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摘要：测量技术在水利水电工程建设中一直发挥着重要作用，但过去由于技术水平的局限，测量效率、精度都不太理想。随着计算机和通讯技术的发展，现代数字化测绘技术也取得很大进展，并在实践中得到广泛应用。本文着重分析了现代数字化测绘技术在水利水电工程测量中的必要性与可行性以及其发展和应用。
关键词：水利水电工程；数字化测绘；必要性与可行性；应用
前言
2000多年前，司马迁在《史记》中这样描写大禹治水的情形：“左准绳，右规矩，载四时，以开九州，通九道，陂九泽，度九洲”。“准、绳、规、矩”是西汉以前就非常普及的测量工具，可见水利工程中采用测量技术的历史之久远和重要。笔者从事水利水电工程测量专业工作20多年，亦深知测量在工程建设中的重要地位。当前，测量技术已由传统的仪器测量结合人工手绘的模式向现代数字化测绘方向发展。为了更好地在传统测量技术基础上融合最新的测量技术，本文对相关内容进行了分析和探讨，以提高自己的业务水平，并供测量同行参考。
1采用现代数字化测绘技术的必要性与可行性
1.1 水利水电工程中的测量
工程测量任务可概括为测图、放样和变形监测三种类型。
测图就是采用测量仪器、工具，获取地表被测量物的形状、大小数据，再按照一定比例关系缩绘在图纸上，成图后可供规划、设计、施工等使用。笔者在测量工作中经常做的工作如：水利水电工程地形测量、渠道测量、河道纵横断面测量、水位水深测量、水库淹没界桩测设等均属此类测量任务。
放样就是将设计图纸上的建筑物位置、高程等，按照设计的要求和施工需要，通过测量仪器、工具，在施工现场进行定位、放线和安装。如土坝放样、渠道放样、溢洪道放样、金属结构与机电设备安装测量等均属此类测量任务。
变形监测是对施工及使用期间有特殊要求的建筑物，测量其在自身荷载和外力作用下，随时间而产生变形的规律，以获得其安全性与稳定性的依据。比如在水利水电工程中对土坝变形的监测、结构构筑物监测和基础稳定性监测都属于这类任务。
1.2传统测量模式与现代数字化测绘的比较
传统的仪器测量结合人工手绘的测量模式不但内、外业分离，而且因数据处理量大、效率很低。外业作业时利用经纬仪、平板仪、水准仪等测量工具，测出各个点的平面坐标、高程（或水平角、竖直角、距离）数据；内业作业人员利用这些数据计算出点的三维坐标（或通过某些点的坐标利用角度、距离关系确定其他点位在图纸上的位置）；绘制图纸时，根据点位关系以规定的图示符号进行表达。在这个过程中，外业往往要花费大量人力和时间。在野外作业，不仅辛苦、也容易出错；内业人员不能实时跟踪外业作业，又因数据处理量庞大，难免出现差错。同时，测图精度受多种因素影响，不仅有视距误差、方向误差和测定误差的影响，还有展绘误差、刺点误差，所以测图精度受到很大的限制，即使采用高精度的仪器如红外测距仪、电子速测仪等也无法从根本上提高测量的精度。
现代数字化测绘是一种通过计算机软件进行辅助出图的方法，相比传统的测图技术，具有高精度、高效率、图形编辑方便、工作量小等优势，是测绘技术发展的大势所趋。测量工作中，数字化测绘通过计算机软件进行对现场获取的测量数据信息进行自动处理并成图，不仅精确美观，而且出错的概率非常小。在对测绘成果的应用中，设计者可以方便地提取点、线等对象的坐标、距离、面积、高程等属性信息，对水利水电工程的设计有十分重要的作用。
1.3采用现代数字化测绘的必要性与可行性
通过对工程测量任务的分析可知，测量过程其实就是不断获取信息和处理信息的过程。以测图为例，要获取地面各个点位的坐标、高程，需进行水准测量、角度测量、距离测量和直线定位，这些是外业测量数据采集的过程，也是获取信息的过程；采集到的数据要经过计算、误差分析、成图，这个过程是内业成果计算、管理的过程，也是信息处理的过程。
通过上述“传统测量模式与现代数字化测绘的比较”，现代数字化测绘的优点是显而易见的。为适应当今工程建设不断发展的需要，更好地在传统测量技术基础上融合最新的测量技术，提高测量工作的效率和成果的精确度，在水利水电工程测量中采用现代数字化测绘是十分必要的。
