王 建

（重慶同望水利水電工程設(shè)計(jì)有限公司，四川 重慶 401147）

測(cè)量技術(shù)在水利水電工程中扮演著非常重要的角色。隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的日益快速發(fā)展，水利水電工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。了解以及掌握目前水利水電工程常見(jiàn)的測(cè)量技術(shù)的發(fā)展概況具有很大的意義，這有益于革新國(guó)內(nèi)水利水電工程測(cè)量的方法，進(jìn)一步拓寬我國(guó)水利水電工程的服務(wù)范圍，促進(jìn)我國(guó)水利水電工程質(zhì)量不斷上新臺(tái)階。

1 控制測(cè)量技術(shù)

控制測(cè)量與水利水電工程測(cè)量各項(xiàng)工作密不可分。傳統(tǒng)的控制測(cè)量模式已經(jīng)難以滿足水利水電工程建設(shè)與發(fā)展的需要。為此，有必要更新控制測(cè)量模式?？上驳氖?，近幾年來(lái)，現(xiàn)代控制測(cè)量技術(shù)在水利水電領(lǐng)域如雨后春筍般，不斷涌現(xiàn)。如今，控制測(cè)量技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出“以GPS等現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)為主、傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)為輔”的模式[1]，這種模式具有測(cè)量迅速、工作效率高、測(cè)量精度高等特征。

在水利水電這個(gè)領(lǐng)域控制測(cè)量具有2個(gè)類(lèi)型：測(cè)圖控制網(wǎng)與專(zhuān)用控制網(wǎng)。這2個(gè)類(lèi)型中又有平面控制與高程控制。平面控制網(wǎng)過(guò)去是采用三角鎖網(wǎng)，最近幾年來(lái)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為三邊網(wǎng)與邊角網(wǎng)以及多種網(wǎng)混合組成的混合網(wǎng)。GPS目前在我國(guó)已經(jīng)應(yīng)用比較廣泛，已經(jīng)運(yùn)用在大區(qū)域范圍的測(cè)圖控制網(wǎng)中。在水利水電領(lǐng)域?qū)Ｓ玫钠矫婵刂凭W(wǎng)如今是采用邊角同測(cè)網(wǎng)，不過(guò)當(dāng)前有的部分工程會(huì)運(yùn)用GPS進(jìn)行布置首級(jí)網(wǎng)抑或設(shè)置成GPS混合網(wǎng)。高程控制網(wǎng)所使用的測(cè)量?jī)x器發(fā)展很快，在市場(chǎng)上可見(jiàn)到自動(dòng)式、數(shù)字式的水準(zhǔn)儀，這些儀器可以自動(dòng)讀數(shù)、自動(dòng)紀(jì)錄以及自動(dòng)觀測(cè)。作業(yè)方式也顯現(xiàn)出多樣化，以前是單一的幾何水準(zhǔn)，現(xiàn)在發(fā)展至三角高程以及GPS擬合水準(zhǔn)等一系列作業(yè)方式[2]。

2 數(shù)字地形測(cè)繪技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在國(guó)內(nèi)越來(lái)越普及，數(shù)字地形測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用而生。這些方式一方面可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)繪成圖，也可對(duì)GIS前端所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。數(shù)字地形測(cè)繪技術(shù)一般具有以下3種系統(tǒng)：一是電子平板數(shù)字測(cè)圖的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)一般由全站儀、電子平板以及繪圖軟件等組成[3]。這個(gè)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是可以模擬傳統(tǒng)的白紙進(jìn)行成圖，不需要編制代碼進(jìn)行作業(yè)，也不容易出現(xiàn)紕漏。不過(guò)，電子平板所使用的電池之使用壽命不長(zhǎng)，一般只有3個(gè)小時(shí)，穩(wěn)定性也比較差。由于這個(gè)系統(tǒng)的體積比較笨重，為此僅比較適于一些平坦的地區(qū)進(jìn)行地形的測(cè)圖，對(duì)于一些自然環(huán)境非常不好的水利水電工程之地形圖的測(cè)繪則不適宜。二是測(cè)記法數(shù)字測(cè)圖的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)一般由全站儀、電子手薄、草圖、繪圖軟件（帶有地物編碼的地形圖）等部分組成。這個(gè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)為測(cè)量作業(yè)不夠直觀，需要測(cè)量的點(diǎn)號(hào)跟草圖的點(diǎn)號(hào)有可能不一樣，容易出現(xiàn)地物的紕漏，同時(shí)要求現(xiàn)場(chǎng)繪圖工作人員的專(zhuān)業(yè)水平比較高。三是掌上數(shù)字測(cè)圖的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是由全站儀、掌上電腦以及繪圖軟件。本系統(tǒng)所采用的掌上電腦，有效克服了電子平板之缺點(diǎn)，充分發(fā)揮出了電子手薄與掌上平板之固有的優(yōu)點(diǎn)，可以進(jìn)行可視化界面操作，并且操作比較簡(jiǎn)單、攜帶也比較方便，可以適應(yīng)各種環(huán)境。鑒于此，這個(gè)系統(tǒng)是當(dāng)前使用比較廣，在野外測(cè)繪效果理想的數(shù)據(jù)采集與及成圖的工具。

