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【关键词】测绘技术 铁路勘测设计 一体化 应用研究
哈大高铁是连接哈尔滨和大连之间的高速客运专用铁路,在东三省的铁路交通当中,也是十分重要的枢纽线路。哈大高铁与2010年底全线贯通,并于2012年底正式投入运行。线路全场921公里,其中有路基部分占比40%,高架部分占比60%。不同于其它高铁的是,哈大高铁位于我国最北端,途径最寒冷的地区,具有较大的特殊性。因此在哈大高铁勘测设计一体化当中,对测绘技术进行相应的选择,从而更取得更好的结果。
1 铁路勘测设计一体化
在当前的铁路建设当中,铁路勘测设计一体化是一个十分重要的措施,基于数字化信息,在铁路勘测设计的整个过程中,利用计算机应用技术加以实现,从而实现更加高效、快速的生产作业。在铁路勘测设计一体化当中,通过系统运行环境、信息、应用功能、技术、任何组织的有效集成,为铁路勘测与设计工作提供了良好的保证,极大的提高了的工作效率[1]。对于铁路线路、地质水文、地理地形等相关的信息,采用测绘技术和勘察手段进行信息采集,并且进行数字化的加工处理。利用接口界面来处理信息,然后向工程数据库当中进行传输。基于铁路勘测设计一体化,在整个工作过程中,能够实现数字化信息流的采集、扩充、加工一体化。在数字化信息中,勘测资料、外业勘测等为信息提供了来源,通过不同专业的设计工作,扩充和加工信息流,最后得到归档资料和设计成果的数字化信息。
2 测绘技术
在测绘行业当中,具有较为明显的知识集成性、技术密集型等特点,在其发展当中,测绘仪器、测绘方法等因此,都会对其发展产生很大的影响。随着自动化技术、通信技术、定位技术、信息技术的发展,在测绘技术及其应用当中,实现了与其它技术、学科、行业之间的,也实现了较为良好的融合。随着科技的发展,现代测绘技术正在得到极大的发展和进步,在各个领域当中,也都得到了更加广泛的应用[2]。在当前的测绘技术当中,融合了虚拟现实技术、信息技术、计算机技术等先进的科学技术,正在朝着信息化的方向发展和转变。当前主要应用的测绘技术包括了地理信息技术、数字摄影测量技术、航空摄影测量技术、卫星遥感技术、空间技术等内容,通过与专家系统技术、通信技术、计算机技术的相互配合,在铁路勘测设计一体化当中,能够发挥出更为良好的作用和效果。对于现代化的测绘技术,可以将其概括为5S技术,主要包括DPS、APS、GIS、RS、GPS,分别为数字测量摄影系统、航空摄影测量系统、地理信息系统、遥感系统、全球定位系统。在实际应用当中,应针对不同铁路线路的具体情况,在铁路勘测设计一体化当中,进行适当的选择和有效的应用,从而取得更为良好的测量效果。
3 测绘技术在铁路验收测量中的应用
哈大高铁是东北地区最为重要的一条铁路线路之一,对于东北地区的经济发展至关重要。哈大高铁的出现,使得东北地区主要城市之间的空间距离大大缩短。而哈大高铁作为世界上第一条高寒地区的高速铁路,在进行铁路验收测量工作当中,应当对测绘技术进行良好的选择和应用,从而取得更好的工作效果。在整条线路当中,由于具有较多的高架桥部分,因此会距离地面较高,会严重的遮挡仪器信号[3]。而在一些地区,海拔高于二十米,其桥边线作为确定界址的重要地物要求精度在7.5厘米以内,由于高架桥距地面的距离较远这使常规仪器无法进行测量,这给测量工作带来了极其大的困难。
经过分析研究,采用了新型仪器垂准仪,利用垂准仪和RTK进行配合的方法开展作业。在实际应用中,利用垂准仪的铅垂线的定位,使高架桥上的点投影到地面上,精度可达到1厘米内。地面点定位完成后,再使用RTK测量地面点。不过,由于高架桥的遮挡,因而普通两星RTK信号将会受到影响,难以满足实际的测量点位精度要求[4]。所以,对海星达三星H32 GPS设备进行了应用,从而有效的提高了信号稳定性和测量精度,在相对恶劣的环境中,能够更加准确的进行定位,同时也有效的提升了测量效率。
通过垂准仪配合RTK作业方法有效的解决了对于铁路高架桥测量困难的问题,并且非常精准的完成高架桥部分的测量,为工作中减去了很多麻烦,使得外业工作的效率得到了极大的提升。在工作当中,采用全野外数字测图、数字摄影测量和编绘法等方法测绘[5]。测区的范围为铁路外边线左右各100米,并结合征地红线图的范围来确定。铁路高架桥投影线左右各25米,采用全野外数字测图方法,25米处至100米处外业对内业数据进行检核,并对其调整[6]。通过修补测的方法完成该区域的成图工作。最后经过质检部门的检查,对所测高架桥与栅栏的界址点的检核,全数保持在测量误差之内,满足设计要求。
