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

伊廷雪     ,杨旭'

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摘要：伴随着科学技术的不断进步和发展，水下测量的仪器和方法也变得更加多种多样。因为水下测量工作是一项贯穿整个水利事业的过程，它对水利事业的建设和工程的质量起到了十分关键的影响，因此，技术人员必须要按照有关规定，科学地选用测量仪器和方法，以确保测量结果的正确性。

关键词：水利工程；水下测量；设备；测量方式

1水下测量

水下地形测量（underwater topographicsurv-ey）指的是在工程测量中的一种特殊测量，它测量江河、湖泊、水库、港湾和海上海底点的平面位置和高程，并以此来制作海底地形图的测绘工作。其中，水下地貌的测量工作主要有：水深测量、水深观测和水深测量，水深测量和水深绘制，水深定位的技术有：剖面索法，经纬仪或扁平仪前端交会法，六分仪背面交会法，全站式极点坐标法，无线电定位法，水下声学定位法，差分 GPS定位法等。利用测深杆、测深锤、回声测深仪等仪器对水深进行测定，利用测深法和实测的水面数据推算出底部的高度，最终以等深线（即等高线）来表达底部的地貌状态。

2水利工程测绘中水下测量的设备与测量方式

2.1PS-RTK全球卫星定位系统

在 GNSS定位技术和数据通讯技术不断发展的今天， GPS和 RTK技术被有机地结合在一起，极大地提高了水中测量工作的精度，现在的水中测量可以对水中的工程进行实时的三维成果定位[4]。GPS测量资料需要一定的时效性，而 RTK可以提供精确的海底地形和其他相关的资料。伴随着数据绘制技术的持续发展，大量具有大比例尺地图的数字绘制方法被开发了出来，同时也涌现出了许多出色的数字成图软件，从而提高了水下测量数据的精度。目前，在水利工程的水中测量工作中，最常用的测量方法是将测量船、测量仪和 RTK技术相结合，对水中环境进行测量。与常规的测量方法相比， RTK技术能够得到更精确的测量数据，然而，它的测量结果受到了设备的很大的影响，为了确保测量结果的精度，需要在测量工作之前，对仪器的各项功能进行彻底的检测，确保测量仪器没有损坏，并且要对老化的仪器进行及时的替换，并在必要的情况下，对同样的数据进行多次的验证。RTK技术在5000米以上的环境中无法实现良好的测量，而 CORS和 RTK技术的有机融合，可以有效地改善 RTK技术的缺陷，使得 RTK技术更为完善，从而大大增加了水中的测量距离，降低了对基站的依赖性。

2.2测量仪

由于测试技术的日趋完善，测试设备的类型也越来越多，因此，在测试过程中，必须结合实际情况、工作要求，灵活选用相应的测试设备。在当前水利工程测绘的水下测量工作中，比较常用的测量仪包括了传统单频测量仪、双频测量仪和便携式测量仪等，各种类型的测量仪都有着自己的优点。普通的单频和双频测量仪拥有更好的抗腐蚀性能，它的防水性能也要优于其他类似的产品。此外，因为有着更高的 CPU，所以它对数据的处理能力也会更强大。不过，它需要自己准备供电，所以一般都会被使用在比较深的海底环境中。便携式测量仪体积小，便于携带，自带电源，方便快捷，但其获得的测量数据没有传统的单频或双频测量仪获得的准确。

2.3测量船

目前有多种类型的船舶，如：捕鱼、渡轮、气垫船、无人驾驶的智能探测船等。在测量工作开始之前，无论是渔船还是摆渡船，都会提前征用本地的船只，因此它们的方便程度比不上气垫船和智能无人测量船，不过，本地的渔民和水手通常对测量环境有着较高的认识，他们可以凭借自己的经验更好地控制住船只的前进方向，因此，他们的安全也会更高。气垫船具有很高的便携性，可以为进行测量工作提供便利，但是它的安全性比渔船和渡船要差，技术人员在承担测量任务的同时，还需要对船舶进行操纵，这样很可能会因为注意力分散而导致安全事故，因此不推荐采用它。由于其体积小、操作简便、能够有效保障技师的人身安全，而现有的智能无人探测船仍存在着技术上的缺陷，无法满足各种探测条件。

