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現代測量儀器的發展
由于只要一次安置,儀器便可以完成在該測站上所有的測量工作,具有自動記錄,運算功能,測量作業效率高。后來出現了自動目標識別全站儀,它可以自動跟蹤反射器并實時得到三維坐標,通過軟件和設計值比較,控制施工放樣過程。全站儀已廣泛用于到水利工程地形圖測繪,施工放樣及變形監測領域。
GPS全球定位系統(GPS)是借助分布在空中的多個GPS衛星確定地面點位置的一種新型定位系統。GPS定位具有全天候、高精度、定位速度快、布點靈活和操作方便等特點。因此,GPS技術在測量學、導航學及其相關學科領域獲得了極其廣泛的應用。GPS的出現,解決了傳統測繪中的點位通視問題,實現了設站自由的作業模式。
超站儀將全站儀和GPS集成一體,就形成了超站儀。超站儀兼備了GPS和全站儀的各自優點,測站點坐標可由GPS獲得,無須布設控制網,減少中間環節,提高測量效率,控制測量由GPS承擔,無須通視,不受地形限制,碎部測量由全站儀來完成,特別適合云南復雜地形條件。它克服了目前國內外普通使用的全站儀、GPS、RTK技術的眾多缺陷,改變了工程測量的傳統作業模式,實現了控制測量、碎部測量和施工放樣的一體化和無縫銜接作業。
3S技術在云南水利行業中廣泛地應用于調查、監測、管理、評估等方面。具體地應用在高原地形水利工程控制測量,地形測繪,施工放樣,水資源調查、水環境評估、防洪防汛、水土保持、河口演變、水利工程選址、水庫移民,大壩變形觀測等方面的工作。
控制測量云南水利工程一般選在地形復雜的深山溝壑處。地表植被覆蓋多,通視條件差,國家控制點又少,利用光學儀器進行控制測量難度較大。GPS就能較好地解決這些問題,它不受地形條件、氣候、時間的限制和影響,能夠及時準確地完成控制測量和其它定位工作,大幅度減少甚至免做像控點,減少了測繪工作量,大大提高了工作效率。
遙感(RS)技術應用水利工程測圖云南高原自然環境條件十分惡劣、地質條件復雜、各種資料十分缺乏的特點,采用常規的測繪地形圖手段將耗費大量的人力、物力和財力,遙感(RS)技術由于大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優勢,得到快速的普及,多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取,為云南水利工程測量領域的基本地形圖、以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法。
點位測設在水工建筑物點位測設時,可在包含設計建筑物的數字地形圖上直接得到設計點的三維坐標,然后將三維坐標輸入全站儀,配合棱鏡移動,就可完成該點的放樣;或者直接利用移動動態GPS進行實時放樣。即省去了從圖紙上量取測設點的坐標的過程、減少了工作量,又避免了人為誤差、提高了放樣精度和效率。
計算水庫庫容傳統的水庫庫容一般采用手工計算,不僅工作量大、計算時間長,而且精度較差。如今數字化測圖的普及,可增加計算點的數量,加快圖上淹沒面積計算速度,而用坐標法計算面積可提升面積精度,就能快速高精度的計算出水庫容量,實現水庫的自動化管理。
瀾滄江梯級電站變形監測在云南瀾滄江梯級開發4個大水電站,為保證大壩安全運營。都要對大壩進行變形觀測,而云南地形起伏較大,山腳與山頂的高差常達1000米至2000米,用常規儀器是不可行的,GPS布點靈活方便,不受氣候和時間的限制,可以實時監測,全天候觀測,布點不受通視條件影響,觀測數據及結果可實時獲得,能進行在線監測,及時處理各種險情,分析大壩設計、施工、管理存在的問題,總結經驗,合理、科學開發水利資源,造福社會。
3S技術在瀾滄江流域的綜合應用
3S技術就像一座多功能水庫,對信息起著集中、調節和凈化的作用,它兼容并蓄各種來源的信息,按地理空間坐標進行數據管理、查詢和檢索,通過地學分析、空間分析、相關分析、模擬和預測等手段進行科學加工與決策,提供多層次和多功能的信息服務。因此3S技術在瀾滄江水利資源綜合開發中起著至關重要的作用。3S技術運用于瀾滄江災情評估系統,實時評估瀾滄江流域洪澇干旱災害涉及的耕地及居民地面積、受災人口和受淹房屋間數;實時監控大面積泥石流、滑坡等山地災害的影響范圍。3S技術在瀾滄江流域水土保持中的的應用,從遙感圖片上,可判斷大范圍土壤侵蝕情況,侵蝕強度評估、侵蝕量的計算、流域泥沙輸移,沿岸水土保持措施效益分析,及沿岸土壤侵蝕過程的模擬與預測,河道水土流失情況,河道治理措施的規劃設計。3S技術在瀾滄江糯扎渡水電站工程選址、規劃、乃至設計,施工管理中十分重要的工具,例如糯扎渡水電站移民安置地環境容量調查,渠道選線及環境影響評價、梯級開發的淹沒調查、水庫高水位運行的淹沒調查,電站工程的環境影響砰價,防洪規劃,糯扎渡水電站工程抗震、河道管理、電站工程建筑材料貯運管理,蓄滯洪區規劃與建設等等。因此,3S技術已經成為瀾滄江流域防洪減速災、水資源管理、水環境保護和水土保持的重要手段和技術支撐,是提高瀾滄江流域水利工程建設與運行管理效能、水利工程管理工作效率和決策水平的重要手段。
結語
在由傳統水利向現代化水利轉變過程中,現代測繪技術將以其獨具特色的空間信息采集、處理、分析和服務功能,建設一個多方位、多尺度的靜動態的輔助決策平臺,將會更進一步推動云南全省水利事業的發展。GPS、GIS技術將緊密結合工項目,在勘測、設計、施工管理一體化方面發揮重大作用。對于推進云南水利信息化建設、加快實現云南水利現代化,具有重大的現實意義和深遠的歷史意義。
作者:龔振文單位:云南農業大學水利水電與建筑學院