数字化成图在水利工程上的应用

数字化成图在水利工程上的应用

李小兵

四川省水利水电勘测设计研究院测绘分院四川610500

摘要：文章以水利工程中数字化成图的应用，分析了数字化测图优缺点以及传统测图，介绍了传统测图，全站仪数字化测图，RTK数字化测图，航空摄影数字化地图几种数字化成图技术，最后探讨了数字化测图的发展和方向，旨在提高数字化成图水平，保证水利工程施工质量。

关键词：数字化成图；水利工程；全站仪数字化测图

伴随当代科学技术的迅猛发展和计算机辅助设施领域数字化技术普及运用，数字化测图技术持续经历了一系列的发展演化过程，使得测图技术领域“图”的概念产生了深刻的变化，现代测图技术已经形成丰厚的内涵构成体系，为我国地质科学和水利科学事业的稳定发展创造了充足的技术支持条件。有鉴于此，本文围绕浅谈数字化测图技术在水利工程测量中的发展及精度分析展开了简要阐释。

1数字化测图的概念

数字化测图技术是以传统的的白纸测图技术为基础，以全站仪设备、计算机及其辅助工具设施，以及其他辅助性外围设备为技术实现工具，借助数字库应用技术以及基本的图形处理方法，共同建构形成的，能够将野外测量活动中获取到的技术数据传入到内业制图技术体系的全动态过程性测图技术系统[1]。在传统白纸测图方法的运用条件下，地面点位在平面图之上的位置标示误差主要由图根点位置的展绘误差程度、地物点位置测定过程中的视距误差程度、地物点测量过程中的方向误差程度、地形图文本中地物点位置标示的刺点误差程度以及清绘误差等因素共用约制。而在数字测图技术的应用背景下，全站仪设备会强制性地完成冷棱镜照准操作，并且实现了对测量获取数据在手簿，或者是全站仪设备内部存储器设备中的自动记录，同时由于展点的位置是由计算机自动形成的，所以数字测图图根点的展绘误差可以忽略不计。而且在数字测图技术的应用背景下，其他技术参数的误差表现状态也远远小于普通经纬测量过程中的误差强度，有效提升了数字测图文本中空间点位标示的精度水平。

2数字化测图的作业方法

2.1传统测图

传统测图方式主要是手工作业，外业测量人工记录，人工绘制地形图，在图上人工量算所需要的坐标、距离和面积等。数字测图则使野外测量自动记录、自动解算处理、自动成图、绘图，并向用图者提供可处理的数字地（形）图，用户可自动提取图数信息，实现了测图过程的自动化[2]。数字测图具有效率高，劳动强度小、错误（读错、记错、展错）几率小，绘得的地形图精确、美观、规范等特点。

2.2全站仪数字化测图

全站仪采集碎部点的过程如下：（1）测站安置仪器。在测站上将仪器进行整平、对中，其具体作法与常规仪器的整平对中工作相同。（2）打开电源。开启电源的方法将开关打开，显示屏显示，所有点阵发亮，几秒后即可进行测量。对各种类型的仪器可参照仪器使用说明书进行操作。（3）设置垂直零点。松开望远镜制动螺旋将望远镜上下转动，当望远镜通过水平线时，将指示出垂直零点，并显示垂直角。（4）仪器参数设置。仪器参数是控制仪器测量状态、显示状态数据改正等功能的变量，在全站仪中一般都可根据测量要求通过键盘进行改变，并且所选取的选择项可保存到下一次改变为止。（5）设置度盘初始值。可先照准定向目标，然后按“0SET”键设置度盘初值为0度。（6）照准待测目标进行水平角和距离测量。在完成测量后全站仪将根据用户的设置在屏幕上显示测量结果。

