数字化测绘技术在水利工程测量中的应用探讨
摘要
关键词
数字化测绘技术;水利工程测量;应用
正文
引言
水利工程作为国家基建的支柱,在营造宜居环境、保障灌溉引水等方面,获取高质量、高精度的数据成为水利工程建设的关键环节,可确保数据的及时传递与长期保存[1]。随着现代信息技术的发展,传统测量工具已难以满足水利工程建设的需求[2]。为此,更加智能、高效、可视化且安全自动化的现代测量技术应运而生,数字化测绘技术能够精准处理和分析水利工程中的各类要素信息,生成多样化的图件产品,满足用户的不同需求不仅提升了产品质量,更确保测量结果的准确性,为水利工程建设提供坚实的数据支撑,推动测量工作迈向新的高度,为水利事业的繁荣贡献更大力量[3]。
一、数字化测绘技术
现如今测绘领域正面临数字化发展机遇,数字化测绘技术以网络通信、遥感技术和全球定位系统等尖端技术为基石,基于自动化与智能化特点提升测绘工作的效率和精准度[4]。数字化测绘技术的核心在于地图数字化和数字化成图两大关键技术,使得测绘人员能够轻松进行现场操作,通过数据的实时录入与处理,可有效减少往返项目地与单位之间的流程。同时,数字化测绘技术应用可有效消除人工测绘中的误差和偏差,为测绘工作提供更为精确和可靠的数据支持。此外,数字化测绘技术可实现数据的安全、便携存储,有效防止信息的变形和丢失,降低测量成本,提高经济效益。此外,结合GPS定位技术还能实现地形地貌的精确探测和勘探,为水利工程项目提供有力支持。
二、水利工程测量中数字化测绘技术应用优势
(一)测量精度更高,推动工程建设
精确度始终是水利工程测量的核心要素,在复杂多变的测量环境中,人工测量不仅风险较高,而且难以避免误差和错误的产生。特别是在数据整理与计算环节,由于人为因素的干扰,误差累积往往难以避免,极大地影响测量精确度的保障[5]。数字化测绘技术的引入,实现数据的自动化采集、处理与存储,减少人为因素带来的干扰,进而大幅提升测量数据的精确度。与此同时,在水利工程测量的实际操作中,数字化测绘技术能一次性高效完成测量任务,并且在数据收集的同时进行实时检测与修正,从而确保测量数据的真实性和可靠性。以凤风县潭子口水库为例,数字化测绘技术的成功应用,可有效避免数据错误、丢失或混淆等问题的发生,使得整个测量过程更加精准、高效,为水利工程的顺利进行提供数据支撑和技术保障。
(二)高自动化水平,降低安全风险
水利工程测量工作是繁琐且资源消耗大的任务,传统内外业分离模式依赖大量人力进行野外实地测量,手工绘制地图,周期长且成本高昂。数字化测绘技术依托先进的计算机技术,实现远程数据测量与实时分析,实现室内外工作得以无缝衔接、同步进行,加之数字化测绘技术具备实时监测数据并进行即时修正的能力,优化测绘工作流程,提升测绘工作的整体质量和效益,确保测量结果的时效性和准确性,从而大幅提高测量效率,降低成本。此外,数字化测绘技术在提升安全性方面也发挥重要作用,测绘人员不再需要频繁地在恶劣天气和地形条件下进行实地测量,从而保障测绘人员的生命安全。
(三)数据展示完整,提升信息价值
水利工程测量过程中,人工测绘方法虽能获取较完整的资料,但在成果展示与解读上应用范围受到限制。相比之下,数字测图技术可为资料信息的全面展示提供可能,不仅能整合所有已知和所需的数据信息,还允许工作人员轻松调阅、检索,极大地提升测绘成果的可读性和应用便捷性,为水利工程测量工作提供有力支持,使管理人员能够直接获取更丰富、更直观的信息[6]。此外,数字化测绘技术还具备出色的数据兼容性,使得数据处理和整合更为高效,在计算机存储技术的支持下,数字化测绘技术能够轻松应对海量测绘信息的处理。通过筛查和整理可有效去除重复和冗余数据,实现数据的分层存储,满足各种使用需求,同时云端存储技术的应用进一步增强数据的安全性,降低数据丢失和篡改的风险。