4 结语
在当前的铁路作为一种十分重要的交通运输方式,在社会经济发展当中占据着十分重要的位置。哈大高铁作为东北地区最为重要的铁路交通线路之一,同时也是世界上首条建设在高寒地区的高速铁路线路。因此,在铁路验收测量工作当中,为了取得更为良好的效果,结合哈大高铁的实际情况,对测绘技术进行了相应的选择和应用,极大的提升了铁路验收测量的效果。
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关键词: 铁路; 选线设计; 技术标准; 关键技术
中图分类号: F530.3 文献标识码: A
1、铁路线路设计标准发展和提高
1.1铁路等级的划分与设计行车速度的提高
铁路等级的划分与线路的性质及其在路网中的作用、旅客列车设计行车速度和年客货运量等因素密切相关, 既要考虑铁路沿线的政治、经济、文化发展水平和近期年客货运量, 还要充分考虑线路在铁路网中地位和作用。列车行车速度关系到铁路的运输能力、机车车辆运用、工程投资、运输成本、经济效益等一系列指标, 旅客列车设计行车速度需根据铁路运输性质、客流密度、地形地质条件并进行技术经济比选确定。一旦铁路等级确定, 旅客列车设计最高行车速度也基本确定。
随着铁路科学技术的发展, 技术装备水平的提高, 设计列车速度不断提高, 以满足人们对铁路运输快捷、舒适的要求, 客货列车共线运行Ⅰ级铁路的旅客列车最高设计行车速度由120km/h提高到了160km/h, 为进一步提高运输质量、适应市场需求提供了保障。
1.2铁路设计年度的调整
铁路客货运量的增长与国民经济的发展和人民生活水平的提高密切相关, 铁路建筑物和设备的能力应与客货运量相适应, 铁路建设既考虑分阶段加强以节约各期投资、提高经济效益, 又考虑对线下基础设施和不易改扩建的建筑物和设备按一定时期的运输需求一次建成, 以适应发展。《线规》明确规定了不同建筑物和设备能力的设计年度。以前的三版《线规》规定的设计年度为近、远期, 近期为交付运营后5年, 远期为交付运营后10年, 是根据当时我国国民经济的发展水平、经济增长方式、产业结构布局确定的, 也是符合实际的。近几年来, 随着国民经济的快速增长, 铁路客货运量稳步增长, 运输需求不断提高, 因此, 2006年版的《线规》规定铁路设计年度近期为交付运营后第10年,远期为交付运营后第20年。充分体现了强本简末、服务运输、着眼发展的铁路建设理念, 以适应国民经济的持续快速发展。
1.3 平面最小曲线半径大幅度提高
客货共线铁路平面圆曲线半径的大小是直接影响行车安全、列车速度和旅客乘坐舒适度的重要质量指标, 要结合行车速度、养护维修条件、地形地质条件等合理选用。线路最小曲线半径受铁路运输性质、列车运行安全、地形条件、工程经济等因素影响, 在最大超高、允许欠超高、允许过超高确定时, 一般按满足旅客列车最高行车速度要求和旅客舒适度与内外轨均磨条件要求计算确定。
《新建时速200 km客货共线铁路设计暂行规定》的颁布, 为旅客列车设计行车速度200km/h、货物列车设计行车速度120km/h铁路的设计提供了标准法规, 为我国高标准客货共线铁路的建设奠定了基础。
1.4线路设计必须确保安全
随着旅客列车行车速度的提高, 对铁路运输的安全性要求也越来越高, 为了确保铁路安全运营, 线路设计要严格执行规范规定安全的强制性条文。《线规》规定, 旅客列车设计行车速度120km/h及以上的路段, 铁路两侧必须设置隔离栅栏; 通过机动车的道路下穿铁路桥梁、涵洞时, 必须设置车辆通过限高标志和限高防护架; 铁路与道路立交的铁路桥或道路桥的桥上两侧应设置安全防护设施等。充分体现了以人为本的设计理念, 提高了铁路运输的综合效益。
2、线路设计技术的进步
