论文部分内容阅读
【摘 要】本文首先就现代测绘新技术的概述进行了简要论述,进而分析现代测绘技术在水利工程测量中的应用,最后提出了测绘新技术存在的问题与改进措施,以供考察。
【关键词】测绘新技术;工程测量;水利工程
测绘是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础,以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心,将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位子信息,供工程建设的规划设计和行政管理之用。在水利工程中,测量工作贯穿于水利工程勘测、设计、施工、运行等整个过程,测绘工作的效率、精度及反映实地情况的准确度在水利工程中起着关键性的作用。但目前水利工程测量使用较多的是水准仪、经纬仪、平板仪和全站仪等仪器,或者使用航测仪器进行航测成图,这些测量方法存在着工作量大、外业辛苦、成图时间长、精度不高等缺点。因此,随着现代测绘技术的不断发展,GPS全球定位系统及全数字化测图系统的发展成熟,将其应用于水利工程测量,可大大提高工程测量工作效果。
1.现代测绘新技术的概述
现代测绘技术向着高科技和数字化方向发展,其中“3S”技术是现代测绘技术的代表。“3S”技术包括全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)。
1.1 GPS:美国研制的精密卫星导航定位系统,可向全球任何用户全天候地提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息。另外,由于SA(Selective Availability)技术的解除,使得GPS技术在导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域得到了更为广泛的应用。
1.2 RS:一种远距离,大面积几何形态、位置以及相关物理特性的传感手段。现代航天遥感技术(RS)可提供lm分辨率的影像资料,航空遥感技术即全数字摄影测量(DPS)甚至可提供分米级甚至厘米级的影像资料。
1.3 GIS:地理信息系统,是将空间数据和属性数据一体化管理分析的技术系统,它是现代测绘技术的重大技术支杆。目前,GIS已成为数字化测绘产品设计的技术依据,贯穿在空间信息数据获取、处理和管理的全过程。
1.4 内外业一体化数字测图(简称数字测图):在现代测绘中,数字测图也是一项重要的测绘技术,它是利用全站仪在野外采集数据,经过计算机处理得到工程设计、施工及管理用图。由于其可实现工程勘测设计一体化和实现数据采集、更新、管理一体化、自动化,目前已成为 GIS数据采集的一种手段。
2.现代测绘技术在水利工程测量中的应用
2.1平面控制测量
控制测量是工程测量中比较有代表性的一个工序,也是最关键的一环,整个工程的资料是否准确和这一环节有着最直接的联系。
在测量的首级控制网采用GPS快速静态测量。进行GPS静态测量时,GPS接收机的天线在整个观测过程中的位置是静止。具体的观测模式是多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测,时间由40分钟到几小时不等,然后根据接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位,进行数据处理后,以解算出基准站的坐标。
但由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差,解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的,存在误差。基准站利用数据链将此改正数发送出去,由用户站接收,并且对其解算的用户站坐标进行改正,最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差。
2.2高程控制测量
高程控制网是大地控制网的一部分。高程控制网用水准测量方法建立。一般采用从整体到局部,逐级建立控制的原则。
近年来,国内外有些测绘科研生产部门,在 GPS/水准的布测和拟合方面,做了大量的研究工作,其主要目的就是精化大地水准面,提高 GPS 高程测量精度。目前,这些科研成果已广泛应用于生产实际中,如在南水北调西线工程地区,长江中下游地区推广应用了 GPS 高程测量技术,经过科学的处理,GPS高程精度达到了四等水准精度,也就是说完全可以用 GPS 高程测量进行四等以下水准测量。
实践证明,利用 GPS 测量技术可以做到同时完成平面、高程测量,可用 GPS 高程测量代替几何水准测量测设图根水准或测站点水准,但由于GPS 高程测量数据须经过处理才能达到相应等级的高程精度,且目前《水利水电工程测量规范》中对此无明确规定,所以建议在生产中应有选择的使用 GPS 高程测量技术。
2.3 数字化成图
数字化成图是指利用电子平板仪测制水利工程用图。水利工程对所使用的地形图要求较高,图上作业多,为了满足水利工程用图的需要,利用电子平板仪测制水利工程用图,一般电子平板仪使用全站仪采集目标点数据,其优点有:①可直接测算出目标点的三维坐标、通过传送线输给计算机处理成图,无需读数记手薄和在图板上手工绘制;②全站仪有高精度、长视距等特性(和平板仪比较),既减少了图根点的布设密度,又可方便地增补图根点;③电子平板仪测图不受图幅分幅限制,利于展开测图工作,省去了图幅拼接,从而消除拼图误差;④成果即为数字图,便于收藏携带,且便于修改,能更好地保护图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费。
