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现代测量仪器的发展
由于只要一次安置,仪器便可以完成在该测站上所有的测量工作,具有自动记录,运算功能,测量作业效率高。后来出现了自动目标识别全站仪,它可以自动跟踪反射器并实时得到三维坐标,通过软件和设计值比较,控制施工放样过程。全站仪已广泛用于到水利工程地形图测绘,施工放样及变形监测领域。
GPS全球定位系统(GPS)是借助分布在空中的多个GPS卫星确定地面点位置的一种新型定位系统。GPS定位具有全天候、高精度、定位速度快、布点灵活和操作方便等特点。因此,GPS技术在测量学、导航学及其相关学科领域获得了极其广泛的应用。GPS的出现,解决了传统测绘中的点位通视问题,实现了设站自由的作业模式。
超站仪将全站仪和GPS集成一体,就形成了超站仪。超站仪兼备了GPS和全站仪的各自优点,测站点坐标可由GPS获得,无须布设控制网,减少中间环节,提高测量效率,控制测量由GPS承担,无须通视,不受地形限制,碎部测量由全站仪来完成,特别适合云南复杂地形条件。它克服了目前国内外普通使用的全站仪、GPS、RTK技术的众多缺陷,改变了工程测量的传统作业模式,实现了控制测量、碎部测量和施工放样的一体化和无缝衔接作业。
3S技术在云南水利行业中广泛地应用于调查、监测、管理、评估等方面。具体地应用在高原地形水利工程控制测量,地形测绘,施工放样,水资源调查、水环境评估、防洪防汛、水土保持、河口演变、水利工程选址、水库移民,大坝变形观测等方面的工作。
控制测量云南水利工程一般选在地形复杂的深山沟壑处。地表植被覆盖多,通视条件差,国家控制点又少,利用光学仪器进行控制测量难度较大。GPS就能较好地解决这些问题,它不受地形条件、气候、时间的限制和影响,能够及时准确地完成控制测量和其它定位工作,大幅度减少甚至免做像控点,减少了测绘工作量,大大提高了工作效率。
遥感(RS)技术应用水利工程测图云南高原自然环境条件十分恶劣、地质条件复杂、各种资料十分缺乏的特点,采用常规的测绘地形图手段将耗费大量的人力、物力和财力,遥感(RS)技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,得到快速的普及,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为云南水利工程测量领域的基本地形图、以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法。
点位测设在水工建筑物点位测设时,可在包含设计建筑物的数字地形图上直接得到设计点的三维坐标,然后将三维坐标输入全站仪,配合棱镜移动,就可完成该点的放样;或者直接利用移动动态GPS进行实时放样。即省去了从图纸上量取测设点的坐标的过程、减少了工作量,又避免了人为误差、提高了放样精度和效率。
计算水库库容传统的水库库容一般采用手工计算,不仅工作量大、计算时间长,而且精度较差。如今数字化测图的普及,可增加计算点的数量,加快图上淹没面积计算速度,而用坐标法计算面积可提升面积精度,就能快速高精度的计算出水库容量,实现水库的自动化管理。
澜沧江梯级电站变形监测在云南澜沧江梯级开发4个大水电站,为保证大坝安全运营。都要对大坝进行变形观测,而云南地形起伏较大,山脚与山顶的高差常达1000米至2000米,用常规仪器是不可行的,GPS布点灵活方便,不受气候和时间的限制,可以实时监测,全天候观测,布点不受通视条件影响,观测数据及结果可实时获得,能进行在线监测,及时处理各种险情,分析大坝设计、施工、管理存在的问题,总结经验,合理、科学开发水利资源,造福社会。
3S技术在澜沧江流域的综合应用
3S技术就像一座多功能水库,对信息起着集中、调节和净化的作用,它兼容并蓄各种来源的信息,按地理空间坐标进行数据管理、查询和检索,通过地学分析、空间分析、相关分析、模拟和预测等手段进行科学加工与决策,提供多层次和多功能的信息服务。因此3S技术在澜沧江水利资源综合开发中起着至关重要的作用。3S技术运用于澜沧江灾情评估系统,实时评估澜沧江流域洪涝干旱灾害涉及的耕地及居民地面积、受灾人口和受淹房屋间数;实时监控大面积泥石流、滑坡等山地灾害的影响范围。3S技术在澜沧江流域水土保持中的的应用,从遥感图片上,可判断大范围土壤侵蚀情况,侵蚀强度评估、侵蚀量的计算、流域泥沙输移,沿岸水土保持措施效益分析,及沿岸土壤侵蚀过程的模拟与预测,河道水土流失情况,河道治理措施的规划设计。3S技术在澜沧江糯扎渡水电站工程选址、规划、乃至设计,施工管理中十分重要的工具,例如糯扎渡水电站移民安置地环境容量调查,渠道选线及环境影响评价、梯级开发的淹没调查、水库高水位运行的淹没调查,电站工程的环境影响砰价,防洪规划,糯扎渡水电站工程抗震、河道管理、电站工程建筑材料贮运管理,蓄滞洪区规划与建设等等。因此,3S技术已经成为澜沧江流域防洪减速灾、水资源管理、水环境保护和水土保持的重要手段和技术支撑,是提高澜沧江流域水利工程建设与运行管理效能、水利工程管理工作效率和决策水平的重要手段。
结语
在由传统水利向现代化水利转变过程中,现代测绘技术将以其独具特色的空间信息采集、处理、分析和服务功能,建设一个多方位、多尺度的静动态的辅助决策平台,将会更进一步推动云南全省水利事业的发展。GPS、GIS技术将紧密结合工项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。对于推进云南水利信息化建设、加快实现云南水利现代化,具有重大的现实意义和深远的历史意义。
作者:龚振文单位:云南农业大学水利水电与建筑学院