数字化测绘技术在大型水利工程中的应用研究
王蓬
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王蓬,. 数字化测绘技术在大型水利工程中的应用研究[J]. 测绘科学与技术,2025.2. DOI:10.12721/ccn.2025.157442.
摘要: 在我国,随着现代社会建设的步伐的加快,我国对基础设施建设力度逐渐加大,大型水利工程建设数量也有了大幅度提升。在大型水利工程建设过程中,测绘工作至关重要。本文主要介绍了现代数字化测绘新技术及其在大型水利工程测量方面的应用。
关键词: 数字化测绘技术;大型水利工程;应用
DOI:10.12721/ccn.2025.157442
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引言:随着数字化水平的不断提高,数字化测绘技术被广泛应用,其具有自动化高、存储方便安全、精确度高、效率高等特点。当前,常规测绘方法的测量效率不高,且无法保证其测量精度,而数字化测绘在保障测量精度的同时,还可提高测绘效率,近年来,许多专家学者针对数字化测绘开展相关研究。

1数字化测绘技术的定义和特点

数字化测绘技术是指利用现代数码图像获取和处理的方法,将实际的地理转化为数字化的地理信息数据。其通过激光扫描、摄影测量、遥感技术等手段,采集地表的几何形状、纹理、颜色等数据信息,然后将这些数据以数字化的形式存储、处理和展示。数字化测绘技术借助先进的测量设备和算法,能够实现对地表数据的快速、准确地采集和处理。相比传统的测绘方法,数字化测绘技术具有更高的精度和及测量效率。数字化测绘技术能够获取地球表面的三维信息,包括地表的高程、坡度、曲率等几何属性。通过生成精确的三维模型,可以更全面地描述地物的形态和空间关系。数字化测绘技术能够整合多种数据源(如航空影像、卫星影像、地面测量数据)等,进行综合分析和处理,这种数据融合能够提高数据的准确性和可信度,为决策者提供更全面的信息支持。

2数字化测绘的优势分析

2.1测图精度高

数字化测绘有较高的测图精度,这是其优势所在。从其技术特点来看,在复杂的大型水利工程测量环境中,采用新型的测绘技术,依托数字化的手段可确保图像的清晰度,提高测绘的精准性,借此保障项目安全性。结合现实经验可知,数字化测图技术与大型水利工程测量的深度融合,不仅保障了大型水利工程图的质量,同时也提升了测量的工作效率。值得强调的是,数字化生成技术运用复杂,不论是输入还是输出,均需依靠编制好的程序,使用计算机来完成。研究表明,合成的报告可达到高精确度的要求。数字化测绘的失误率低,传统大型水利工程测量数据在经过多次转换后,难免会有误差,而在新的技术保障下,误差的概率极低,同时还可突破视距型误差等问题,可高效提升外业测量精度,技术应用安全可靠。

2.2测绘过程效率高

由于以前多用人工测量,工作时间长,人工计算结果,效率很低,而数字化测量利用计算机辅助系统进行测量、存储和分析处理生成数据及图形,大大缩短了工作时间,提高了工作效率。

3数字化测绘技术在大型水利工程中的应用

3.1激光三角测量

激光三角测量是一种基于三点定位的测量方法,通过将三个已知距离和角度计算出一个未知距离来实现。该方法具有精度高、操作简单、快速准确的特点,因此被广泛用于建筑、地质勘探、航空航天等领域中。激光三角测量的基础是三角测量法,即利用两个已知角和一条已知直线之间的关系进行测量。在激光三角测量中,我们需要使用一台激光器发射束,并将其反射回来形成三角形。通过对这三个射线的角度和长度进行测量,我们可以得到一个未知距离。在实际应用过程中,激光三角测量需要注意以下几点:首先,选择合适的激光器类型和功率大小,以保证测量结果的精确度;其次,要确保测量环境稳定,避免受到外界干扰的影响;最后,对于不同的测量目的,可以选择不同的测量方式和算法,以达到最佳的效果。总之,激光三角测量是一种高效率、精准度高等的测量方法,可以为工程测量提供有力的支持。

