关于水库地形图测绘中多种技术方法的应用实例

发表时间:2020/7/24   来源:《建筑实践》2020年3月第7期   作者:刘烨
[导读] 在建设水库之前,需要绘制出水下的地形图,然而在绘制过程当
       【摘 要】在建设水库之前,需要绘制出水下的地形图,然而在绘制过程当中经常会出现许多问题从而影响水库的建设进度。本文以某项工程为例,对利用到的技术进行分析并且提出控制的方法以及策略,希望可以为建设者提供一些参考资料,在建设工程项目之前必须要考虑到当地的实际情况,如此才能将水库建设的更好。
        【关键词】水库地形图;测绘;多种技术方法

        一般来说水库的建设完成后的使用情况很容易受到水下环境条件的影响。鉴于此,建议施工者采用GPS以及RTK技术完成水下地形图的绘制,以了解在建设过程当中可能出现的问题,方便及时对建设方案进行调整。但是这两种技术在实际运用的过程当中,其作用并没有被真正的发挥出来。因此施工者应当根据实际的施工情况,正确使用这两种技术,以提高水下地形图信息的准确性。
        1、工程简介
        南安山水库位于石阡县伍德镇团结村所在地,隶属铜仁市。工程区位于五德镇东南部,距伍德乡政府3.0 km,距石阡县城33 km。工程区左岸有团结村乡至伍德镇,接伍德镇至客楼镇县道,同时接伍德镇至铜仁市省道,交通较为方便。实际施工建设过程,因水库处在石阡河水系一级支流烂沟河上,大幅增加了水库工程各部分结构质量效果控制的难度。为此,工程建设者应将现有的科学技术成果充分利用起来,即采用GPS-RTK技术对水下地形图进行测绘,以此来改善水库工程建设测量工作开展的技术环境。
        2水下应用GPS以及RTK技术的优点及条件
        2.1技术方面的优势
        总的来说在水下通过这两种技术来完成测绘制图主要有两方面的优势,其一,水下绘图过程中运用RTK技术可以提高工作效率。在运用这种技术时,可以使业内外的界线变得模糊,能够在一定程度上减少需要测量的流程,达到一体化作业的目的。这就意味着只需一人就可以完成水下测绘的所有工作,其优点在于不仅减少了人力资源的投入,同时还提高了工作的效率,促进了技术行业的发展历程。其二,测绘数据的精准度有了明显的提升。经过研究发现,RTK技术运用过程中不仅放大了测绘比例,同时还够满足高精准的要求。除此之外,在测量过程当中误差均以一种较为均匀的状态分布,误差积累的情况不会出现,而且只要将误差积累,就可以实现RTK基本的工作目的,而且只要能够达到RTK正常工作的条件,在一定的工作范围当中,RTK可以将平均精度以及高程精度维持在厘米的状态。
        2.2技术应用的条件
        运用RTK在水下完成测绘工作会受到一定的限制,会对测量工作的结果产生一定的影响。主要是因为在对系统进行操作的过程当中,GPS内部接收机以及卫星路径上物体都会影响其操作质量。例如,高楼大厦,街边的商铺,这些因素都会对卫星信号形成屏蔽。所以,一般情况下,GPS无法在室内起到有效的作用,同样,GPS也不能在隧道以及水下使用。而且在林木茂密以及险峻的地势当中,很难接收到信号。由于南安山水库坝址处在左岸靠近河床的地势陡峭地区,右岸是梯形耕地,通过认真分析和充分讨论,决定对于接受卫星信号较好的山坡和平坦地区采用RTK进行碎部测量,剩余地区采用全站仪进行碎部测量;全站仪所需图根控制点采用RTK进行测定。测图方式采用野外数字化测图,使用一套南方S86(1+2)动态GPS接收机、一台徕卡TS02全站仪进行外业采集,应用南方公司CASS7.1地形地籍软件成图,地形不进行分幅,坝区地形图等高距为1 m,库区地形图等高距为2 m。
        3水下测绘中GPS以及RTK的使用策略
        3.1了解技术工作原理
        GPS系统,总的来说就是通过卫星的高速运转,将已经知道的位置信息作为起算数据。