铁路线路是一条由曲线、直线组成的空间三维线段, 传统设计中它被分解为平面、纵断面、横断面分别进行设计, 尤其在地形陡峻、地质复杂的山区, 还需考虑路基横断面对线路位置的控制因素。传统设计手段以人工图板为主, 即采用人工采集地形图、纸上定线、人工点绘线路平面、纵断面、横断面图、描图员描图的设计方法, 劳动强度大、生产效率低、设计周期长, 影响了线路设计质量和铁路建设的进度。随着电子计算机技术的迅速发展, 以及计算方法、优化理论、模糊数学、灰色系统等许多新理论新方法的推陈出新, 给铁路选
线设计注入了新的活力。改革开放以来, 在采用计算机辅助进行选线设计方面取得了一系列突破性进展并广泛用于生产。如利用航测和其他测绘手段采集数据, 建立数字化测图系统, 建立用于选线设计的带状数字地面模型; 应用优化理论进行线路平面、纵断面优化; 通过开发计算机软件系统进行铁路线路辅助设计等, 使线路平面、纵断面、横断面的分项设计都可以在计算机上完成并直接形成设计资料数字化, 真正实现了甩掉图板的梦想, 初步达到平、纵、横一体化设计的水平。对缩短勘测设计周期、提高勘测设计质量、优化设计方案、提高生产效率起到了显著作用。
3、线路设计技术的发展方向
10多年来, 以CAD 为主的设计方式在铁路线路设计领域中一直占有重要的地位, 然而CAD 设计方式缺乏立体直观的效果, 因而很难评估。一般的做法是借助专家感觉和经验来确定。尤其是在铁路勘测设计中, CAD 更是难以达到设计的立体效果。随着科学技术的不断进步, 铁路选线设计学科也不断向前发展。虚拟现实技术的引入和数字摄影测量技术的广泛应
用, 使得基于三维虚拟地形环境的数字铁路选线成为可能。
今后, 铁路线路设计技术的发展目标, 是由三维设计环境向多维设计环境发展, 由计算机辅助设计向人工智能设计发展, 建成数字铁路选线专家系统。数字铁路选线专家系统以在数字摄影测量基础上建立的三维三角网数字地面模型为载体, 综合设计线路影响域内的政治、经济、国防、文化、城镇规划、工农业布局、自然环境、土地利用、工程地质、人工建筑以及设计项目的安全舒适、运营成本等多方面物理空间和非物理空间的因素, 形成具有多维数字化特征的线路设计仿真环境, 然后模仿工程师的专业设计思维, 自动进行线路的平面、纵断面、横断面设计, 并以多维空间中的若干个目标作为决策因子, 进行线路方案的综合比较评价, 最终提供一个或多个比较优势方案, 包括各方案的主要工程数量、各个决策目标的权重值、各个设计方案的三维仿真效果等。数字铁路选线专家系统是众多行业专家设计经验的集成, 既是一个内容丰富的专业知识库, 又具有一定的人工智能能力。一旦建成数字铁路选线专家系统,能有效地将铁路选线设计与测绘技术、虚拟现实技术结合起来, 将会大大提高铁路选线设计的生产效率, 缩短工程设计周期, 产生重大社会效应和经济效益。数
字铁路选线系统的出现将标志着铁路选线设计技术的一次革新。
4、线路设计的关键技术研究
4.1各种影响因素的数字化
铁路线路方案的选择, 是一个复杂的对众多因素进行综合定性分析的过程, 在综合分析的基础上, 依据工程师的经验选择一个设计方案, 而计算机只能进行定量计算, 并将计算结果与给定的量化指标进行比较,再筛选一个或几个设计方案。因此, 有必要针对不同
的因素及其对线路设计的影响能力研究不同的数字化机制, 将对客观世界的定性描述转化为数学上的数字描述, 从而使相对于计算机的隐性信息显性化。如, 地球表面是一个非常复杂的曲面, 有起有伏, 有陡有缓,这是其定性特征。为了让计算机能够从铁路工程角度对地面进行数字分析, 我们用地面上的一组三维直角坐标点来表示地形, 这就是地面的数字化。
4.2 建立各种因素的数字模型
数字模型是因素的数学表达形式, 在将各种因素数字化之后, 要使计算机能够快速、准确地使用这些数字化信息, 就必须对数字化信息(数据) 进行排列组织, 建立它们之间的拓扑和空间索引关系, 形成各种因素的数字模型。例如, 使相临的3个点形成1个三角形, 用该三角形确定的空间平面代表其所在区域的地表曲面, 所有三角形组成1个网, 就形成了三角网数字地面模型。
4.3开发专家选线设计系统的数学模型前两项关键技术的研究为智能选线设计奠定了基础, 初步形成了可用于铁路设计的GIS系统。以GIS系统为基础, 利用当今科技的硬件、软件和通信技术,集成铁路设计规范, 融入众多行业专家丰富的设计经验, 使计算机具有一定的人工智慧, 从而可以自动完成线路方案设计。其中研究的重点是如何把专家的设计
