 技术在水利工程测量中的应用
目前，GPS 技术已经被广泛的运用在水利工程测量中，并且在很多工程中都取得了比较好的效果。目前，GPS 技术主要被运用在以下2 个方面：2. 1 GPS 外业测量将 GPS 技术运用到外业测量中，工作的重点和关键点就是进行选点。进行合理的选点对于水利工程测量的结果的精确度具有十分重要的影响。所以在选点之前，必须加强对水利工程测区的地理位置等情况的了解和收集，这都是做好选点的关键。GPS 的观测工作主要体现在无线安置和开机观测，这与常规测量有很大的不同。无线安置工作中，要做到在正常点位，天线应架设在三脚架上，并安置在标忐中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平； 在有风天气中，应将无线进行三方向固定。
GPS 布网工作，将 GPS 运用到布网工作中，比如运用在引水工程中，通常都采用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步图形，而对于工程枢纽地区的施工控制网和变形监测网，通常则采用边连式或网连式布设，以增强网形的几何强度，提高 GPS 控制网的可靠性和数据精度。
4、CORS 系统在水利工程测量
说起卫星定位导航系统，人们习惯地会想到 GPS，现在，伴随着众多卫星定位导航系统的兴起，全球卫星定位导航系统有了一个全新的称呼：GNSS （Global Navigation SatelliteSystem），即 “全球导航卫星系统 ”。 该系统连续运行参考站 CORS（Contin-uous Operation Reference Station ），是利用全球导航卫星系统、 计算机、数据通讯和互联网等技术，在一个城市、一个地区、一个国家范围内，根据需求按照一定的距离间隔，建立长年连续运行的若干个固定 GNSS 参考站的网络系统。网络 RTK 也称多参考站 RTK，是近年来在常规 RTK、 计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的第二代实时动态定位新技术。 CORS系统是网络 RTK 技术的基础设施，它由参考站网、数据处理中心、数据通讯链路和用户部分组成。 一个参考站网可以包括若干个参考站，每个参考站上配备有 GNSS 接收机、 数据通讯设备等。网络 RTK 技术比较有代表性的有 VRS 的虚拟参考站技术和 FKP 的区域改正参数法技术， 其主要特点有：覆盖的范围更为广泛，适用于大范围的测量和导航。 精度更高，单基站一般受距离的影响较大，而网络 RTK 利用拟合技术可以大幅度提高精度。 可靠性高，网络 RTK 利用几个基站的差分数据进行结果处理，比单机站可靠性高得多。 稳定性好，单基站在超出 15 km 后一般很难有固定解，而网络 RTK 则利用网络通信技术使差分数据随处可以接收到。⑤功能更强大。
5、无人机在水利水电工程测量中的应用
无人飞行器遥感系统凭借其机动灵活、高分辨率、高时效性、低成本的特点，成为卫星遥感和通用航空遥感手段的有效补充，并在基础测绘、城乡规划、土地调查、灾害应急监测、重大工程建设等诸多领域发挥了积极的作用，而在水利水电工程中的应用尚处于试验和探索阶段水利水电工程测量不仅要求较高的平面位置精度，而且对高程精度也有较高的要求。SL 197 ―97《水利水电工程测量规范》中对规划设计阶段地形图地物点平面位置精度和高程精度的要求见表 1和表2。
表1 地形图地物点平面位置中误差/mm
表2 地形图图幅等高线高程中误差
注： 表2 中的 h 为基本等高距，單位： m。
某地区 1∶2 000 无人机航测数字化地形图测图试验。本次航摄飞行面积约为70 km2，测区内主要为山地和丘陵地，植被以灌木和经济林为主，交通不便。本次作业，采用中测新图（ 北京） 遥感技术有限责任公司研制的 ZC - 5 通用型无人机遥感系统。该系统采用碳纤维机身材料，机身强度大、重量轻，可靠性好，以汽油发动力为动力，最大起飞重量可达30 kg，最大续航时间可达 16 h，采用 Canon EOS5DII（ 36 mm × 24 mm） 数码像机。系统软件包括影像获取前航线设计软件、影像获取后质量检查软件和地面监控软件等。获取的数码影像由 PixelGrid 软件进行处理。
6、结语
随着水利工程测量技术的发展，现有的测量技术已经不能再满足我们实际工作的需求，我们不仅要遵守现有的高效技术更应该大胆的创新，使得水利工程测量更加趋向于电子化和自动化。
参考文献：
[1]毛黎虎. 水利水电工程测量技术发展探讨[J]. 中国水运（下半月），2009，09：181-182.
