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谈谈GPS测绘技术在水利工程中推广和应用

收藏本文 2024-02-29 点赞:6670 浏览:21959 作者:网友投稿原创标记本站原创

【摘 要】随着科学技术的不断发展,应用于工程测量领域中的新技术、新方式也层出不穷。包括数字化技术、全球定位技术以及遥感技术等等,经过数十年的努力我国的测绘科技整体水平已经走在世界的前列。本文从现代测绘技术在水利工程中的应用进行了论述。
【关键词】水利工程;测绘技术;GPS;测绘工作
水利工程建设在当今的社会经济发展中有着举足轻重的作用,我国对水利工程建设也极其看重,每年都有许多的水利工程项目。但在一些偏远的地区,高级测量的制约点比较少,在那些地区的水利工程测绘难度很大。但随着新时期GPS全球定位技术的发展和普及,由于它有着实时性、精确性和高效性等优点,也被大范围的运用于水利工程测绘,大大提高了水利工程的效率和工程质量,是当今最为先进的测量策略。多年实践证明,水利工程中GPS测绘新技术不仅为测量提供了新的策略和手段,还革新了工程测绘的定位,且在实践操作中不断的进步与完善。GPS测绘新技术也逐步代替了过去测距、测角、测水的常规地面的定位,而将视野、定位范围大大的扩展了。

1 GPS测绘技术工作原理

GPS定位的工作原理有相对定位原理,绝对定位原理和载波相位的时差分原理,至于水利工程中的GPS测绘主要用的是载波相位时差分原理。载波相位的时差分原理简称为RTK技术,可以时时的制约两个监测站,即流动站和基准站。RTK测绘是将GPS相对定位理论作为依据进行测量的,是将一台接收器安装在基准站,再将另外几台接收器放在移动站上面,采集同步的卫星信号。在进行载波相位测量和接收GPS的信号时,通过卫星的追踪,数据链把观测站坐标和观测值由基准站传到移动站。通过移动站和数据链来接收基准站的数据,还可用GPS制约装置随着对采集到的数据进行处理,进行时差分计算。通过准确的计算,给出待测点的高度、坐标和实测精度,然后对比预设精度与实测精度指标,记录其三维精度及其坐标。在工作时,可以在已知点初始化后再进行动态的作业,并在动态作业中求解整周模糊值。移动站可以随时传递待测点的三维坐标,但要维持4颗以上的卫星观测跟踪。

2 测绘新技术在水利工程中的应用

2.1 GPS在水利工程中的应用

水利工程一般选址于深山沟壑之中,对测量来说,地形复杂,地表植被覆盖较多,通视条件较差,国家制约点稀少,光学仪器制约测量难度较大,利用GPS就能较好地解决这些理由,因为GPS接收机不受地形条件、气候、时间的限制和影响,能够及时准确地完成制约测量和其它定位工作,能大幅度减少或者免做像控点,减少测绘工作量,提高效率。
水利施工测量的根本任务是点位的测设,其基本工作是已知长度、角、高程的测设,施工测量对地形图精度和放样的精度要求较高。因此大中型水利工程都要在施工区域内布设施工制约网,以网内制约点为基础进行由整体到局部的施工放样,使用GPS可以大量减少施工制约网中的中间过渡制约点。在测设水工建筑物中,如果使用已包含有设计建筑物的数字地图,配合全站仪,测设某一点时只需用鼠标点定数字地图上的设计点就能得到该点的三维坐标,然后根据全站仪上的坐标显示,指挥棱镜移动直至坐标显示与设计点一致,就完成了该点的放样。从这一过程不难看出,应用数字地图施工放样,省去了从图纸上量取测设点的坐标等数值的过程既减少了工作量,又避开了产生人为误差。在操作中,数字地图自动完成测设点数值的运算提取,由计算机制约全站仪等仪器,自动完成放样工作。这样的工作方式,具有快速准确和避开人为误差影响,提高放样精度和效率等特点。
传统的水库库容计算一般采用手工计算,主要缺点是工作量大,计算时间长,精度差。而采用数字地图,由于数字地图可加大采集点的密度,能提高图上面积计算的精度,同时还可插绘等高线,增加计算机库容的层次,提高容积计算精度.较手工计算,只需要极少的时间就能计算出高精度的水库容量,供水库实时运转管理使用,实现水库的自动化管理。在大坝的变形监测中,用GPS代替经纬仪,对监测基准点的选点条件大为改善,用经纬仪必须保证基准点和国家制约点及观测点的通视,而GPS不需要点之间的通视条件,故避开了地形条件的影响,显得布点灵活。另一方面,GPS不受气候和时问的限制,可以随时进行观测,在遇到突发事件(如自然灾害)时,可实现实时监测。再者GPS的高精度定位,完全满足大坝监测精度要求。观测数据的自动处理直接给出大坝水平位移和垂直位移等数值,从而便于分析,及时处理。

