水利工程测量中数字化测绘技术的应用探析

水利工程测量中数字化测绘技术的应用探析

辛武俊

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摘要：随着综合国力的提高，现代信息技术的不断发展，数字化测绘技术的应用越来越多，在不同应用场景下，必须选择合适的技术类型，保证技术应用的科学性、合理性、可行性。数字化测绘技术具有自动化、信息化、智能化等特点，可以全面提高测量工作质量水准，为大范围、复杂化、高精度的水利工程测量工作提供了便利。

关键词：水利工程测量；数字化测绘技术；应用探析

引言

众所周知，一项工程在进行设计或者施工之前，都需要进行详细的地质测量，才能为工程的设计和施工提供基础。随着计算机技术的不断进步，传统的地质测量方法已经不能完全适应当下地质测量的需求，因此将计算机技术融合到测绘技术当中是近年发展的大趋势。

1数字化测绘技术的发展

传统的测绘技术难以满足高效率、高精度测绘技术的要求。基于信息技术的计算机技术在实际应用中可以有效地克服传统人工分析和绘图技术的缺点。数字测绘技术主要用于早期工程测绘和工程制图，它具有较高的准确性和实用价值，在绩效评估中发挥着重要作用。数字测绘技术在我国的应用还有很大的发展空间，一些关键技术的欠缺，在一定程度上制约了数字测绘技术的发展和应用。专业人员应加强对数字化测绘技术的研究，以保证质量满足建设项目的实际要求。对于技术测量工作，合理使用数字测绘技术进行数据采集，可以独立、科学地选择三维坐标，实现地形标志的自动记录。该技术不仅大大减轻了测绘人员的劳动强度，而且节省了正常运行时间，提高了数据采集的准确性，对提高测绘工作质量和提高工作效率具有重要作用。由于数字测绘技术是在计算机技术的基础上发展起来的，在自动计算、识别和选择方面具有明显的优势，在保证地形图的精度、标准化测量和地图绘制的美观方面具有很大的可靠性。此外，数字测绘技术的引入可以减少人为测量引起的人工误差，并显著减少技术测量引起的误差。由于数字测绘技术具有丰富的图形属性信息，在测绘过程中可以随时调用各种地图符号，大大丰富了测绘的属性信息。实践表明，利用数字测绘技术，可以更方便地存储工程中的测绘成果。正是因为数字测绘技术具有这一优势，大大方便了相关数据信息的存储。该技术的使用不仅可以保证数据的真实性和可靠性，还可以减少项目中的许多重复测量工作。

2水利工程测量中数字化测绘技术的具体应用

2.1GPS测量技术运用

GPS即全球定位系统，具有高精度、全天候、全覆盖等优点，广泛应用于各行各业。在水利工程测量方面运用GPS技术，能够依靠卫星对测量物体进行三维定位，利用不同定位原理，可以获得良好的定位效果，满足在不同环境中的测量需求。在传统水利工程平面控制测量过程中，主要采用的是导线测量方法，无法保证测量数据的精确度，采用GPS静态定位和实时动态定位技术，能够对现场控制网进行更为科学准确的测量。在该技术的帮助下，只需要耗费15min左右的时间，就可以完成18km以内区域的相对静态定位，而且定位精度在40km范围内只有5×10-6～8×10-6。假如对300m～1500m范围内的水利工程进行定位测量，利用GPS技术，平面测量误差不会超过1mm，所以，GPS技术在水利工程平面控制测量中运用具有较高的可靠性。在水利工程测量中，GPS的动态定位测量技术也具有广泛的应用价值，在横断面测量、纵断面测量、中桩测量、导线测量等项目中应用较多，能够摆脱透视要求的限制，在2s～4s的测量时间就可以达到1cm～2cm的精确度。在运用动态定位测量技术时，应该提前设置某个控制点，在该区域位置通过静止观测方式观测几分钟直到结束初始化工作，然后以预定采样间隔为准开始自动观测，基准站能够实时获取采样点的动态定位数据。另外，GPS技术在水利工程高程测量方面也能够实现不错的效果，在明确区域性大地水准面高程时，结合运用传统水准测量和GPS测量技术，测量人员在设置现场GPS观测点时，应该首先掌握分布均匀、密度适当的水准测量资料，然后再通过GPS技术获取到现场观测点的大地高程差。同时，以大地水准面数学模型为依据，计算测量点高程的异常差，从而获得正常高。在许多水利工程高程测量案例中，利用GPS静态定位技术测量大地高程误差只有3×10-6～4×10-6，倘若在20km范围内作业测量精确度则可以控制在厘米层级，而且在此测量方式引入高级水准点能够获得更为精准的测量结果。

