水利水电工程测量技术的现状与发展
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作者:张保仁
摘 要：水利水电工程测量是水利水电工程正常施工的基础，随着创新科技的发展测量技术也呈现出多元化发展的趋势。计算机技术的应用，GPS精准定位等技术的发展都为水利水电测量的发展提供了更好的发展方向和手段。本文通过对水利水电工程测量技术的发展现状、发展技术、不足之处等进行讨论，简要叙述了其发展前景，为行业的发展提供参考。
关键词：水利水电 测量技术 数字测量 变形监测 GPS技术 发展前景
中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（b）-0035-02
水利水电业行业是中国经济发展中的支柱产业之一，产业的发展过程需要各种科技力量的支持，其中建筑工程测量技术在水利水电行业的发展过程中贡献巨大，保证了水利水电工程的基础质量。目前，在技术发展过程中出现多种测量技术同时前进发展的状态，光学水准仪、钢尺、全站仪、激光测量仪、电子水准仪等各种测量仪器的应用，使测量数据的准确性进一步提高，测量仪器的自动化程度也随着科技的进步进一步发展。卫星定位测量技术使测量工程不受时间、地理位置、气候、地形地貌等影响，与传统的测量技术比较实现了质的飞跃。计算机技术的应用，提高了测量数据的处理效率，提升了测量数据分析的准确性，也为测量工程的智能化发展提供了方向。
1 水利水电工程测量技术发展现状
水利水电工程计量的工作内容一般分为3个阶段：规划，设计，建设和运营。规划阶段就是为测量工程的顺利实施提供基础，是通过合理的实地勘察、科学的预估与计算、选择正确的方法对整体测量工程实施前的准备，按照合适的比例设计水利水电工程地形图。设计图设计好之后，就可以依据图纸进行施工，施工过程需要做好安全监测、线路排布与施工控制网的测量工作。施工测量结束后，根据运行的需要进行运行管理阶段的测量，主要测量的内容是库区的淤积、电站的泄洪，根据测量结果实时监测水利水电工程的运行状况。在水利水电的测量施工中，我们会运用到不同的测量技术，下面介绍几种主要的测量技术。
1.1 数字地形测量技术
数字地形测量技术主要应用于测量方法，电子平板和手持数字测绘系统技术。利用专业地形图测绘软件，将数字转化为三维立体图形进行地形测绘的技术。这种方式摒弃了手工绘图速度慢、精确度低的弊端，可同一时间根据要求呈现出不同比例尺的绘制地形图。数字测绘系统是利用全站仪在外面自动采集地形空间三维数据，自动存储并处理数据时，降低人为采集数据的误差。数字化的成图模式，可以把图形存储在内置的软盘中，便于技术人员查找与修改，延长保存时间，随时查阅功能便于反复修改，减少反复测绘造成的资源浪费。电子平板数字系统由全站仪与便携机等软件组成，便于携带与测量，测量数据准确度高，绘制图形方便，但是设备稳定性差，不适合特殊地形。测记法数字系统就适合各种地形环境测绘，数据准确度高，智能化水平较高，但其作业不直观，也会出现测绘错漏等问题。掌上数字测绘系统是应用最广泛的一种地形测绘技术，它由全站仪和绘图软件等组成，结合其他设备与技术使用，效果良好，操作便捷，结果可靠。
1.2 变形监测技术
变形监测技术是通过监测物体的外部形态而确定物体的内部形态与空间位置的技术，它的主要检测内容是基准网、工作机电、监测数据分析等。目前，变形监测技术主要的监测方法包括基准线法、大地法、液体静力水准法。基线方法主要用于水平位移变形监测，主要用于测量墩坝，重力坝和土石坝等线性坝。通常，可以使用真空激光方法，视线方法，垂直线方法和引线方法进行观察。可以使用的测量仪器包括光电跟踪型引线测量仪，电容感应引线测量仪等，测量数据具有高精度。测量成本低。在高坡度地形，滑坡体地形和短坝，采用操作简单，成本低的视线法，但受大气光角度的影响，测量精度低。大地法可進行工作基点、基准网、变形体的监测，可使用的方法有几何水准、三角、现代边角、交汇测量等。测量的设备都是常规使用的仪器，包括精密全站仪、电子水准仪等，数据可靠性高，测量费用低，测量强度大，观测时间长，自动化程度低，因此数据不能实现自动化处理，处理数据的难度较大。液体静力水准法发展迅速，传感器用于测量水体的液位，适用于坝体走廊内的高程传输和观测。监测点多、数据精度高，监测自动化程度高，因监测点多获得的数据处理较复杂，使用成本高。
1.3 水下地形测量技术
水下地形测量中使用的测量工具包括电磁波测距仪，经纬仪，基准测量仪和标尺。通过测深锤和测深杆测量水的深度，误差大，测量效率低。随着 全球定位系统（GPS）的发展，GPS、RTK、CORS、DGPS系统与测深仪配合探测水下地形，探测数据的可靠性进一步提升。通过基准点卫星信号的接收，与已知点位置比较来修正误差值，不断校正GPS的信号，提高监测的准确性。监测连续性强，监测数据精度高，降低监测人员的劳动强度，缩短工作周期。
1.4 控制测量技术
控制测量技术即运用GPS定位技术与传统测绘方法相结合，具有精度高，监测速度快，精确监测结果的优点是可以通过GPS定位技术快速确定目标点的三维坐标。控制测量可分为两种类型：专用控制网络和测绘控制网络，包括两种技术：高程控制和平面控制。控制测量技术包括三角网、边角网、三边网、GPS网、导线网、混合网等。GPS测量仪的应用使测量不受地形、环境、温度、气候等因素的影响，并通过控制数据测量布局类型和观测方法。减少测量工作量和工作时间，测量时间、测量选点灵活多样，测量误差小、精度高，测量的范围小，网中基线边短。全部由卫星采集数据，计算通过计算机完成，自动化程度高，使用范围广。
2 近年来发展中存在的问题与发展前景
2.1 存在的问题
近年来，随着我国水利水电行业的迅速发展，技术的发展和创新也存在跟不上行业发展的问题，前期研发资金投入不足限制了技术的开发，先进技术与设备是行业发展的核心，前期投入不足直接影响了行业技术的发展。技术人才是行业发展的关键。水利水电行业是一个体力和脑力消耗较大的行业，现在年轻人缺乏吃苦耐劳的精神，在行业的选择上多愿意选择轻松、收入高的行业，年轻的技术人才不能及时补充，成为行业发展的重要障碍。此外，水利水电测绘技术周期长、技术复杂度高，管理难度大，管理技术薄弱等是限制测量技术发展的因素。
2.2 发展前景
自动化、数字化的发展是目前各个行业发展的主要趋势，测量技术的发展可以充分利用现代设备与技术，积极改革测量方法与设备，实现测量技术的高速发展。它可以进一步发展数字测绘技术和GPS技术，并使用工程控制网络，监控网络和其他技术来自动化和实时数据收集和处理，与GPS技术相结合，提高定位的准确性，促进测绘行业的快速发展。
3 结语
综上所述，测量技术是水利水电工程测量技术的基础，是保证工程质量的有效手段。通过不断更新各种测量技术，提高了测量数据的准确性，并结合先进的GPS技术，提高了自动测量和定位的准确性。并利用先进的设备实现绘图智能化，提高绘图的效率。总之，智能化、科技化、实时化、绿色化、可持续化是未来各个行业发展的主要方向，依靠科技发展，提升行业发展的速度，使用先进的技术设备为水利水电工程测量提供支持，迎合时代发展，增强行业发展信心，为中国经济发展增力。
参考文献
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