经验转化成计算机程序, 即开发数字专家系统的数学模型, 实现智能化选线设计。
4.4实现铁路勘测设计一体化
利用网络技术和工程数据库, 将各专业的CAD 工作站联网, 做到信息互换, 资源共享。需开发勘测设计一体化管理信息系统, 包括具有一套以明确设计中各级审定部门责任的严密的电子文档签署权限功能; 需实现外业勘测资料信息化, 包括地质勘探资料的信息化; 需进行各专业设计软件的集成化, 包括统一各专业之间的技术术语, 建立统一的数据格式标准等; 以达到各专业在同一平台协同设计, 大幅提高设计质量和效率的目的。
参考文献:
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1.1桥梁测量内容在桥梁的勘测设计阶段,需测绘地形图,在施工阶段,要建立桥梁控制网能进行桥墩、桥台定位和梁体架设等施工放样,在管理运行时,为保证桥梁的安全运营,要进行变形观测。1.2用VRS系统测量绘制大比例地形图VRS系统(虚拟参考站系统)由GNSS基准站的观测数据和计算得到的各种误差分布模拟计算出虚拟参考站的GNSS观测数据,能消除各误差,其可靠性,定位精度,测量工作效率都大大提高,只需要用一台GNSS接收机可完成几台GNSS接收机工作,测量工作成本降低,而常规方法测图,需先做控制网,才能进行碎部测量。其工作效率极低,而用VRS系统测图,只要完成采集碎部点的坐标和属性,就可用绘图软件绘地形图,一步完成。1.3桥梁勘测设计一体化系统的建立及应用由无人机拍照公路桥梁沿线航带的航摄像片,把航摄像片数字化为航片影像;用GPS技术,获得航带内控制点三维坐标空间信息。通过数字摄影测量系统,绘制地形图。通过遥感技术,把公路桥梁沿线工程地质、水文地质等综合地质信息收集绘制到遥感图上。就可提高勘测设计速度,减少勘测费用,把地形,遥感信息,地质信息等野外采集信息传入地理信息系统(GIS)中,能进行桥梁工程的规划、设计、施工、管理、决策工作。并为项目立项,科研、综合评估,方案论证,决策,桥梁工程勘测设计等工作提供强有力的地理信息保障。桥梁勘测设计一体化系统是创新现代信息技术条件下桥梁勘测设计工作。
2公路桥梁建设施工阶段的测量工作
2.1控制网测量根据公路桥梁跨越的河宽及地形条件,首级GPS平面控制网按一级GPS控制网的技术指标进行布设,公路桥梁首级控制网一般采用GPS静态相对定位测量通过事后处理可获得毫米级精度的平面定位成果,它具有精度高、成果可靠、测量工效高、作业成本低等显著优点,因桥梁工程测量,相对高差要求高,而GPS高程拟合仅达到四等水准测量精度,首级GPS高程控制网按四等布置,在桥梁工程加密控制测量网,能用VRS动态测量。它能实时得到测点三维坐标。目前正被广泛应用于中小型的公路桥梁施工平面控制网测量中,同时它也适合于公路桥梁承台、墩身、墩帽、塔柱及缆索等部位的施工定位。2.2大型公路桥梁墩、台的施工测量为了进行墩、台施工的细部放样,需要测设其纵、横轴线。然后进行公路桥梁墩台定位、墩柱中心位置放样、墩台顶面高程用数字水准仪测定,还有盖梁位置放样、支座垫石放样、大梁架设位置放样、防撞护栏位置放样。立柱、墩帽轴线误差为10mm。承台的轴线误差为15mm。2.3公路桥梁架设的施工测量架梁时要考虑相邻墩、台距离,在梁的安装过程中,要使钢梁始终在正确的平面位置上,桥梁架设安装达到设计要求,支架安装轴线误差2mm,各个节点挠度和桥梁整跨拱度达到设计要求。由于桥墩高,跨度大,精度高,速度快,常规测量仪器难胜任,而用测量机器人(锁定)功能来控制桥梁架设的安装,已成功地用于上海卢浦大桥的安装中。2.4VRS,超站仪广泛应用于施工测量在施工测量中,用VRS系统能对点、线、面以及坡度线进行高效、快捷及到厘米级精度放样,只需把桥梁线路的起点坐标、方位角、直线长度及曲线要素输入,马上得到全线要放样点的坐标,同时可以与全站仪配合各自发挥优势。超站仪无需做导线,在需要之处通过RTK建立控制,只需在点上安置仪器一次,超站仪仅需要一组测量人员,在超站仪中自动重新计算,一惯的高精度,测量花费更少的时间。在便利之处安置仪器,不需要控制点,不需要布设导线,用RTK定位更少的干扰,更少的停工,更快速的放样,更快速的施工高精度,用超站仪可以直接到达工作地点,立即开始进行工作。测量和放样更快,更少的全站仪安置,可用于任何类型的作业,省时省力,更高的生产率和收益,RTK确保一致的高精度遍及整个施工测量区。