2.4航空摄影测量技术
航空摄影测量技术是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法,可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。该测量系统是利用计算机代替解析测图仪,用数字影像代替模拟像片,用数字光标代替光学光标,直接在计算机上按解析测图仪的作业方法进行数字测图。随着全数字摄影测量系统的应用,摄影测量产品已从影像图等向4D产品转化,为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。
3.测绘新技术存在的问题与改进措施
3.1实时性
实时性的最终目的还是需要增加网络的应用,无论是有线的或者无线的。目前,通过TCP—COM已经可以实现远距离的RTK作业,在服务器上可以查看数据的传输、流通,但是内业电脑直接获得测量数据还有一定的问题,只能后处理。
3.2水下数据获取
目前没有一种单一设备或者技术能够实现水下技术,但是可以通过一系列的一起组合进行数据采集,例如RTK+测深仪等。在测量时,利用测区内大地水准面精化点位,采用无验潮模式下网络RTK结合测深仪技术对测量船进行定位,然后指导测量船按预先布设的测线航行,根据测深仪的数据显示及时修正航向与航速,并进行验证潮位输出,最后结合RTK实时获取测量点的三维坐标及水深值,有效提高了水深成果的可靠性。
3.3地下数据获取
如修建地下建筑物如隧洞等。在测量时,先根据洞室相向或单向开挖长度及设计贯通精度要求,对洞内导线进行设计,估算预期的误差、确定导线施测的等级(即贯通精度、测量设备的选择和测量方案),以保证洞室开挖轴线的正确。其次,根据隧洞设计开挖图,按一定比例尺在CAD或图纸上绘出隧洞开挖平面图及贯通面位置,同时并将导线点的位置一并展于图上。在绘图时,应充分考虑到施工时洞内的测量环境,如通视条件及出渣等对测量的影响,以确保能切实提高测量精度。
4.结束语
综上所述,随着测绘新技术发展和测绘新设备、测绘技术和测绘方法的应用,水利工程测量技术得到了日新月异的发展。因此,在水利工程建设和管理中,如何更好的运用测绘新技术,是每个测绘工作者应努力的方向。
【参考文献】
[1]熊瑶.新时期下水利工程中GPS测绘新技术的发展及作用研究[J].中国科技博览,2011,(3).
[2]李明.浅谈现代测绘技术在工程测量中的应用与改进措施[J].中国西部科技,2010,(26).
[3]王国军,潘拥军,杨伟清.测绘新技术在水利工程中的应用研究[J].中国科技财富,2010,(14).
【关键词】测绘新技术;工程测量;水利工程
测绘是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础,以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心,将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位子信息,供工程建设的规划设计和行政管理之用。在水利工程中,测量工作贯穿于水利工程勘测、设计、施工、运行等整个过程,测绘工作的效率、精度及反映实地情况的准确度在水利工程中起着关键性的作用。但目前水利工程测量使用较多的是水准仪、经纬仪、平板仪和全站仪等仪器,或者使用航测仪器进行航测成图,这些测量方法存在着工作量大、外业辛苦、成图时间长、精度不高等缺点。因此,随着现代测绘技术的不断发展,GPS全球定位系统及全数字化测图系统的发展成熟,将其应用于水利工程测量,可大大提高工程测量工作效果。
1.现代测绘新技术的概述
现代测绘技术向着高科技和数字化方向发展,其中“3S”技术是现代测绘技术的代表。“3S”技术包括全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)。
1.1 GPS:美国研制的精密卫星导航定位系统,可向全球任何用户全天候地提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息。另外,由于SA(Selective Availability)技术的解除,使得GPS技术在导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域得到了更为广泛的应用。
1.2 RS:一种远距离,大面积几何形态、位置以及相关物理特性的传感手段。现代航天遥感技术(RS)可提供lm分辨率的影像资料,航空遥感技术即全数字摄影测量(DPS)甚至可提供分米级甚至厘米级的影像资料。
1.3 GIS:地理信息系统,是将空间数据和属性数据一体化管理分析的技术系统,它是现代测绘技术的重大技术支杆。目前,GIS已成为数字化测绘产品设计的技术依据,贯穿在空间信息数据获取、处理和管理的全过程。
1.4 内外业一体化数字测图(简称数字测图):在现代测绘中,数字测图也是一项重要的测绘技术,它是利用全站仪在野外采集数据,经过计算机处理得到工程设计、施工及管理用图。由于其可实现工程勘测设计一体化和实现数据采集、更新、管理一体化、自动化,目前已成为 GIS数据采集的一种手段。
2.现代测绘技术在水利工程测量中的应用
2.1平面控制测量
