孙平

(遵义水利水电勘测设计研究院,贵州遵义 563100)

无棱镜测量技术在水利工程中的应用探讨

孙平

(遵义水利水电勘测设计研究院,贵州遵义 563100)

无棱镜的测量技术,多运用于对水利工程横断面和地形图的碎部测量,在水利工程建设过程中运用的比较广泛,特别是应用于悬崖峭壁、危险滑坡体等不利于人员设置棱镜的测量目标时具有非常明显的优势。本文通过对无棱镜技术进行深入的分析,并阐述其对水利工程的施工带来的有利影响,确保水利工程施工效率的提高,使水利工程的运行具有安全性和可靠性。本文重点对无棱镜技术在水利工程应用时起到的作用进行分析,以提高了水利工程测量的准确程度。

无棱镜测量技术 水利工程 应用 探讨

在水利工程应用的过程中,无棱镜技术可以对水利工程的横断面和地形图的碎部进行科学的测量,确保了测量的精度,无棱镜技术应用于水利工程中可以充分体现出其价值,使水利工程在使用过程中有高度的安全性和可靠性,按照通常的测量方法,一般都是采用棱镜的测量为主,以红外光方法为辅的,在一整天可以完成1．5千米的测量,但是,如果在水利工程的测量工作中,能使用无棱镜,则会使测量的流程得到简化,测量的时间缩短,无棱镜技术的使用,使水利工程的测量可以不用再到现场去选择特征点,也不用去放置棱镜,节省了大量的人力和财力。

1 工程中的实际应用

冉渡滩水库是为了解决遵义市务川县南部片区包括县城在内的5个乡镇的城镇、工业、农村人饮和农灌用水以及利用富余水量发电等问题,而正在进行勘测设计,准备新建的一座中型水库。工程总布置包括:水库枢纽布置、输水系统布置、灌区渠系布置；主要建筑物包括:水库枢纽建筑物(有挡水建筑物、泄洪建筑物、取水建筑物、发电引水建筑物、发电厂房及主变场等)、输水工程建筑物(有输水管道、有压隧洞及管桥等)、灌区建筑物(干渠、隧洞、倒虹管等)。该项目各类建筑物较多、路线较长,测量任务繁重,特别是约90Km的渠道带状地形图和纵横断面测量,沿线有很多悬崖峭壁,给测量工作带来较大困难,为此,采用无棱镜技术对这些特殊路段进行测绘,一方面可以减轻测量工作的劳动强度,提高效率降低生产成本,另一方面可以保障测量工作的安全,提高测绘成果的质量。

2 水利工程地形图碎部测量的主要方法

在控制网布置、测量以及平差完成后,碎部测量要考虑有(无)棱镜模式适合的测量对象,通过测前试验:在同时间、同测站、同环境对近百个目标点不少于十次的测量结果精度进行对比分析,根据《数字测绘产品检查验收与质量评定规范(GB、/T18316-2001)》按公式:(式中Xi,Yi及xi,yi分别为有棱镜和无棱镜测量的点位坐标。)进行计算测量点平面中误差,评定地物测量点的平面精度,计算结果符合测量精度要求,可利用该仪器进行本项目控制网的布置及数字地形图的外业碎部测量。同时按

数据处理完成后接着进行数字地形图的绘制。这里可利用CASS诸如地籍测量等强大的功能成图,并把无棱镜测量成果转换成图块,然后利用AUTO CAD插入到已有图形中去,进行更大范围数字图形的合并,从而实现数字图的共享利用(调用、修改编辑、渠道三维数字建模、生成渠道地形图、断面图等)。