2.2地理信息技术的应用

想要完成数字化测绘技术的应用，最基础的就是想要准确的实地勘测数据和勘测结果，而传统的人工勘测的方式大都依靠测绘人员的工作经验，无法精准把控测量范围，可能最终导致结果的不准确性。为了解决这一问题，将数字化测绘与地理信息技术的结合，通过对空间中的各种地理分布数据的采集、存储、管理以及各种运算分析，帮助测绘人员准确的把控需要测量的范围内的准确信息，通过地理信息系统对各种数据进行比对筛选，淘汰掉不合规的测量数据，避免干扰项。除此之外，将地理信息技术与测绘技术的数据系统结合，来保证最终获得数据更加精准化和系统化。

2.2无人机PPK技术应用

数字化遥感技术主要是从飞行器上利用各种传感仪收集电磁波信息，经加工处理后形成图像，为工程建设提供依据，在水利工程测量中，经常与其他测绘技术配合运用。无人机航空摄影测量是一种低空遥感影像获取技术，具有效率高、灵活性强、成本低等诸多优点，成为获取地形测量成果的有效方法。河道是重要的水利工程设施，随着环保要求的不断提高，河道治理工程越来越多，大多数河道呈带状分布，周边植被茂密，布设数量和结构均符合要求的地面像控点比较困难。在这种情况下，如果采用无人机遥感技术获得的数据精度并不高，而且存在时间延迟的问题。利用实时差分技术，可以使无人机遥感测量作业少设或不设控制点，但是受制于通信需求作用，工作距离有限，所以也不适合复杂地形条件下的航测作业。通过提高曝光瞬间相机的外方位元素观测精度，能够提高空三解算成果精度，减少外业相控点的数量。在无人机搭载RTK模块的基础上，结合PPK技术，即GNSS动态拆分后处理技术，能够获得更高精度的POS数据，而且可以降低信号中断和曝光延迟造成的误差，提升空三解算精度，从而实现无人机免像控航测的需求。无人机PPK技术充分利用了载波相位进行事后差分的GNSS定位技术，通过流动站接收机和基准站接收机同步观测GNSS卫星载波相位，并将同步接收到的数据在计算机中进行线性组合，形成虚拟载波相位观测量，确定接收机之间厘米级相对位置，结合基准站已知坐标解，计算无人机流动站的三维坐标，图1为无人机PPK技术原理示意图。在PPK技术支持下，获取摄站点坐标，再加上惯导系统的姿态数据计算，获得高精度POS数据，进行空中三角测量，从而完成了无人机免像控大比例尺测图工作。相对于RTK技术，无人机PPK技术不需要流动站和基站之间进行实时数据通信，所以作业半径更大，同时解决了数据链易断开的问题。

结语

数字化测绘技术的优点之多，不仅能够从根本上保证测绘结果的准确性，而且也可以从资源消耗的角度降低成本，减少支出。我国数字化测绘技术已经进入较快的发展阶段，远远不止文中所列举的在地质测量工程中的应用范围，正在向智能化测绘方向转型，希望有更多的更加智能专业的技术被发现和应用，为推动测绘行业的快速发展而努力。

参考文献

[1]董昊锦.数字化测绘技术在地质工程测量中的应用[J].科技创新与应用，2022，12（13）：185-188.

[2]陈子江，姜亚飞.数字化测绘技术在矿山地质工程测量中的应用效果分析[J].世界有色金属，2021（13）：32-33.

[3]王志刚.数字化测绘技术在地质工程测量中的应用分析探讨[J].石化技术，2020，27（7）：221-222.