按照信息科学与系统工程论的观点[1]，工程测量的整个过程包括外业数据采集、内业成果计算与管理本质上是一个的整体，是由信息的采集、传递、处理与管理组成的完整的信息过程，只是由于生产能力、生产工具及信息传输技术的落后，测量过程被人为分割为不同的工序、阶段。随着测量技术、计算机技术和通讯技术的发展融合，测量过程一体化是可行的并且是可以实现的。
1.4数字化测绘技术的发展过程
数字化测绘技术的发展，主要经历了以下三个阶段：①长期以来，处于以外业数据采集为主的人工阶段，本阶段工作效率低下；②随着计算机技术的使用，进入了内业计算程序化阶段，工作效率大为提高；③随着计算机技术的进一步发展及应用，外业中出现了电子手簿，内业计算实现了项目系统化，计算机技术成为内外业共同工作和管理的软硬件平台，工程测量则进入了信息一体化阶段；本阶段整个测量工作将在一个计算机系统内完成，工作效率和成果精度进一步提高。
目前，信息化测量技术[2]正在将全球卫星定位导航系统（GPS、北斗系统等）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、信息高速公路和计算机网络技术集合起来，形成具有现代化测绘基准体系、基础地理信息资源体系、地理空间信息实时化获取体系、自动化处理体系、网络化服务体系等更加完善的系统架构，可以将反映时空的地理信息数据随时随地提供给每一个需要的人，数据则可传递到每一个有需求的地方。
2现代数字化测绘在水利水电工程中的应用
2.1 测图
地形图测绘信息化模式目前主要有电子平板、数字测记和数字摄影测量三种模式[3]。在水利水电工程中，多采用数字测记测图系统。这种系统由全站仪/GPSRTK+草图+有地物编码的地形图和内业绘图软件组成。工作中需要测量人员编码，并应注意测量点号与草图点号不一致会产生地物错漏。利用数字摄影测量技术可以获取大比例尺影像图、地形图、立体图、断面图等，建立数字地面和数字高程模型数据库，可用于土方施工质量检查和竣工部位的形体资料等。
对于水下地形测量，目前，测量水下地形已采用差分全球定位系统（DGPS）、GPS RTK及连续运行卫星定位服务综合系统（CORS）再配合多波束探测仪，GPS RTK与CORS定位精度达到厘米级，可实现实时无验潮测量，与传统方法比较，工作周期大为缩短，劳动强度明显降低。
2.2 放样
水利水电工程测量放样的目的是将设计图上的建筑物或构筑物的平面位置和高程标定到实地上去，为工程开挖或砌筑提供依据。实质上是测绘工作的反向操作。在水利水电工程放样中，如果使用己包含有设计建筑物的数字地图，配合全站仪，需要放样某一点时只需用鼠标点定数字地图上的设计点就能得到该点的三维坐标，然后根据全站仪上的坐标显示，指挥棱镜移动直至坐标显示与设计点一致，就完成了该点的放样，既方便又准确。
2.3 变形监测
水利水电工程中传统的变形监测方法通过测定被监测点的垂直位移量、水平位移量，垂直位移采用精密水准测量或液体静力水准测量法，水平位移须采用基准线法或前方交会法；倾斜观测采用仪或通过测定高差和水平位移量来计算倾斜角；裂缝观测可用测缝计或根据其它观测结果进行计算。随着科学技术的进步，变形监测的手段和方法不断进步，目前正朝着自动化方向发展。依据布置的各种类型的传感器，可同时得到几十甚至数百个被监测点高程数据，监测精度高，可实现遥测、自动测量、移动测量等。
3结语
由于现代数字化测绘的高精度、高效率，故其在水利水电工程测量中采用数字化测绘是十分必要和可行的。作为测绘人员，应当与时俱进，积极吸取最新的测量技术成果并加以应用，不仅可以提高工作效率和质量，也可为企业的发展壮大作出自己的一份贡献。
参考文献：
[1] 卜祥秋，康代民. 对工程测量内外业一体化的探讨[J]. 河南测绘，2012（01）：20-21.
[2] 龚中华，刘凤飞，彭铃萍. 浅谈工程测量信息化测绘技术实现与展望[J]. 科学与财富，2012（06）：350.