3公路桥梁运营管理阶段测量工作
3.1利用VRS系统对公路桥梁结构检测在公路桥梁施工过程中,为加强质量管理,相关质量监督部门需要对公路桥梁结构桩位、墩柱偏位、支座偏位、公路桥梁轴线、高程等进行检测,以往采用全站仪等仪器进行检测时,需要借助施工单位提供的导线点进行测量,有时由于导线点被破坏或不通视等原因导致检测无法进行或检测精度较差。采用VRS系统后,可在一个施工标段内(通常不大于10km)设立一个固定的基准点,这一个标段内所有公路桥梁结构的检测都以此点为基准点,通过移动站进行检测。减少多次架设仪器及后视的过程,加快了检测速度,提高了整体检测精度。检测时设置好基准站,通过移动站对全标段需要检测的公路桥梁结构部位进行采点取样,将移动站置于桩位中、墩柱中或支座中等相关位置,调平,取点,测量手簿会自动记录所取点的坐标,输入点名,保存在相应的记录点库中。在室内通过数据导出,将导出的检测数据与设计值比较,得出偏差值,形成检测报告格式。3.2公路桥梁的形变监测1)利用VRS系统对公路桥梁进行形变监测,比传统的水准测量有明显的速度快、周期短、精度均匀等优势。用VRS系统与数字水准测量,把公路桥梁的形变监测总费用降低1/3,时间节省1/3。2)测量机器人进行公路桥梁形变监测,在固定的测站上安置自动化全站仪TCA,配合自动监测软件,在计算机的控制下实施全自动的工作。无需人工干预全自动的采集、传输与处理变形点的三维数据,还可实现远程在线监控管理。这是大桥监测实现完全自动化的最高最新境界———自动化、智能化、网络化。采用机器人能完成监测,其测角精度0.5″,测距精度1mm+1ppm的精度指标足可胜任。
4桥梁工程测量技术的展望
随着超站仪,测量机器人,三维激光扫描系统,CORS,RTK,3S集成系统等在公路桥梁工程中广泛应用和人工智能的进一步发展,使公路桥梁工程测量走向自动化,测量成果数字化。测量仪器一体化,多功能化,测量仪器操作智能化,测量服务网络化。测绘信息获取及处理可视化,实时化,特别是网络RTK及超站仪全面应用到桥梁工程施工放样及变形监测是工程测量技术一次全新革命(无需控制点的测量)。用最专业的数据处理软件,在一个软件中,可以处理GNSS、全站仪、电子水准仪数据,并且能够进行严谨的三维平差;可以直接输入/输出CAD图形,测量与设计一体化;支持多种设备同时进行数据采集,支持影像图资料辅助设计工作。用VRS系统与测量机器人进行三维施工控制与施工放样,它不仅可以克服施工干扰给测量工作带来的困难,还可以提高放样的精度,更重要的是减轻测量人员的劳动强度,提高工作效率,从而满足快速施工放样的要求。推广第三代GNSS接收机,其特点是:可支持北斗卫星系统,可组合成手持GPS、超站仪、镜站仪,两个电池仓,支持电池热插拔,高度集成模块化设计,非测量人员也能使用,智能时尚,屏幕背景灯,键盘照明功能,丰富的行业解决方案,瞄准当前应用,保障未来需求,Rinex格式记录原始数据,无需内业转换。应用GIS技术建立桥梁测绘资料管理系统,把桥梁工程测量各阶段测绘成果输入测绘资料管理系统,为工程技术人员可视化信息服务,实现无纸化测绘资料管理,为桥梁优化设计,桥梁工程质量提高,桥梁工程施工顺利进行提供优质信息和技术服务,使施工测量数据管理网络化,系统化,数字化,使测绘资料管理进入信息化时代。大力推广“数字桥梁”理念,把桥梁地形信息、桥梁结构及外在形状,附属设施信息及沿线管养机构信息,全部进入电脑,通过“数字桥梁”来完成对桥梁信息的获取,查询、显示、处理等管理工作,使桥梁规划,设计,管理,决策科学化,实时化,数字化,高效化,信息化。
5结语
关键词:水利工程 数字化技术 施工 地质勘测
一、前言
随着水利工程事业的不断发展,水利工程勘探与施工越来越依赖科学技术。尤其是近年来数字化技术与计算机技术的引入,水利工程事业有了一个大的革新,地质勘测、设计以及施工方面逐渐向数字化、信息化的方向发展,操作越来越便捷,越来越系统化。这就给水利工程的施工设计带来了巨大的便利,尤其是在电子绘图以及数据分析方面,现代数字化技术更是显现了其便捷的优点,逐步提升了水利工程人员的施工技术与施工效率。
二、数字化技术简介
(一)数字化技术简介