[2]谢先明. 水利水电工程测量技术的研究[J]. 科技风，2010，20：156.
[3]万凌翔，袁金彪. 浅议水利水电工程测量[J]. 民营科技，2012，05：224.
[4]徐鹏. 水利水电工程测量技术发展综述[J]. 科技资讯，2012，18：60.
【关键词】水利水电；工程测量；技术
引言
工程测量技术在水利水电工程的规划阶段、设计阶段、施工阶段、运转阶段都有所应用，从中便可以看出，工程测量技术对水利水电工程的影响有多大。近年来，我国的水利水电工程测量技术发展的十分迅猛，出现了很多好的工程测量技术，而本研究就将介绍一些水利水电工程测量技术以及这些水利水电工程测量技术的发展趋势，希望本研究所阐述的内容能够对水利水电工程测量技术的发展、水利水电工程施工质量的提升有所帮助。
1、控制测量技术
在所有的勘探技术当中，控制测量技术可谓是最基础的测量技术，为了得到更进一步的发展我们就必须将基础夯实，在我国控制测量技术已经发展到了现代控制测量阶段，采取的测量手段主要是依靠GPS定位技术，该技术能够很精确的对水利工程建设项目中的一些地形进行勘测。当然精准的仪器更需要科学的方法，在测量的过程当中，我们需要有一定的阶段性，目前我们的测量主要分为两个阶段，一个是测量控制网，另一个就是专用控制网，具体来说就是高程控制和平面控制，控制测量的方面也有很多，主要应用于水库的淹没测量，河道测量和地质勘探测量，其中在水库的淹没测量中主要测量的内容就是土地征用线，水库清理线还有测设移民线，保证这三条线的准确测量就能够很好的把握河道测量的程度。在河道测量过程中，有一项工序是很重要的，就是采集水位，并进行记录，保证能够依据采集的数据进行准确的表格制定，其中在对水位资料进行采集和绘示的时候可以通过测量河道的地形，还有就是河水在顺流的时候的水面及漂浮在河岸的漂浮物来进行测量。地质勘探在水利工程建设项目中扮演着非常关键的作用，地质勘探决定了其他工作的进展，提供了最准确的资料，为进一步的工作做好基础。
2、变形监测技术
变形监测技术就是指对监测物体进行测量，通过测量了解监测物体的变化情况。若将变形监测技术细分，还可以分为外观变形监测技术和内观变形监测技术。而水利水电工程测量工作主要应用的是外观变形监测技术。下面笔者就将详细介绍一下外部变形监测技术涉及的常用变形监测
方法。
2.1、变形监测方法之大地测量方法
大地测量法可做的测量工作有很多，如，对基准网的测量、对物体变形情况的测量，等等。相关工作人员在应用大地测量法的时候，需要使用到以下两种辅助设备，分别是电子水准仪和测量机器人。大地测量方法的具体特点如下：使用的辅助设备较为常用；相较于其它变形监测方法，其理论要点更为全面；通过该方法得到的数据，误差较小；该测量方法在实施的时候，成本较低；该测量方法的实施时间较长；需要较多的人力资源；（7）该测量方法的科技含量不够高。
2.2、变形监测方法之基准线测量法
基准线测量法主要测量的是水平位移的变化。基准线测量法分为很多种，每种测量方法应用的实际情况也有所区别。例如，真空激光准直法一般会应用于呈现形状为直线的大坝；垂线法一般会应用于呈现形状为拱形的大坝；而视准线法一般会应用于滑坡。
2.3、变形监测方法之液体静力水准测量方法
液体静力水准测量方法的特点：测量数据的准确率较高；该测量方法的可测区域较广；该测量方法的自动化程度较高；该测量方法一般都应用在高程的测量。
3、GPS 技术在水利工程测量中的应用
目前，GPS 技术已经被广泛的运用在水利工程测量中，并且在很多工程中都取得了比较好的效果。目前，GPS 技术主要被运用在以下2 个方面：2. 1 GPS 外业测量将 GPS 技术运用到外业测量中，工作的重点和关键点就是进行选点。进行合理的选点对于水利工程测量的结果的精确度具有十分重要的影响。所以在选点之前，必须加强对水利工程测区的地理位置等情况的了解和收集，这都是做好选点的关键。GPS 的观测工作主要体现在无线安置和开机观测，这与常规测量有很大的不同。无线安置工作中，要做到在正常点位，天线应架设在三脚架上，并安置在标忐中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平； 在有风天气中，应将无线进行三方向固定。