[3] 叶福玲. 水利水电工程测量技术及其发展前景探析[J]. 投资与创业，2012（09）：49.
关键词：水利水电工程；数字化测绘；必要性与可行性；应用
前言
2000多年前，司马迁在《史记》中这样描写大禹治水的情形：“左准绳，右规矩，载四时，以开九州，通九道，陂九泽，度九洲”。“准、绳、规、矩”是西汉以前就非常普及的测量工具，可见水利工程中采用测量技术的历史之久远和重要。笔者从事水利水电工程测量专业工作20多年，亦深知测量在工程建设中的重要地位。当前，测量技术已由传统的仪器测量结合人工手绘的模式向现代数字化测绘方向发展。为了更好地在传统测量技术基础上融合最新的测量技术，本文对相关内容进行了分析和探讨，以提高自己的业务水平，并供测量同行参考。
1采用现代数字化测绘技术的必要性与可行性
1.1 水利水电工程中的测量
工程测量任务可概括为测图、放样和变形监测三种类型。
测图就是采用测量仪器、工具，获取地表被测量物的形状、大小数据，再按照一定比例关系缩绘在图纸上，成图后可供规划、设计、施工等使用。笔者在测量工作中经常做的工作如：水利水电工程地形测量、渠道测量、河道纵横断面测量、水位水深测量、水库淹没界桩测设等均属此类测量任务。
放样就是将设计图纸上的建筑物位置、高程等，按照设计的要求和施工需要，通过测量仪器、工具，在施工现场进行定位、放线和安装。如土坝放样、渠道放样、溢洪道放样、金属结构与机电设备安装测量等均属此类测量任务。
变形监测是对施工及使用期间有特殊要求的建筑物，测量其在自身荷载和外力作用下，随时间而产生变形的规律，以获得其安全性与稳定性的依据。比如在水利水电工程中对土坝变形的监测、结构构筑物监测和基础稳定性监测都属于这类任务。
1.2传统测量模式与现代数字化测绘的比较
传统的仪器测量结合人工手绘的测量模式不但内、外业分离，而且因数据处理量大、效率很低。外业作业时利用经纬仪、平板仪、水准仪等测量工具，测出各个点的平面坐标、高程（或水平角、竖直角、距离）数据；内业作业人员利用这些数据计算出点的三维坐标（或通过某些点的坐标利用角度、距离关系确定其他点位在图纸上的位置）；绘制图纸时，根据点位关系以规定的图示符号进行表达。在这个过程中，外业往往要花费大量人力和时间。在野外作业，不仅辛苦、也容易出错；内业人员不能实时跟踪外业作业，又因数据处理量庞大，难免出现差错。同时，测图精度受多种因素影响，不仅有视距误差、方向误差和测定误差的影响，还有展绘误差、刺点误差，所以测图精度受到很大的限制，即使采用高精度的仪器如红外测距仪、电子速测仪等也无法从根本上提高测量的精度。
现代数字化测绘是一种通过计算机软件进行辅助出图的方法，相比传统的测图技术，具有高精度、高效率、图形编辑方便、工作量小等优势，是测绘技术发展的大势所趋。测量工作中，数字化测绘通过计算机软件进行对现场获取的测量数据信息进行自动处理并成图，不仅精确美观，而且出错的概率非常小。在对测绘成果的应用中，设计者可以方便地提取点、线等对象的坐标、距离、面积、高程等属性信息，对水利水电工程的设计有十分重要的作用。
1.3采用现代数字化测绘的必要性与可行性
通过对工程测量任务的分析可知，测量过程其实就是不断获取信息和处理信息的过程。以测图为例，要获取地面各个点位的坐标、高程，需进行水准测量、角度测量、距离测量和直线定位，这些是外业测量数据采集的过程，也是获取信息的过程；采集到的数据要经过计算、误差分析、成图，这个过程是内业成果计算、管理的过程，也是信息处理的过程。
通过上述“传统测量模式与现代数字化测绘的比较”，现代数字化测绘的优点是显而易见的。为适应当今工程建设不断发展的需要，更好地在传统测量技术基础上融合最新的测量技术，提高测量工作的效率和成果的精确度，在水利水电工程测量中采用现代数字化测绘是十分必要的。