3 水利工程横断面测量的主要方法

对渠道的断面进行选择并进行测量的方法主要是在渠道的中心部位用测量工具测量出渠道的长度,从渠道的起始部位开始,每相隔十米,进行横断面桩的标记,如果在间隔部位有重要的水利设备或者渠道具有一定的特殊性时,需要加强横断面的桩号。使用水准仪,从第一控制点的测量部位一直到断面的中桩部位,从而可以准确地测量出不同的中桩的长度,从而绘制成一幅整体的图纸,就可以测量出渠道的横断面的图纸,然后对横断面在进行第二次测量,在对横断面进行测量的时候,通常会使用两种比较常用的方法,第一种叫做实地的测量方法,从水利工程中桩的的横断面开始,测量出两把直尺垂直相交部分的距离和高度差,将高度差整体成数据,然后进行横断面图的绘制,此类方法要求施工人员要能到达横断面的特征点上,在我国几十年前就出现的水利灌区中,经常出现塌方的灾害,水利工程两侧的岸坡不能整齐地进行排列,而且形状也不规则,在对横断面的长度进行测量时会有很多因素影响测量的准确性,因此,这种方法的使用必须要进行多次测量,然后将测量数值取平均值,这样就浪费了大量的时间。第二种方法是采用实地测量与仪器测量结合的方法,在地形比较平坦,地形作用不是特别明显的区域,人们可以运用实地测量的方法,可以增加测量的准确度,在地形相对较为复杂的区域,可以采用仪器测量的方法,仪器测量可以对复杂的边坡进行准确地测量。如果在对水利工程进行测量的时候,发现水利工程的渠道两侧几乎都是石质的岸坡,而且坡度比较陡,一般坡度陡超过了60度,而且坡度的变化是无规律可循的,因为受到复杂地形的影响,在测量过程中就会产生误差,为了能够有效地解决测量中存在的误差问题,可以采用无棱镜测量技术。

4 无棱镜技术应用于水利工程测量的分析

无棱镜技术运用于水利工程中,主要是运用其相位法的原理,其产生的激光宽度不大,可以直接将目标击中,确保了在水利工程测量工作中的精确度,与棱镜技术相比较而言,其具有明显的优势,如果可以确定测量点的部位,就可以通过反射的介质,设备不用在测量点附近安装,只要能够确定测量点,就可以建立三维的坐标。无棱镜技术已经广泛地应用于水利工程中,其具有准确、快速的特点,首先,无棱镜技术的测量精度比较高,无棱镜技术可以运用到不同的范围,在使用过程中覆盖的范围比较广,可以覆盖200米的范围,在使用过程中可以产生红色的激光,其光束的直径比较小,可以直接对目标进行精确的测量。为了能够使无棱镜技术可以更好的运用到水利工程中,一般在技术使用的过程中,使用3R级激光设备,这种激光符合相关标准,其安全性要比通常的2R级激光设备强,3R级激光设别的使用可以使无棱镜技术可以测量更大范围的水利工程,其测量的范围是2R级激光设备的2倍。

5 无棱镜技术的特点以及其对水利工程应用过程的分析

5.1 无棱镜技术的特点分析

无棱镜技术是一项能够测量长距离的设备,并且具有精度高的特点,其功能齐全并且操作流程比较简单,由于无棱镜技术的操作流程是以计算机菜单的形式展现出来,因此,能够自动地对用户所需要的动作完成,用户可以按照自己的需求来设置,实现无棱镜技术的全自动操作。无棱镜技术运用的是多台计算机共同对程序进行承载的工艺,在对水利工程进行测量,对水利工程的站点进行设置的时候,都可以运用计算机的编程技术。无棱镜技术的测量运用的原理是运用相同轴线的可闲激光的相位移动进行测量的,无棱镜可以进行长距离的测量,可以实现对500米大范围的测量。

5.2 无棱镜技术对水利工程的测量过程分析

(1)对渠道的测量分析。无棱镜技术应用于渠道的测量,可以提高测量的准确度,渠道在测量出存在的误差会导致引水流速的问题,会导致渠道内基础过多,严重了会导致水的倒流现象,因此,在测量过程中,应该运用无棱镜技术,提高测量的精度。

(2)对水利工程横断面的测量。测量架要应该进行整平对中的措施,将仪器放置在合适的位置,对测量站进行设置,要将测量位置的坐标进行输入,在设备的启动界面进行设置,将光标移动到测量的部位,用导航进行测量点的选择,将光标移动到相应的位置,按F1进入到操作界面,将后视点的序号输入,在显示器上会显示出输入的定向是否是正确的,如果不准确,可以看出位置的偏差和高差。

6 结语

现在,我国的水利工程数量越来越多,要确保水利工程使用的安全性和可靠性,并且要提高水利工程的工作效率,就要对一些人员无法到达的危险地带进行准确地测量,无棱镜技术的使用可以很好解决测量误差和安全性的问题,因此,对无棱镜测量技术在水利工程中的应用进行探讨是很有必要的,无棱镜技术可以运用到不同的范围,其在使用过程中覆盖的范围比较广,可以根据测量任务的实际情况按照自己的需求来设置,实现无棱镜技术的全自动操作。

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