数字化技术是指通过运用0和1两个数字进行编码,然后再通过电子计算机、通信卫星等设备进行传输的一种现代化技术。数字化的发展极大地促进了信息化的发展,对于数字传媒、以及计算机技术以及遥感技术、全球定位系统和地理信息系统的产生和发展都有着重要的作用。
(二)数字化技术的作用
数字化技术是信息化的根本,通过引入数字化技术能够大大的促进我国传媒事业的发展,同时以数字化为原型设计出的数字化工具能够在和那程度上促进我国经济的发展。目前数字化技术以及数字化技术衍生出来的数字化工具的使用,极大地存进了我国经济的发展和社会进步。
三、数字化技术在水利勘测设计中的主要应用
(一)gps技术在水利地质勘测中的应用
目前,gps技术是我国水利工程勘探事业中应用最为广泛的一种技术,能够较好的克服地质、地貌条件,使勘探技术受地形的影响逐渐减小,并能够较大程度的提高勘探精度,目前,
水利工程事业同坐gps对勘测区域的坐标进行精确地标注,然后在借助其他手段所探测区域的地质地貌情况,矿产储存情况进行充分的研究,并能够不受时间的控制,这就大大的方便了勘探工作。
(二)遥感技术在水利工程勘探中的应用
遥感技术通过卫星能够提供的立体影像图、照片等真实全面的反应当地的地质地貌情况,从而使地质勘探人员能够全面具体的了解勘探地区的地质地貌特征,利用遥感技术可以对水库区域内的地貌进行全面的分析,避免各种水利工程灾害的发生。同时利用遥感影像技术,能够较好地侦测和处理岩溶及渗漏问题,能够最大程度地解决水利工程的渗透问题,从而保证工程质量。
(三)地理信息系统在水利工程中的应用
地理信息系统是一个能够将gps与rs所收集到的数据进行整合分析的信息系统,在本质上属于一种高度发达的人工智能技术,通过对地理信息熊德使用,就能够科学面的分析水利工程施工的确的地质地貌情况,对某地进行某项水利工程事业的优缺点进行详细的阐述。通过人工智能技术的引用就大大的促进了我国勘探人员对当地地质情况的勘探评价效率,从而更好的促进当地的水利工程事业发展。
四、数字化工具在水利工程施工中的应用
目前,数字化技术被广泛应用到现代建筑事业中,其中在水利工程施工领域中应用最广的技术是计算机技术,计算机技术的使用极大地提升了水利工程规划和施工的效率,加强了对施工过程中的技术管理、人员管理以及安全管理,能对水利工程的施工质量进行及时监督与反馈,促进水利工程整个管理水平的提高。
(一)能够提升水利工程规划的效率
通过运用计算机技术,能够对地质勘测中所筹集到的数据和工程造价等相关信息进行快速编辑和处理
从而编制出符合工程施工标准的施工计划。同时通过使用计算机技术,能够实现数据系统与施工现场的有效结合,从而能根据实际的施工效果不断对原有计划进行规范,使施工管理人员始终有规范可循,能够很大程度上提升施工效率与保障施工的安全。
(二)对施工效果与施工质量的有效监督
通过引入计算机技术和tm卫星影像技术,能够将整个施工阶段的施工效果进行有效地监督,并通过引入其他资料信息进行有效处理,通过专门的绘图软件即使形成整个工程的平面图,从而进行观察监督,不断调整施工进度与施工方向,提升工程的安全质量与艺术效果。
(三)对资源进行有效利用
通过对计算机技术的引入,能够全面掌握整个水利工程的施工信息与施工材料,能最大限度的节省生产成本,最有效率的调动一切人力、物力、财力资源,从而实现对整个施工工程有效管理,通过计算机对整个施工工程的分析,能够最有效地缩短工期,实现工程效益的最大化。
此外,利用计算机技术中的仿真技术能够对整个施工工程进行充分的分析与论证,能够在线模拟整个施工工程的施工进度、施工效果与施工质量,并模拟在施工过程中出现的主要问题,以便工程规划人员提早设计出解决方案,从而最大程度上的促进整个施工工程的顺利发展。
五、结语
目前,随着科学技术的不断发展,数字化技术被不断应用于水利工程的勘探设计与施工中,并取得了一定的成效,尤其是在提升施工质量、缩短工期以及最大程度上调动施工资源上,数字化技术更是发挥了巨大的作用。利用好数字化技术,不断将数字化技术运用到现代水利工程事业中,通过计算机技术加强最整个工程的控制,严把质量关,着重利用计算机技术对整个工程实施效果的监督,利用计算机技术对整个工程进行合理规划与调整,从而促进整个施工过程的合理发展。同时还应利用3s技术对水利工程地区地质、地貌进行充分的地质勘察,从而及时找出可能发生地质灾害的因素,从而提高整个水利工程的安全性。