按照信息科学与系统工程论的观点[1]，工程测量的整个过程包括外业数据采集、内业成果计算与管理本质上是一个的整体，是由信息的采集、传递、处理与管理组成的完整的信息过程，只是由于生产能力、生产工具及信息传输技术的落后，测量过程被人为分割为不同的工序、阶段。随着测量技术、计算机技术和通讯技术的发展融合，测量过程一体化是可行的并且是可以实现的。
1.4数字化测绘技术的发展过程
数字化测绘技术的发展，主要经历了以下三个阶段：①长期以来，处于以外业数据采集为主的人工阶段，本阶段工作效率低下；②随着计算机技术的使用，进入了内业计算程序化阶段，工作效率大为提高；③随着计算机技术的进一步发展及应用，外业中出现了电子手簿，内业计算实现了项目系统化，计算机技术成为内外业共同工作和管理的软硬件平台，工程测量则进入了信息一体化阶段；本阶段整个测量工作将在一个计算机系统内完成，工作效率和成果精度进一步提高。
目前，信息化测量技术[2]正在将全球卫星定位导航系统（GPS、北斗系统等）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、信息高速公路和计算机网络技术集合起来，形成具有现代化测绘基准体系、基础地理信息资源体系、地理空间信息实时化获取体系、自动化处理体系、网络化服务体系等更加完善的系统架构，可以将反映时空的地理信息数据随时随地提供给每一个需要的人，数据则可传递到每一个有需求的地方。
2现代数字化测绘在水利水电工程中的应用
2.1 测图
地形图测绘信息化模式目前主要有电子平板、数字测记和数字摄影测量三种模式[3]。在水利水电工程中，多采用数字测记测图系统。这种系统由全站仪/GPSRTK+草图+有地物编码的地形图和内业绘图软件组成。工作中需要测量人员编码，并应注意测量点号与草图点号不一致会产生地物错漏。利用数字摄影测量技术可以获取大比例尺影像图、地形图、立体图、断面图等，建立数字地面和数字高程模型数据库，可用于土方施工质量检查和竣工部位的形体资料等。
对于水下地形测量，目前，测量水下地形已采用差分全球定位系统（DGPS）、GPS RTK及连续运行卫星定位服务综合系统（CORS）再配合多波束探测仪，GPS RTK与CORS定位精度达到厘米级，可实现实时无验潮测量，与传统方法比较，工作周期大为缩短，劳动强度明显降低。
2.2 放样
水利水电工程测量放样的目的是将设计图上的建筑物或构筑物的平面位置和高程标定到实地上去，为工程开挖或砌筑提供依据。实质上是测绘工作的反向操作。在水利水电工程放样中，如果使用己包含有设计建筑物的数字地图，配合全站仪，需要放样某一点时只需用鼠标点定数字地图上的设计点就能得到该点的三维坐标，然后根据全站仪上的坐标显示，指挥棱镜移动直至坐标显示与设计点一致，就完成了该点的放样，既方便又准确。
2.3 变形监测
水利水电工程中传统的变形监测方法通过测定被监测点的垂直位移量、水平位移量，垂直位移采用精密水准测量或液体静力水准测量法，水平位移须采用基准线法或前方交会法；倾斜观测采用仪或通过测定高差和水平位移量来计算倾斜角；裂缝观测可用测缝计或根据其它观测结果进行计算。随着科学技术的进步，变形监测的手段和方法不断进步，目前正朝着自动化方向发展。依据布置的各种类型的传感器，可同时得到几十甚至数百个被监测点高程数据，监测精度高，可实现遥测、自动测量、移动测量等。
3结语
由于现代数字化测绘的高精度、高效率，故其在水利水电工程测量中采用数字化测绘是十分必要和可行的。作为测绘人员，应当与时俱进，积极吸取最新的测量技术成果并加以应用，不仅可以提高工作效率和质量，也可为企业的发展壮大作出自己的一份贡献。
参考文献：
[1] 卜祥秋，康代民. 对工程测量内外业一体化的探讨[J]. 河南测绘，2012（01）：20-21.
[2] 龚中华，刘凤飞，彭铃萍. 浅谈工程测量信息化测绘技术实现与展望[J]. 科学与财富，2012（06）：350.
[3] 叶福玲. 水利水电工程测量技术及其发展前景探析[J]. 投资与创业，2012（09）：49.