3 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)

變形監(jiān)測(cè)技術(shù)一般可以分為外部變形監(jiān)測(cè)以及內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)等2個(gè)部分，常見(jiàn)的水利水電工程外部變形監(jiān)測(cè)技術(shù)有下面3種[4]：一是大地測(cè)量法。這種方法是一種經(jīng)典的方法。這個(gè)方法測(cè)量理論與測(cè)量方法比較成熟，所測(cè)的數(shù)據(jù)比較可靠，所測(cè)的費(fèi)用也低，不過(guò)觀測(cè)的時(shí)間比較長(zhǎng)，測(cè)量勞動(dòng)的強(qiáng)度比較高，測(cè)量精度跟觀測(cè)條件的關(guān)系比較大。觀測(cè)條件不好，則測(cè)量精度不高。測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方式難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或智能化操作，需要人工操作。二是基準(zhǔn)線測(cè)量法。基準(zhǔn)線測(cè)量法屬于變形監(jiān)側(cè)（水平位移）之比較常見(jiàn)的方法。目前對(duì)近壩區(qū)巖體、高邊坡以及滑坡體水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法主要是運(yùn)用大地測(cè)量法、視準(zhǔn)線法以及垂線法。三是液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量法。當(dāng)前，這種方法在國(guó)內(nèi)發(fā)展很快。液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)比較適用于壩體廊道內(nèi)高程觀測(cè)以及高程的傳遞，它是運(yùn)用不同類(lèi)型的傳感器來(lái)對(duì)容器之液面高度進(jìn)行測(cè)量。實(shí)踐表明，它可以在同一時(shí)間獲取非常多的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，有時(shí)數(shù)十個(gè)、有時(shí)數(shù)百個(gè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)之高程。精度高、自動(dòng)化程度高、可以持續(xù)進(jìn)行測(cè)量已經(jīng)在實(shí)際工作中得到了有力的證明。

4 水下地形測(cè)量技術(shù)

過(guò)去對(duì)水下的地形進(jìn)行測(cè)量大部分是運(yùn)用經(jīng)緯儀、測(cè)距儀與標(biāo)桿等工具[5]，然后運(yùn)用斷面法與交會(huì)法進(jìn)行定位，接著運(yùn)用測(cè)深桿以及測(cè)深錘進(jìn)行水深數(shù)據(jù)的采集?？梢哉f(shuō)，這個(gè)方法的作業(yè)效率不高，產(chǎn)生的誤差比較大，最近幾年很少用于實(shí)際測(cè)量。近幾年，衛(wèi)星定位技術(shù)得到了飛躍發(fā)展，DGPS(差分全球定位系統(tǒng))和CORS系統(tǒng)在多波束的測(cè)深儀的大力配合下，可以非常方便、高效地對(duì)水下的地形進(jìn)行測(cè)量[6]。DGPS可以以某一個(gè)已知點(diǎn)當(dāng)作基準(zhǔn)點(diǎn)，位于基準(zhǔn)點(diǎn)之GPS的接收機(jī)能夠連續(xù)地接收衛(wèi)星發(fā)射出來(lái)的各種信號(hào)，然后跟已知點(diǎn)所處的位置給予比較，明確當(dāng)時(shí)誤差之偽距的修正值，把此些修正值運(yùn)用無(wú)線電臺(tái)進(jìn)行接收，各用戶通過(guò)接收機(jī)來(lái)接收上述修正值可以實(shí)時(shí)進(jìn)行校正GPS的信號(hào)，它可以具有實(shí)時(shí)連續(xù)以及高精度等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前CORS系統(tǒng)的定位精度可達(dá)厘米級(jí)。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，國(guó)內(nèi)水利水電領(lǐng)域的工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了很大的貢獻(xiàn)。筆者相信，為了更好地滿足水利水電工程的建設(shè)實(shí)際需要，未來(lái)的測(cè)量技術(shù)必將會(huì)不斷更新，將會(huì)朝著電子化與數(shù)字化等方向大力發(fā)展。

[1]周忠謨,易杰軍,周琪.GPS衛(wèi)星測(cè)量原理與應(yīng)用[M].北京測(cè)繪出版社,2004.

[2]王晏民,洪立波,過(guò)靜瑤，等.現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用[J].測(cè)繪通報(bào),2007(04).

[3]馬保軍測(cè)繪新技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].黑龍江科技信息2009(27).

[4]李力測(cè)繪新技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J]-中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品2010(9).