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(一)主要特点
水利勘测设计电子档案有很多的特点,主要包括以下几点:第一,电子档案的组成部分比较多,而且电子档案的系统性和完整性也比较强,其中的文本表格和图形都是档案的重要组成部分。第二,电子档案具有阶段性的特点,因为,水利工程勘测设计包括很多个阶段,主要有勘测和规划阶段,同时还包括初步设计阶段,还有施工研究阶段,最后一个阶段是竣工阶段,这几个阶段都可以在电子档案中体现出来,因此,电子水利工程勘测电子档案具有阶段性的特点。第三,指的是专业性特点,因为水利工程勘测设计本身的专业性就比较强,所以要想完成整个水利工程勘测设计必须要有相关技术人员的支持与配合,促进水利工程勘测的顺利进展,这样决定了其文件和电子档案的专业性比较强。第四,水利工程勘察电子档案还具有动态性的特点,水利工程勘测设计主要是为水利施工提供相应的服务,所以,在实际的施工过程中会遇到变更的情况,面对这种情况,需要对其进行动态化的设计,从而保证设计的准确性和适时性。
(二)勘测设计的动态特征
水利工程勘测设计作为施工之间的设计,因此在具体的施工过程中由于种种原因,常常会出现一些设计的变更。如:对文件和图纸进行修改或者补充,甚至还会出现一些不适应勘测设计的图纸而丢失不用。电子档案能够使得勘测设计的动态性更加的快速与精确。
二、水利工程勘察设计电子档案面临的问题
(一)管理模式不规范
由于电子档案在水利工程行业应用的时间相对较短,没有形成统一的档案管理模式,电子档案管理的内容不符合水利工程档案管理的要求。尽管水利工程行业已经意识到了电子档案管理对水利工程行业发展的重要性,并且在设计企业内部运用了该系统进行档案管理,但是对各项功能了解得不全面,电子档案的优越性没能充分地展现出来,相关的档案管理模式不规范,导致电子档案在应用过程中出现档案破损、失效和泄密问题。
(二)档案管理人员的知识结构比较落后
电子档案的管理区别于传统的纸质管理,它的出现和应用将对管理的概念、管理的形式和管理的方法提出新的挑战。过去的档案管理人员知识结构已经不能适应现如今的电子档案管理,普遍的认为电子文件很难转化为电子档案,原因主要是因为它依托于寿命不长、易被修改和复制的载体。对电子档案的保存持有怀疑心理,在水利工程勘测过程中并没有因为电子档案的出现而获得改观,纸质档案与电子档案仍需要同时保存,不仅没有减轻工作量,相反还会增加工作的负担。这些都使得水利工程勘测设计的档案管理人员对电子档案并没有想象上的热衷。且对于大部分管理人员来说,都普遍的缺乏相应计算机辅助管理档案的知识,并且同行业中也未形成相应的模式,这些都阻碍了水利工程勘测设计的电子档案管理的发展。
三、水利工程勘测设计中电子档案的管理和利用
(一)电子档案的收集管理
电子档案和传统的纸质档案管理相比,更容易丢失或者是修改,所以需要对水利工程勘测电子档案进行必要的管理和控制,确保电子档案的真实性和可靠性,同时进一步提高电子档案的完整性。水利工程勘测电子档案主要是对勘察设计的数据进行记录,并对水利工程设计中的数据信息进行科学合理的管理和控制,最后对信息数据进行归档,但是需要注意的是,应该保证信息数据的可靠性和完整性。
(二)电子档案鉴定管理
加强对工程勘察设计电子档案的鉴定,能够确保电子档案的真实性,防篡改,提升电子档案的价值。电子档案的鉴定与传统的纸质档案鉴定内容具有一致性,需要确保对内容和形式进行深入地分析,明确里面存在的主要内容。应该利用职能鉴定法对电子档案进行鉴定,能够确保鉴定的合理性和合法性,展现出电子档案的应用价值。
(三)水利工程勘测设计中电子档案的利用
电子档案的产生给档案的利用带来了前所未有的新特点,电子档案的利用不仅给技术人员提供了最大的便利。电子档案能够使得工程勘测设计能够在最短的时间内迅速的检测到所需要的信息,不仅提高了档案的利用速度和调查准确率,并且在电子文件时代,对外服务方式有了很大的变化。电子档案改变了传统档案管理模式,它能够使得档案在许多终端上得到显示,不仅打破了档案份数的限制,而且还打破了时间、地点的限制。电子档案可以提高其利用率,此外还可以链接。通过一个网站可以进入到其他网站,并且利用者也可以在任何地方通过计算机查到电子档案。
