水利工程测绘中水下测量的设备与测量方式选择探讨

水利工程测绘中水下测量的设备与测量方式选择探讨

孙学强

中国水利水电第十一工程局有限公司 河南省郑州市 461670

摘要：工程测绘也叫工程测量，是指在工程建设过程中，对各种测量工作进行综合的描述。它是工程建设中的一个重要基础，对工程建设的质量有很大的指导意义。随着科技的飞速发展，各种新的测量手段、测量方法在水利领域得到了广泛的应用，极大地促进了水利事业的发展。本文对水利水电测绘中水下测量的方法与装置进行了具体论述。

关键词：水利工程；工程测绘；水下测量

引言

随着社会和经济的发展，国内的基础设施也得到了快速的发展。水利建设是一项具有提高效益功能的重大工程，它能有效地调控地表水体、地下水资源，控制水流、防洪、防洪，满足人民群众的日常生活、生产用水需要。当今社会，科学技术的发展日新月异，各种科技手段在水利建设中得到了广泛的应用。水利工程测绘中的水下测量仪器、测量手段也有了较大的改变，使水利测绘资料更为精确。

1 浅谈水下测量的意义

水下测量是一种特殊的水力测量方法，主要是对水库、港口、河流、湖泊和近岸海域的地形地貌进行精确的测绘，为以后的工程施工提供科学依据。工程勘察是项目建设规划、设计、施工、管理等各个环节的工作，是项目建设能否顺利进行的重要数据依据。

2 水利工程中水下工程测量的原则

在进行水下工程的过程中，要有严格、认真、细致的工作态度，保证测量结果的准确性，严格按照工程的要求，认真地做好相应的测量工作，为工程的发展提供更加准确、全面的参考资料。通过对工程设计、规划、建模等方面的分析，使设计、施工单位和施工单位能对照工程的设计规范和设计要求，及时发现问题，采取针对性的措施，从而灵活选用各种测量仪器、测量手段，从多个角度收集旅游景点的资料，以便于设计者和管理者对项目的实际状况有较好的认识，对项目的设计与建设有较好的指导作用^[1]。

3 水利工程测绘中水下测量的设备与测量方式

当前，我国水利事业已进入数字时代，水下测量手段也有了很大的改变，计量手段和仪器的种类和数量都在逐步增加。GPS-RTK是传统水下测量技术中应用最广泛的一种，并逐步发展为一种测控设备。随着世界上各种先进的测量船舶不断增多，各种仪器和手段也日益丰富，同时，随着测量资料的精确度不断提升，对水下环境、水下地貌的认识也越来越深入，为我国水利建设提供了完整的科学依据。下面是GPS-RTK全球卫星定位系统，探测器和测量船的简短描述。

3.1 GPS-RTK全球卫星定位系统

随着全球卫星定位与数据通讯技术的发展，将GPS与RTK技术相结合，使其在海洋环境中的测量精度得到了显著的提升。目前，水下测量技术已实现了对水下工程三维数据的实时定位，GPS测量资料相对滞后，RTK能实时获取海底地形资料及其它相关资料。由于资料制图技术的飞速发展，大量的大比例尺数字制图技术应运而生，大量的数码制图软件也逐渐出现，提高了海洋测量的准确率。目前，在水利工程水下测量中，采用的测量船、测量仪器和RTK技术相结合，实现对水下环境的测量。为确保测试结果的精确度，在进行测试前，必须对仪器进行全面的性能检验，以确定仪器是否有损伤，并对其进行替换，如有需要，重复进行同样的测试。RTK法在超过5000公尺时，其测量结果不理想，但将RTK技术与COS技术相结合，将会有效地克服RTK技术的局限，从而使RTK技术更为成熟，大大提高了水下测量的覆盖范围，降低了对基站的依赖性。

3.2 测量仪

由于技术的发展，测量仪的种类也越来越多。技术人员要根据实际情况、工作内容，灵活地选用相应的测试设备。目前，在水利水电工程测量中，常用的测量仪器有常规的单频、双频等，各种测量仪各有其优点。常规的单、双频率测试仪在抗腐蚀、防水等方面优于同类产品，因为CPU的性能较高，数据处理能力较强，但是需要自身的电力，主要用于海洋海底环境的测量。该测量仪具有小巧、便于携带、便于操作等优点，但是其测量结果的精度远低于常规的单、双频率测量仪。

