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現(xiàn)代測量儀器的發(fā)展
由于只要一次安置,儀器便可以完成在該測站上所有的測量工作,具有自動記錄,運算功能,測量作業(yè)效率高。后來出現(xiàn)了自動目標識別全站儀,它可以自動跟蹤反射器并實時得到三維坐標,通過軟件和設(shè)計值比較,控制施工放樣過程。全站儀已廣泛用于到水利工程地形圖測繪,施工放樣及變形監(jiān)測領(lǐng)域。
GPS全球定位系統(tǒng)(GPS)是借助分布在空中的多個GPS衛(wèi)星確定地面點位置的一種新型定位系統(tǒng)。GPS定位具有全天候、高精度、定位速度快、布點靈活和操作方便等特點。因此,GPS技術(shù)在測量學、導航學及其相關(guān)學科領(lǐng)域獲得了極其廣泛的應(yīng)用。GPS的出現(xiàn),解決了傳統(tǒng)測繪中的點位通視問題,實現(xiàn)了設(shè)站自由的作業(yè)模式。
超站儀將全站儀和GPS集成一體,就形成了超站儀。超站儀兼?zhèn)淞薌PS和全站儀的各自優(yōu)點,測站點坐標可由GPS獲得,無須布設(shè)控制網(wǎng),減少中間環(huán)節(jié),提高測量效率,控制測量由GPS承擔,無須通視,不受地形限制,碎部測量由全站儀來完成,特別適合云南復雜地形條件。它克服了目前國內(nèi)外普通使用的全站儀、GPS、RTK技術(shù)的眾多缺陷,改變了工程測量的傳統(tǒng)作業(yè)模式,實現(xiàn)了控制測量、碎部測量和施工放樣的一體化和無縫銜接作業(yè)。
現(xiàn)代測繪技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用
3S技術(shù)在云南水利行業(yè)中廣泛地應(yīng)用于調(diào)查、監(jiān)測、管理、評估等方面。具體地應(yīng)用在高原地形水利工程控制測量,地形測繪,施工放樣,水資源調(diào)查、水環(huán)境評估、防洪防汛、水土保持、河口演變、水利工程選址、水庫移民,大壩變形觀測等方面的工作。
控制測量云南水利工程一般選在地形復雜的深山溝壑處。地表植被覆蓋多,通視條件差,國家控制點又少,利用光學儀器進行控制測量難度較大。GPS就能較好地解決這些問題,它不受地形條件、氣候、時間的限制和影響,能夠及時準確地完成控制測量和其它定位工作,大幅度減少甚至免做像控點,減少了測繪工作量,大大提高了工作效率。
遙感(RS)技術(shù)應(yīng)用水利工程測圖云南高原自然環(huán)境條件十分惡劣、地質(zhì)條件復雜、各種資料十分缺乏的特點,采用常規(guī)的測繪地形圖手段將耗費大量的人力、物力和財力,遙感(RS)技術(shù)由于大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟性等優(yōu)勢,得到快速的普及,多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取,為云南水利工程測量領(lǐng)域的基本地形圖、以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法。
點位測設(shè)在水工建筑物點位測設(shè)時,可在包含設(shè)計建筑物的數(shù)字地形圖上直接得到設(shè)計點的三維坐標,然后將三維坐標輸入全站儀,配合棱鏡移動,就可完成該點的放樣;或者直接利用移動動態(tài)GPS進行實時放樣。即省去了從圖紙上量取測設(shè)點的坐標的過程、減少了工作量,又避免了人為誤差、提高了放樣精度和效率。
計算水庫庫容傳統(tǒng)的水庫庫容一般采用手工計算,不僅工作量大、計算時間長,而且精度較差。如今數(shù)字化測圖的普及,可增加計算點的數(shù)量,加快圖上淹沒面積計算速度,而用坐標法計算面積可提升面積精度,就能快速高精度的計算出水庫容量,實現(xiàn)水庫的自動化管理。
瀾滄江梯級電站變形監(jiān)測在云南瀾滄江梯級開發(fā)4個大水電站,為保證大壩安全運營。都要對大壩進行變形觀測,而云南地形起伏較大,山腳與山頂?shù)母卟畛__1000米至2000米,用常規(guī)儀器是不可行的,GPS布點靈活方便,不受氣候和時間的限制,可以實時監(jiān)測,全天候觀測,布點不受通視條件影響,觀測數(shù)據(jù)及結(jié)果可實時獲得,能進行在線監(jiān)測,及時處理各種險情,分析大壩設(shè)計、施工、管理存在的問題,總結(jié)經(jīng)驗,合理、科學開發(fā)水利資源,造福社會。
3S技術(shù)在瀾滄江流域的綜合應(yīng)用
3S技術(shù)就像一座多功能水庫,對信息起著集中、調(diào)節(jié)和凈化的作用,它兼容并蓄各種來源的信息,按地理空間坐標進行數(shù)據(jù)管理、查詢和檢索,通過地學分析、空間分析、相關(guān)分析、模擬和預(yù)測等手段進行科學加工與決策,提供多層次和多功能的信息服務(wù)。因此3S技術(shù)在瀾滄江水利資源綜合開發(fā)中起著至關(guān)重要的作用。3S技術(shù)運用于瀾滄江災(zāi)情評估系統(tǒng),實時評估瀾滄江流域洪澇干旱災(zāi)害涉及的耕地及居民地面積、受災(zāi)人口和受淹房屋間數(shù);實時監(jiān)控大面積泥石流、滑坡等山地災(zāi)害的影響范圍。3S技術(shù)在瀾滄江流域水土保持中的的應(yīng)用,從遙感圖片上,可判斷大范圍土壤侵蝕情況,侵蝕強度評估、侵蝕量的計算、流域泥沙輸移,沿岸水土保持措施效益分析,及沿岸土壤侵蝕過程的模擬與預(yù)測,河道水土流失情況,河道治理措施的規(guī)劃設(shè)計。3S技術(shù)在瀾滄江糯扎渡水電站工程選址、規(guī)劃、乃至設(shè)計,施工管理中十分重要的工具,例如糯扎渡水電站移民安置地環(huán)境容量調(diào)查,渠道選線及環(huán)境影響評價、梯級開發(fā)的淹沒調(diào)查、水庫高水位運行的淹沒調(diào)查,電站工程的環(huán)境影響砰價,防洪規(guī)劃,糯扎渡水電站工程抗震、河道管理、電站工程建筑材料貯運管理,蓄滯洪區(qū)規(guī)劃與建設(shè)等等。因此,3S技術(shù)已經(jīng)成為瀾滄江流域防洪減速災(zāi)、水資源管理、水環(huán)境保護和水土保持的重要手段和技術(shù)支撐,是提高瀾滄江流域水利工程建設(shè)與運行管理效能、水利工程管理工作效率和決策水平的重要手段。
結(jié)語
在由傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代化水利轉(zhuǎn)變過程中,現(xiàn)代測繪技術(shù)將以其獨具特色的空間信息采集、處理、分析和服務(wù)功能,建設(shè)一個多方位、多尺度的靜動態(tài)的輔助決策平臺,將會更進一步推動云南全省水利事業(yè)的發(fā)展。GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工項目,在勘測、設(shè)計、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。對于推進云南水利信息化建設(shè)、加快實現(xiàn)云南水利現(xiàn)代化,具有重大的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。
作者:龔振文單位:云南農(nóng)業(yè)大學水利水電與建筑學院