三、数字化测绘技术在水利工程测量中的实践应用
(一)GPS测量技术运用实现精准定位
GPS全球定位系统以高精度、全天候、全覆盖的特性,提升水利工程测量的精确度,在复杂环境中展现出强大的适应性。在水利工程测量实践中,GPS技术凭借其三维定位能力,实现对传统导线测量方法的革新,无论是静态定位还是实时动态定位,GPS都能对现场控制网进行精确测量,仅需15分钟便能完成18km以内区域的相对静态定位,且在更广泛范围内保持高精度,对于水利工程定位测量,GPS技术能将平面测量误差控制在毫米级,确保测量的高可靠性。此外,在动态测量方面,GPS技术在横断面、纵断面、中桩及导线测量等项目中突破传统方法的限制,实现厘米级精度的快速测量,通过预设控制点并初始化静止观测,能够自动观测并实时获取采样点的动态定位数据,极大地提高测量效率。
(二)无人机PPK技术运用实现高效航测
数字化遥感技术作为现代测绘领域的核心技术,通过飞行器搭载的高精度传感设备,实现对电磁波信息的精确捕获与转化。在水利工程测量中无人机航空摄影测量技术以其高效、灵活、低成本的特性,逐渐成为地形测量的关键手段。在河道治理等复杂工程中,无人机遥感技术的应用面临河道地形复杂、植被茂密等,传统地面图像控点布设方法难以满足高精度测量需求,单纯依赖无人机遥感技术,数据精度和时间效率往往难以达标。为应对这些挑战,实时差分技术通过减少或避免地面像控点的设置,提高无人机遥感测量的效率,由于通信需求的限制,实时差分技术在复杂地形条件下的应用效果受到一定的制约。为克服这一局限,测绘人员可以通过提高相机曝光瞬间的外方位元素观测精度,从而增强空中三角测量的成果精确性,减少外业相控点的设置需求,优化工作流程,还能够有效降低作业成本,提高整体测绘工作的经济效益。但受限于通信需求,实时差分技术在复杂地形条件下的应用效果有限。通过提升相机曝光瞬间的外方位元素观测精度,测绘人员可增强空中三角测量的成果精确性,进而减少外业相控点的设置,优化工作流程,降低作业成本。同时,无人机PPK技术运用载波相位事后差分GNSS定位原理,实现流动站与基准站对GNSS卫星的同步观测,确保数据精确采集,计算机通过对接收数据的精细处理,生成虚拟载波相位观测量,精确到厘米级相对位置,结合基准站坐标,高效计算无人机三维坐标,提供精准定位支持。此外,无人机PPK技术不仅提高定位精度,且保障数据的可靠性,为无人机免像控大比例尺测图工作提供支持,有效避免数据链易断开的问题,提升无人机测绘作业的稳定可靠性。
(三)GIS技术运用实现空间分析
GIS技术在水利工程测量中的应用,极大地优化测量工作流程,提高数据的精确性。借助GIS技术测量人员无需进行繁琐的实地勘测,便可轻松实现数据采集、分析与处理,进而构建丰富的数据库资源,为水利工程提供便捷的数据支持。传统的水利工程测量方式往往受限于静态数据的局限性,难以实时反映水域资源的动态变化。而GIS技术的引入能够构建具备动态特性的地理模型,实时更新水域资源分布情况,使测量人员获取更为全面、准确的信息,为水利工程的决策提供有力支持。在水利工程设计阶段,测量人员可利用GIS技术深入分析地理模型,精确河道切入点和灌溉设施的最佳位置,从而优化工程布局,提升整体性能,帮助测量人员全面了解工程所在地区的地理环境和条件。此外,GIS技术应用于挖掘土地资源价值方面,可通过获取详细的地理信息数据够准确识别土地形态,评估其可利用性和价值,实现土地的合理划分和利用,提高土地利用率,实现可持续发展。
(四)智能无人船技术运用实现精准测量