3.3 测量船

测量船种类繁多，安全程度也更高，虽不易携带，但比渔船和渡船要安全得多。技术人员应在完成测量任务的情况下驾驶船只，否则容易分散注意力，导致安全事故。由于船舶体积小、使用方便，能够充分保障技术人员的人身安全，但是由于技术上的缺陷，不适合于各种测量环境。

3.4 数字化摄影技术

数码照相技术是一种可靠的数字绘图技术，该系统主要是利用全数字化技术来实现数据和图像的采集。本技术依据测绘对象和有关需求，构建了高精度的数字模型，并充分发挥了三维空间数据采集的优势，实现了水利水电工程的数据采集。利用此技术可以对拟建设工程现场进行土层横断面的测量、变形监测、定线、放线，并能利用数码影像库进行长时间的存储。根据已有的水利工程建设实践，利用数字化技术对工程建设中各个环节进行数据的采集，能够准确地反映工程的施工质量，对改善工程的施工质量有一定的指导意义。

3.5 数字化测绘技术

传统的水利测量方法都是人工进行的，不仅耗时，而且消耗的成本、精力都很大。这对制图人员的职业素养有很高的要求。数字地图技术是基于数字技术的一种测绘技术，它可以分为数字和原始两种。要在地理信息技术与网络技术相结合的基础上，对复杂的水文地质测绘图进行研究。与传统的手工绘图方法相比，该方法既能使绘图过程自动化，又能降低手工绘图工作量，能有效地改善对恶劣环境的适应能力，同时可以增强水文地质成图的层次。在此基础上，重点节点的标注能够有效地减少非专家对水文地质图的解读，从而促进工程施工的质量。

4 优化水利工程测量质量的有效对策

4.1 建立科学的管理制度

水力勘探是水利水电建设的先决条件。建立健全的测绘管理体系，对推进工业信息化管理具有重要意义。在大数据时代，利用综合、完善的数据参数，以及先进的水下测量技术，了数据的综合利用。因此，必须建立健全的水利测绘管理体系，提高水文地质调查的准确性，加大水文资料的采集力度，为水利水电工程的发展提供了科学、全面、可靠的资料支撑^[2]。

4.2 提高测绘技术的应用质量

地理环境、水文、气象等环境要素对测绘结果的精确度有一定的影响，为此，必须采用科学的手段，以提升测绘技术在实际中的应用。首先，在进行测量前，要充分认识被测对象及周边环境的真实状况，以防止测量结果的片面；在测量时，若有较高的光照强度，则采用人工遮蔽，以减少其亮度及反射，避免影响测量精度；若光源亮度太低，则需添加辅助光源，以保证测量精度。若现场风速大，可适当调节仪表的高度，并可通过多次对比，增加个别测量项的数目，以减小误差。同时在进行地面高程测量前，必须做好水准基准工作，防止仪器出现倾斜等问题。

4.3 加大相关仪器的投入

GPS和RTK等先进的测量仪器，不但具有较高的准确度和较好的适应能力，还能极大地提高水利建设的工作效率。但是在进行测量时，应对有关设备进行维护、调试、检修，防止因设备故障而影响测绘结果的准确性。

4.4 数据分析与处理

水利工程的测绘工作，涉及到海量的资料，要根据地理环境、经济特点，对相关资料进行有效的数字化分析与处理，以增强数据的管理水平，为科学应用提供了良好的环境。在水利工程正常施工之前，设计单位要使施工单位正确地传送测量基准，使施工单位能够对工程的水准点、引线进行合理的安排和控制，从而使测绘资料的使用效率达到要求。

4.5 提高测量人员的专业素养

作为水利水电工程技术的第一线实施和应用工作者，其职业素养的高低将直接关系到计量仪器、计量手段的使用效果。由于我国水利事业发展的需要，我国水利事业的规模和难度都在逐步加大。因此要定期对计量人员进行专业培训，及时补充新的专业知识，分享复杂的水文地质环境下的测量实例，从专业技术和经验上提高测量人员的专业素质，确保在实际工作中能够从容满足不同水文地质环境的测绘需求。

5 结束语

随着科技的不断发展，水下测量仪器的种类和手段也日益丰富。由于水下测量是贯穿整个水利工程建设的一项工作，它在水利建设和工程质量中占有举足轻重的地位，因此技术人员必须严格遵循有关规定和规范、硬件设施也要不断地加大投入，唯有如此，才能使水利工程的测绘水平不断提高。

参考文献

[1程浩磊. 浅谈在乐山水利工程测绘中水下测量的设备与测量方式选择[J]. 锋绘, 2020(1):1.

[2]杨梦宁, 韩彪, 张兵,等. 一种水下测量的设备与水下测量方法:.