GPS 布网工作，将 GPS 运用到布网工作中，比如运用在引水工程中，通常都采用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步图形，而对于工程枢纽地区的施工控制网和变形监测网，通常则采用边连式或网连式布设，以增强网形的几何强度，提高 GPS 控制网的可靠性和数据精度。
4、CORS 系统在水利工程测量
说起卫星定位导航系统，人们习惯地会想到 GPS，现在，伴随着众多卫星定位导航系统的兴起，全球卫星定位导航系统有了一个全新的称呼：GNSS （Global Navigation SatelliteSystem），即 “全球导航卫星系统 ”。 该系统连续运行参考站 CORS（Contin-uous Operation Reference Station ），是利用全球导航卫星系统、 计算机、数据通讯和互联网等技术，在一个城市、一个地区、一个国家范围内，根据需求按照一定的距离间隔，建立长年连续运行的若干个固定 GNSS 参考站的网络系统。网络 RTK 也称多参考站 RTK，是近年来在常规 RTK、 计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的第二代实时动态定位新技术。 CORS系统是网络 RTK 技术的基础设施，它由参考站网、数据处理中心、数据通讯链路和用户部分组成。 一个参考站网可以包括若干个参考站，每个参考站上配备有 GNSS 接收机、 数据通讯设备等。网络 RTK 技术比较有代表性的有 VRS 的虚拟参考站技术和 FKP 的区域改正参数法技术， 其主要特点有：覆盖的范围更为广泛，适用于大范围的测量和导航。 精度更高，单基站一般受距离的影响较大，而网络 RTK 利用拟合技术可以大幅度提高精度。 可靠性高，网络 RTK 利用几个基站的差分数据进行结果处理，比单机站可靠性高得多。 稳定性好，单基站在超出 15 km 后一般很难有固定解，而网络 RTK 则利用网络通信技术使差分数据随处可以接收到。⑤功能更强大。
5、无人机在水利水电工程测量中的应用
无人飞行器遥感系统凭借其机动灵活、高分辨率、高时效性、低成本的特点，成为卫星遥感和通用航空遥感手段的有效补充，并在基础测绘、城乡规划、土地调查、灾害应急监测、重大工程建设等诸多领域发挥了积极的作用，而在水利水电工程中的应用尚处于试验和探索阶段水利水电工程测量不仅要求较高的平面位置精度，而且对高程精度也有较高的要求。SL 197 ―97《水利水电工程测量规范》中对规划设计阶段地形图地物点平面位置精度和高程精度的要求见表 1和表2。
表1 地形图地物点平面位置中误差/mm
表2 地形图图幅等高线高程中误差
注： 表2 中的 h 为基本等高距，單位： m。
某地区 1∶2 000 无人机航测数字化地形图测图试验。本次航摄飞行面积约为70 km2，测区内主要为山地和丘陵地，植被以灌木和经济林为主，交通不便。本次作业，采用中测新图（ 北京） 遥感技术有限责任公司研制的 ZC - 5 通用型无人机遥感系统。该系统采用碳纤维机身材料，机身强度大、重量轻，可靠性好，以汽油发动力为动力，最大起飞重量可达30 kg，最大续航时间可达 16 h，采用 Canon EOS5DII（ 36 mm × 24 mm） 数码像机。系统软件包括影像获取前航线设计软件、影像获取后质量检查软件和地面监控软件等。获取的数码影像由 PixelGrid 软件进行处理。
6、结语
随着水利工程测量技术的发展，现有的测量技术已经不能再满足我们实际工作的需求，我们不仅要遵守现有的高效技术更应该大胆的创新，使得水利工程测量更加趋向于电子化和自动化。
参考文献：
[1]毛黎虎. 水利水电工程测量技术发展探讨[J]. 中国水运（下半月），2009，09：181-182.
[2]谢先明. 水利水电工程测量技术的研究[J]. 科技风，2010，20：156.
[3]万凌翔，袁金彪. 浅议水利水电工程测量[J]. 民营科技，2012，05：224.
[4]徐鹏. 水利水电工程测量技术发展综述[J]. 科技资讯，2012，18：60.