控制测量是工程测量中比较有代表性的一个工序,也是最关键的一环,整个工程的资料是否准确和这一环节有着最直接的联系。
在测量的首级控制网采用GPS快速静态测量。进行GPS静态测量时,GPS接收机的天线在整个观测过程中的位置是静止。具体的观测模式是多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测,时间由40分钟到几小时不等,然后根据接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位,进行数据处理后,以解算出基准站的坐标。
但由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差,解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的,存在误差。基准站利用数据链将此改正数发送出去,由用户站接收,并且对其解算的用户站坐标进行改正,最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差。
2.2高程控制测量
高程控制网是大地控制网的一部分。高程控制网用水准测量方法建立。一般采用从整体到局部,逐级建立控制的原则。
近年来,国内外有些测绘科研生产部门,在 GPS/水准的布测和拟合方面,做了大量的研究工作,其主要目的就是精化大地水准面,提高 GPS 高程测量精度。目前,这些科研成果已广泛应用于生产实际中,如在南水北调西线工程地区,长江中下游地区推广应用了 GPS 高程测量技术,经过科学的处理,GPS高程精度达到了四等水准精度,也就是说完全可以用 GPS 高程测量进行四等以下水准测量。
实践证明,利用 GPS 测量技术可以做到同时完成平面、高程测量,可用 GPS 高程测量代替几何水准测量测设图根水准或测站点水准,但由于GPS 高程测量数据须经过处理才能达到相应等级的高程精度,且目前《水利水电工程测量规范》中对此无明确规定,所以建议在生产中应有选择的使用 GPS 高程测量技术。
2.3 数字化成图
数字化成图是指利用电子平板仪测制水利工程用图。水利工程对所使用的地形图要求较高,图上作业多,为了满足水利工程用图的需要,利用电子平板仪测制水利工程用图,一般电子平板仪使用全站仪采集目标点数据,其优点有:①可直接测算出目标点的三维坐标、通过传送线输给计算机处理成图,无需读数记手薄和在图板上手工绘制;②全站仪有高精度、长视距等特性(和平板仪比较),既减少了图根点的布设密度,又可方便地增补图根点;③电子平板仪测图不受图幅分幅限制,利于展开测图工作,省去了图幅拼接,从而消除拼图误差;④成果即为数字图,便于收藏携带,且便于修改,能更好地保护图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费。
2.4航空摄影测量技术
航空摄影测量技术是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法,可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。该测量系统是利用计算机代替解析测图仪,用数字影像代替模拟像片,用数字光标代替光学光标,直接在计算机上按解析测图仪的作业方法进行数字测图。随着全数字摄影测量系统的应用,摄影测量产品已从影像图等向4D产品转化,为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。
3.测绘新技术存在的问题与改进措施
3.1实时性
实时性的最终目的还是需要增加网络的应用,无论是有线的或者无线的。目前,通过TCP—COM已经可以实现远距离的RTK作业,在服务器上可以查看数据的传输、流通,但是内业电脑直接获得测量数据还有一定的问题,只能后处理。
3.2水下数据获取
目前没有一种单一设备或者技术能够实现水下技术,但是可以通过一系列的一起组合进行数据采集,例如RTK+测深仪等。在测量时,利用测区内大地水准面精化点位,采用无验潮模式下网络RTK结合测深仪技术对测量船进行定位,然后指导测量船按预先布设的测线航行,根据测深仪的数据显示及时修正航向与航速,并进行验证潮位输出,最后结合RTK实时获取测量点的三维坐标及水深值,有效提高了水深成果的可靠性。
3.3地下数据获取
如修建地下建筑物如隧洞等。在测量时,先根据洞室相向或单向开挖长度及设计贯通精度要求,对洞内导线进行设计,估算预期的误差、确定导线施测的等级(即贯通精度、测量设备的选择和测量方案),以保证洞室开挖轴线的正确。其次,根据隧洞设计开挖图,按一定比例尺在CAD或图纸上绘出隧洞开挖平面图及贯通面位置,同时并将导线点的位置一并展于图上。在绘图时,应充分考虑到施工时洞内的测量环境,如通视条件及出渣等对测量的影响,以确保能切实提高测量精度。
4.结束语
综上所述,随着测绘新技术发展和测绘新设备、测绘技术和测绘方法的应用,水利工程测量技术得到了日新月异的发展。因此,在水利工程建设和管理中,如何更好的运用测绘新技术,是每个测绘工作者应努力的方向。
【参考文献】
[1]熊瑶.新时期下水利工程中GPS测绘新技术的发展及作用研究[J].中国科技博览,2011,(3).
[2]李明.浅谈现代测绘技术在工程测量中的应用与改进措施[J].中国西部科技,2010,(26).
[3]王国军,潘拥军,杨伟清.测绘新技术在水利工程中的应用研究[J].中国科技财富,2010,(14).