在近海海域地形地貌调查、管线核查等任务中,海上作业环境的特殊性增加工作的难度和不确定性。由于气候条件限制,海上作业时间有限且潜在风险较多,传统人工测绘方法效率低下,精度受限,且成本高昂,需要大量人力、物力和财力投入。智能无人船技术集成自动化控制、GPS定位技术及各类识别设备,成为水上自动测量的综合平台,可根据需求搭载不同设备,满足多样化测量需求。无人船具备浅吃水和灵活机动的特点,能轻松接近测绘区域,避免触礁搁浅风险。其自主航行的高精度贴线能力,确保测量数据的准确性和可靠性。在有限的海上作业时间内,采用无人船集群测绘作业方式可显著提升工作效率,同时多艘无人船协同作业,大幅减少专业测绘人员投入,降低人为干扰,简化船艇调度、人员维护及租用管理等工作,使测量过程更高效精准。
(五)数字化原图技术运用实现原图数字化
传统技术在处理原始图纸时存在诸多限制,不仅费用高昂且耗时耗力,且对工程建设造成显著影响。数字测绘技术运用先进的扫描和绘制手段,能够快速将原始图纸转化为数字化图像,极大地缩短转换周期。在数字化过程中利用矢量化技术处理原始图纸的可有效避免人为因素的干扰,确保地形显示的准确性和精度,通过结合现代测绘技术与数字技术,能进一步提升地图的精度和可靠性,提升工作效率,降低错误率。在处理原始图像时,测绘人员需关注数字化图像技术与外部测试样本的结合,针对原始图纸数据可能存在的不准确性问题,借助外业试验进行修正和完善,确保原始图纸的精确性。此外,数字测绘技术可实现地面数据与传统数据的有机结合,通过应用外业测点技术显著提高原始数据的精确度和工作效率。在面对海量的地面和数字标绘点数据时需进行的分级管理,对土壤信息的储存需对数据进行有效的分类和标注,同时通过加强对数字测绘技术的监督和管理,确保测试结果的准确性和可靠性,避免图纸信息的损失。
(六)三维建模技术运用实现立体呈现
水利工程的施工周期漫长,测量数据需要不断更新,以满足项目持续推进的需求。三维建模技术能够根据水利工程测量的实时数据,构建起精准的三维模型,并对其进行动态更新,水利工程内的技术人员能够轻松获取到最新、最准确的水利工程测量数据,通过数据采集分析三维建模技术的应用,可对获取的数据进行深度加工和利用,提升三维模型的完整性和真实性,使得模型更加贴近实际工程情况。在定位不清晰、地形地势复杂的区域,三维建模技术可对这一区域进行准确的定位,获取到更加全面、详细的数据,让水利工程人员能根据三维模型进行精准比对,判断工程的实际建设效果与预期是否存在差距,从而及时调整施工方案,确保工程质量和安全。以地貌信息提取为例,三维建模技术可结合点云数据识别地貌特征点,通过运用最大似然分类法,该技术能够高效提取地貌信息,揭示其分布特征。在此基础上,依据水文地貌类型的不同分割尺度,进行层级划分,逐层精细分类识别地貌信息,从而确保提取结果更为准确、全面,为水利测绘工程提供坚实的数据支撑。此外,三维建模技术还能够结合栅格、网格和遥感图像等多种数据源,构建出立体可视化模型,详细展示水文和地形的变化情况,协调各方资源,实现信息的共享和互通,实现水利测绘工程高效地进行。
结语
总言之,随着信息化技术的不断发展,在水利工程测量中,数字化测绘技术的运用可实现大范围、高精度、动态化的测量,确保数据全面、真实、准确,提升测绘效率与质量,为水利工程的顺利推进提供坚实保障。
参考文献
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[2]李尤瑾,崔恒军,焦建超.水利工程测量中数字化测绘技术的应用探析[J].智能建筑与智慧城市,2023,(09):32-34.
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