2.4数字化摄影技术

数字化摄影技术是以完全数字测量技术为基础，通过对数据图像的直接收集来实现对数字线条绘制精度的一种有效途径。通过对测量对象及相应需求的分析，构建高精度的数字建模方法，充分发挥多维度的空间信息获取的优点，实现水利水电项目所需要的水文环境信息的获取。伴随着全数字摄影技术的持续发展，这一技术在水利工程测绘中得到了越来越多的运用。利用这一技术，可以对工程拟建设地点的土层横纵面断面情况、变形监测情况、定线和放样情况等展开快速测量，还可以利用数字影像数据库对数字化照片进行长期存储。

2.5数字化测绘技术

在水利水电领域，传统的测量与绘制都是依靠手工进行，耗费了很长的时间、精力，对绘图者的职业素质有很高的要求，而且工作量很大。数字测绘技术的具体应用原则是以信息技术和网络技术为基础，以此为基础，对复杂水文地质测绘图展开绘制。与传统的手工测量技术进行比较，它不但可以实现自动的作业，降低了手工制图的工作量，还可以有效地提升测量工作对恶劣自然环境的适应性，避免由手工采集数据带来的数据错误，从而提升了测绘结果的精度。

3优化水利工程测量质量的有效对策

3.1建立科学的管理制度

目前，我国水利水电工程测量的评估方法尚不明确，亟待与技术相结合加以改进。在水利工程施工过程中，水下测量是必不可少的先决条件，只有确保了测量结果的精度，才可以为建设单位提供一个完整的水文条件参数，让他们可以以此为基础，来设计水利工程的结构、施工方案，确保工程与当地水文环境的适应能力，从而提升水利工程的施工品质和服务寿命。除此之外，健全的测绘管理系统可以帮助推进数字化管理方法在产业中的应用。在大数据的时代背景下，应用全面、完善的数据参数，与先进的水下测量技术相结合，让工作人员可以应用有关的设备来完成数据的集成，从而将测量技术的应用价值最大程度地发挥出来。 

3.2提高测量人员的专业素养

测量者是水利工程测绘技术的第一线实施和应用的工作人员，他们的职业素质会对测量设备和测量方法的应用品质产生直接的影响。随着社会发展的需要，我国的水利工程建设规模越来越大，工程建设的难度也越来越大，因此，在进行工程结构和建设方式的设计之前，必须要对工程建设的周围的水文地质条件进行详细的调查，从而获得精确的工程绘制成果，从而为后续的工程建设奠定基础。所以，测量人员需要主动学习并提升自己的业务能力，要时刻注意新的测量技术和测量装备的发展，同时，第三方测量机构还应该对测量人员进行定期的专业训练，并及时为他们提供新的专业知识，与他们共享在复杂的水文地质环境中的测量实例，从技术和经验两个角度来提升他们的职业素质，确保他们能够在现实工作中，轻松地应付各种水文地质环境下的测绘工作需要。

结语

综上所述，对于水利工程而言，在施工过程中，所要进行的测量工作有：水下测量、地形测量、变形测量、施工测量、控制测量和竣工测量等，而这些测量工作都是工程能够成功施工的保证。伴随着科技的进步，各种新型仪器和测量方法在水利水电项目的测量中得到了广泛的运用，大大提高了水利水电项目的测量工作的效率和精度，从而使中国水利水电项目的施工质量得到了显著的提高。

参考文献

[1]庄培泳.RTK与数字测深集成技术在水下测量中的应用[J].陕西水利,2019(07):143-145.

[2]陈璞然.多波束测深系统在1∶2000水下测量中的应用分析[J].北京测绘,2018,32(05):583-585.

[3]吴文祥,孙昊月.水利水电工程的测量技术分析[J].工程技术研究,2017(10):45+47.

[4]李冬韩.简析水利水电工程规划设计阶段测量[J].河南水利与南水北调,2015(04):28-29.

[5]古小健.差分GPS的测量精度及其在水下测量中的应用[J].河南水利与南水北调,2015(02):39-40.