2.3RTK数字化测图

（1）基准站的选定。基准站的点位应便于安置接收设备和操作，视野应开阔，交通方便。为防止数据链丢失及多路径效应，基准站周围应无GPS信号反射物并远离大功率无线电发射源，且远离高压输电线路。（2）基准站的设置。在已知点上架设好GPS接收机和天线，按要求连接好全部电缆线后，打开接收机，输入基准站的WGS—84系坐标或西安80系坐标、天线高。待指示灯显示发出通讯信号后，通过控制器选择RTK测量方式，启动流动站，流动站即可展开工作[3]。（3）流动站的工作。流动站的技术要求：卫星高度角应大于13°，观测卫星数不少于5颗。每次观测前通过手簿建立项目，对流动站参数进行设置，该参数必须与基准站及电台相匹配，用已知点的平面和大地坐标进行点位校正。接通流动站接收机和电台后，接收机在接到GPS卫星信号的同时，也接到了由数据通讯电台发送来的伪距差分改正数和载波相位测量数据，控制手薄进行实时差分及差分处理，实时得出本站的坐标及高程精度，随时将它的精度和预设精度进行比较，一旦实测精度指标达到预设精度指标，测量人员可根据手薄提示记录，手薄将得到的坐标、高程精度同时记录进行手薄，并终止相站记录进入下一站测量。在地形图测绘中，可不进行图根控制，并在RTK实时动态功能时为全站仪测图测量控制点。（4）点校正。在控制器的主菜单中，选择“测量—测量形式—RTK—测量”，在测量子菜单中选择点校正，然后输入网格点名称，若在当前工作文件中此点不存在，则出现警告提示，按要求输人点的名称、平面坐标和高程。返回测量界面，点校正结束后就可进行野外数据采集。（5）数据点的采集。经校正工作RTK接收机便可以实时得到地形点在当地坐标系下的三维坐标。测量人员根据地形地物地貌的特征点进行数据采集，同时输入特征编码并画草图，以便内业检查成图情况及图件编辑。（6）内业数据处理。采用CASS7.1软件进行成图，将RTK数据下载后，经过软件处理，实现RTK数据和测图软件的数据格式统一，为内业成图做好前期准备，并删除多余点和错误点，展点及根据草图绘制地形图。

2.4航空摄影数字化地图

航空摄影数字化地图主要采用大疆无人机同飞马无人机管家结合进行航空摄影测量，它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像，可作为地图分析背景控制信息，也可从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息，为防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。地形图的修测，复合型数字产品与三维景观图的制作，土地利用详查及动态监测，土地利用数据库建库及更新，国土资源环境动态监测，城市规划设计，GIS系统的背景信息等。

3数字化测图的发展和方向

数字测图的根本目的归结起来大致有三个：一是减轻测绘工作内外业的劳动强度、自动成图、提高测图的精度和速度。二是为工程CAD直接提供高精度的数字图。三是为GIS提供高精度的空间数据。目前在国家没有优选和指导推广哪一种数字化测图系统的情况下，各生产基层单位使用的主要是早期自行研制的或引进后经过改进、提高，并经长期使用为作业人员所习惯和形成了一定生产力的数字测图系统。而新的优质的软件是否能走向市场主要看其宣传推广力度和性能、价格比。数字化测图相对传统的白纸测图的优势以及工程CAD和GIS的兴起对数字地图的要求，将使对数字化测图系统的需求热成为一种趋势，我们相信实用的软件最终会大有市场的。

结束语：

综上所述，数字化成图在水利工程上应用有利于提高测量精度，为后期施工提供保障。通过分析可以明确诸多数字化成图测量技术的优势，但是要想获得完全精准的数字，还需测量人员做好本职工作，分析测量期间容易出现的问题，推动水利工程施工有重要意义。

参考文献：

[1]孙艳丽.大比例尺数字化测图实践教学改革探讨[J].教育教学论坛，2018，（10）：114-115.

[2]李敬章.水利工程测量中数字化测绘技术的应用论述[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（4）：530-530.

[3]常亮.解析图形在水利水电工程水文设计的应用[J].建筑工程技术与设计，2015，（12）：1611-1611.