3.2 GPS-RTK测绘技术

GPS-RTK测绘系统即全球定位系统技术(GPS)和实时差分定位技术(RTK)有机结合,对土地工程进行实时精确测绘的一项技术。RTK通过基站以载波相位为传播介质将观测信息现场计算分析,传送给流动信息处理站,流动信息处理站同时接收GPS数据,将二者数据汇总分析,确定测绘目标的三维坐标定位,精确可达到厘米级甚至毫米级。使用该测绘技术最突出的优点是定位精确度高,可以实时修正数据,完成实时动态测量,提高测绘质量。

3.3数字摄影测量技术

数字摄影测量是一种利用数字相机进行测量的技术,其结合了航空摄影测量和地面摄影测量的特点,可以快速、精确地获取三维空间信息。数字摄影测量的主要步骤包括摄影测量计划、数据采集、数据处理和建模分析等。其需要进行摄影测量的计划,根据测量对象的特点和测量要求,确定摄影参数,如摄影高度、航向和交叠度等。合理设计摄影计划,可以保证后续数据采集和处理的效果。数据采集是数字摄影测量的核心环节。通过搭载数码相机的飞行器或地面车辆,在不同位置和角度上进行摄影,捕捉目标物体的影像数据。在数据采集过程中,可以借助GPS和惯性导航系统(inertialnavigationsystem,INS)等辅助设备,获取摄影位置和姿态信息,以提高测量精度。

3.4 GIS信息源的运用

GIS信息源的运用也是数字化测绘的核心技术。现阶段,信息技术日新月异,技术发展步伐较快,各种技术漏洞得到修复,计算机技术安全性显著增强。GIS技术的应用,可深度优化制图质量,确保制图的速度,同时科学降低误差。结合现实可知,GIS信息源的使用,提高了数据使用便利性,相关数据可轻松从GIS数据库调取。传统的数字化测绘技术存在局限性,主要体现在所得到的数据不会在应用中与GIS所获取的数据形成关联。但现如今,随着技术的完善,可以有效实现数据的深层次对接,实现数字化测绘与GIS的高度关联,促使数字测量技术更成熟,发挥理想的价值。对比例尺大空间数据的精准搜集效率更高,该技术可应用可为建设规划和施工提供必要的保障。

3.5机载激光雷达测量

机载激光雷达系统它集成了GNSS、IMU、激光扫描仪、数码相机等光谱成像设备。其中,GNSS提供实时定位服务,IMU提供高精度惯导,激光扫描仪利用返回的脉冲可获取探测目标高分辨率的距离、坡度、粗糙度和反射率等信息,数码相机能获取高清晰的影像资料,最后经过软件系统处理而得到沿一定条带的地面区域三维点云与成像结果1。机载激光雷达就是在无人机上搭载了一个小型三维激光扫描仪,由它主动发出激光经物体表面漫反射传回接收器,然后根据接收的回波特征而确定地表的信息数据。机载激光雷达作业不受天气及太阳光照影像的影响,理论上可以进行全天24h不间断数据采集,有利于在应急和气象条件差的地区进行作业,并且激光雷达还能够穿透薄的云雾,获取目标的详细信息。由于激光的脚点直径相对较小,具有多次回波特性,能够穿透枝叶间的细小空隙,得到树干、树枝、地面及地面低矮植被等多种高程数据,有效克服植被对测量数据的影响,精确探测真实地形、地面的具体信息。

结语

为了提高大型水利工程质量,大型水利工程人员可通过数字化测绘技术对建筑信息和数据进行采集和处理,进而明确施工现场的基本信息。精准的测量工作才能保证大型水利工程整体质量。另外,大型水利工程人员要形成开放型思维,丰富数字化测绘技术的应用价值。

参考文献

[1]杜丽雯,温旋,孔德博.大型水利枢纽工程坝型数字化测绘技术与应用[J].水利规划与设计,2023(2):85⁃89.

[2]张杰,袁训智.数字化测绘技术在矿山地质工程测量中的应用效果分析[J].中国金属通报,2022(12):28⁃30.

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