这也就意味着,该项技术可以快速定位,而且定位的结果非常的精准。例如,在测量动态环境以及静态环境时,会受到外部因素的影响,从而导致测量结果出现误差。因此想要获得精准的数据,就要运用到RTK技术,这种技术主要原理是是通过载波相位观测来达到定位测量的目的,经此技术的运用后,水库水下地形图的测绘流动站与基准站应同时保持4颗以上的卫星跟踪。如此,就可将获取的观测数据信息与已知信息且一并通过基准站的数据量传递给流动站。对于信息数据的处理,GPS观测数据就可与链接的数据组成差分方程。值得注意的是,在运动求解的过程中,无需处理整个运动过程,仅取模糊的起始位置值。为控制观测点的三维坐标数据与精度,应输入坐标转换参数,为水库水下环境的地形图绘制提供重要依据。此外,RTK测量技术的还能以全天候作业的状态作用于实践,且不要求基准站、移动站间光学通视,只要求满足“电磁波通视”。鉴于此,和以往的测量技术进行比较会发现,RTK技术的运用受到外在因素如天气,季节的影响较小。有些地区很难通过传统的技术进行测量,就可以使用RTK进行测量,例如,可以用于水库水下环境的测量。因此只要工作条件满足RTK的要求,它就能够实现精准定位。现阶段,运用RTK技术的设备一律使用中文,因此工作人员只要通过简单的操作就可时熟练的运用该设备。如此,工作期间与其他设备之间的通信显得更加方便,从而提升了工作的效率,同时制图质量也得到了极大的提升。
        3.2运用GPS差分定位技术
        运用GPS差分定位技术后,能够实现快速精确的获取探测仪的三维坐标目标,适用于较大的测绘工程。本工程采用的GPS差分定位技术,能够将初始化的稳定性与可靠性作为基础,实现了流动站与基准发射台间的数据传输系统构建。在此系统背景下,数据传输能够以高质量的状态作用于水库水下地形图的测绘工作。这里的高质量是指,相对减少计算时间,有效提升工作效率等。此外,在进行RTP作业时,基准站的安装应设置在电台信号佳、无遮掩以及地势高的位置。而且,具体的安装作业,应具备精确坐标的已知点,进而保证GPS差分定位技术运用的安全可靠性。
        3.3回声探测仪
        目前,可供选择的测量水深仪器设备包括:有机载激光测深系统、回声测探仪以及多波束测探义等。本水库工程水下环境的地形图测绘主要运用了回声测探仪,其主要利用声波的时间间隔,根据水面往返水底的时间来计算出声音在传播速度中出水深。此外,由于回声探测仪的内部零件是由控制仪与换能器组成,因此,控制仪的主要作用为:指挥换能器,能够在一定时间范围内产生电脉冲。而电脉冲又能通过放大作用将其传递回控制仪,进而完成数据信息的记录。如此,通过接收脉冲为止到发生脉冲之间的时间,就可确定水库水下环境的深度情况。工程建设人员就可根据此数据信息进行施工调整,以保证工程项目的建设使用能够达到预期效果,进而促进所处地区的现代化经济建设快速稳定发展。
        4结语
        综上所言,利用GPS以及RTK技术可以有效的完成水下地形图的绘制工作,但是必须根据实际情况合理的进行运用,否则不但没有发挥其本身的作用,反而会影响到建设的进度。随着技术的不断发展进步,这两项技术将会在更多的领域得到应用,为建设发展提供更多的帮助。
       
        参考文献
        [1]赵红.数字化成图在水库库区地形图测绘中的应用[J].现代测绘,2004(01):31-33.
        [2]宋建华,杨胜强.浅谈病险水库工程地形图测绘及其应用[C]//贵州省岩石力学与工程学会学术年会.2009.
        [3]石绍忠.GPS RTK技术在水库水下地形测绘中的应用探究[J].建材与装饰,2019.
       
       
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