2.2 GIS技术在水利工程中的应用

在大型的水利水电工程建设方面,遥感技术可以快速经济和客观地为大型水利水电工程选址提供所需要的地理、地质、环境以及人文等各类信息,从而提高工作的效率和质量。GIS是水利水电工程选址、规划乃至设计、施工管理中十分重GPS测绘技术在水利工程中的推广与应用论文资料由论文网www.udooo.com提供,转载请保留地址.要的分析工具,例如移民安置地环境容量调查、调水工程选线及环境影响评价、梯级开发的淹没调查、水库高水位运转的淹没调查、大中型水利工程的环境影响评价、防洪规划、大型水利水电工程抗震安全、河道管理、大型水利水电工程物料贮运管理、蓄滞洪区规划与建设等等。
水管部门通过利用GIS来绘制流域水系分布并把他们链接为数据库同时把每个元素,包括水库,管线节点以及系统附属物等定义。遥感是最重要的水资源监测手段之一,GIS则是重要的管理平台。通过遥感手段采集水资源数据,GIS技术进行分析可以监测水资源的污染程度。例如利用TM图像确定水生物(藻类)赤潮的范围等。另外利用卫星遥感信息监测河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积,可预测河道变化河道发展趋势。

2.3 “三S”技术在水利工程中的应用

RS遥感技术GPS技术与GIS的结合使测绘功能更加强大。通过卫星遥感技术监测流域内情况,结合GIS数据库形成实时监控系统,地理信息系统可以通过历史资料和有效的数字模型对区域内水资源数量、质量、供需预测分析、水土保持等方面进行及时的地质山洪灾害监测、预报和推测。
“三S”技术集成为水资源普查流域规划提供科学依据水资源普查、流域规划是水利建设的前提,它不仅提供流域地表及其环境的几何信息,而且能给出空间位置,根据需要建立水利建设地理信息系统,对水利建设所需的各种数据进行系统的输入分析和处理,从而得到当地水资源的详尽资料在此基础上建设者和决策者可进行较为科学的更具有指导作用的流域规划。

3 水利工程中GPS测绘技术的发展前景

随着我国科技和经济的高速发展,水利工程的测绘设计,硬件设施和软件技术都得到了长足的进步,伴随着机遇与挑战,迎来了水利工程建设的新时期。水利工程的测绘必须更加严谨,对硬件设施的要求变得更高,软件也要求提供数字化测绘技术的支持。在当前的技术条件下,GPS技术中的RTK技术是测绘技术的主流,在水利工程建设中有着广l淘的前景。现在GPS测绘技术主要在施工中为渠道,闸门,堤坝建立制约网,这只是GPS测绘技术在水利工程中应用的一小部分,在未来的发展中,相信RTK技术在实践应用中会不断的发展,得到更加广泛的推广。
总之,GPS技术作为现代工程测量中最先进的技术之一,以它的高效率、高精度、全天侯、无需通视、自动化程度高等特点,已经在工程实践中得到了广泛的应用。和其他领域的工程建设一样,水利工程建设也需要测绘先行,把先进的GPS技术应用于水利工程测量中,已经成为一个测绘单位所应具备的实力,也是使单位在市场竞争中立于不败之地的法宝。
【参考文献】
[1]胡义锁.水利水电测绘中的GPS分析应用[J].中华民居勘查与测绘,2012(10).
[2]熊瑶.新时期下水利工程中GPS测绘新技术的发展及作用研究[J].中国科技博览,2011(3).
[责任编辑:刘帅]

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