工程测量的重要作用
工程测量是指对各项工程建设中所需的地理勘测、建筑设计、工程施工以及多角度检测等进行准确测绘的方法。工程测量在我国城市建筑、桥梁隧道、水利工程、铁路交通等建设中发挥着重要作用,积极开发新技术、应用新技术是现代测绘的首要工作。工程测量服务范围广泛,工程建设过程中需要不同的测量工作,先进的测绘技术为工程测量带来了新的契机,数据处理自动化、实时性、数字化将是工程测量的发展方向。精确的工程测量可保证工程建设的质量安全,减少不必要的损失,因此工程测量的精确度至关重要。
测绘新技术在具体工程测量中的重要应用和实践
1摄影测量技术在城市规划工程测量中的应用摄影测量测绘技术是通过摄影方式来获取目标物体的基本信息,目前已发展到数字摄影测绘阶。摄影测量利用计算机技术和影像处理对影像进行测绘,将大量外业测量转移到室内,速度快且精度高。在人口密集区,应用该测绘技术可高效率大面积的成图,而数字摄影测绘技术,可以对城市大比例尺地形图的测绘和更新,为城市规划、城市建筑工程提供南图。
2遥感测绘技术在旅游资源开发工程中的应用随着人们精神生活水平的提高,旅游业成为日益兴盛的产业。遥感测绘技术被广泛应用于各种地质探测,由于遥感具有感测范围大、采集数据快、动态反映效果好,所以在旅游景点的测绘中发挥了不可替代的作用。利用遥感技术对地面物体形状、结构、大小、色彩等因素进行感应成图,可以发现新景区,对旅游资源进行准确定位。利用遥感影像多层次性、智能化关键技术,为旅游景区开发提供准确信息。
3GPS测绘技术在道路工程测量中的应用道路工程在社会建设中起着关键性作用,GPS在道路工程测量中采用建立渐变平面坐标系,专门用于线状工程建设。初测导线处的垂线和水准面是基准,初测导线点可以将相邻基准面连接起来,形成连续的条带状平面坐标系。根据GPS平面坐标系构建虚拟观测值,通过观测值得到仿真初测导线平面控制网,然后分析精确度,为道路工程建设提供所需勘测数据。
43S集成技术在三峡工程测量中完美结合3S集成测绘技术是大范围进行数据采集,获得信息准确且迅速的现代化测绘技术。各种测绘技术有效结合、扬长避短是新测绘技术应用到实践中必经之路。该技术是集遥感、全球卫星定位、地理信息系统以及各种图像处理技术于一体的智能化观测技术。开发三峡工程之前,我国科研测绘人员做了大量的地理勘测工作。三峡工程的测量中,首先利用RS对三峡片区进行大范围高空遥感测绘,生成高分辨率图纸和有效数据。同时GPS系统进行定位测量,通过GIS实现对数据进行分析,并做出决策。3S技术为三峡工程的建设、维护及地理勘测提供了有效数据,在建设三峡这一伟大工程过程中发挥了重要作用。
因此,只有把以上几者结合起来应用才是当代信息科学发展的一个必然的趋势。在3S技术的结合上,他的形式是多种多样的。根据工作的不同形式也是不同的,例如,在应用卫星和遥感图像与计算机信息处理技术的结合的问题上,应用这种技术我们可以快速编制出各种比例的遥感图和解译工程地质图,可以很好的指导选线的勘察工作,在应用这种技术之后它的综合效益甚至可以提高三万倍,在地质的选线速度上也是可以提高3到5倍。3S技术的融合技术在功能和数据的资源上彼此是可以相互结合的,在结合之后可以实现功能上的互补和资源上的共享。应用地理信息的三维地形模型技术可以模拟真实的地形,目前,应用计算机进行公路环境分析,地理信息技术是优化路线方案的技术之一,对于优化一些路线方案,提高设计的质量和速度是十分重要的。可以说它是目前在公路勘察设计自动化的一个主要发展方向。
测绘新技术的应用实践
随着测绘事业的快速发展,电子海图、电子地图、地理信息系统和各种相关数字化测量及其成果的一体化综合应用技术,已成为当代最高端的测绘新技术之一,也是未来制图技术发展的一个重要趋势。数字环境下制图与出版一体化,GIS、GPS、RS空间信息系统集成,GIS与虚拟现实技术集成,互联网技术与多媒体动态可视化技术等在水运工程及海洋测绘中的综合应用,将会创造出内容更加丰富、表现多样的制图新产品,为水运事业的健康发展提供更加智能化、可视化、地理信息数据集成化的数字制图成果。
进入21世纪,我国应用这种技术在沿海和内河逐步开发、建立了多用途、多类别的水上安全管理系统。例如:长江南京至浏河口河段,已实现了地理信息数据的准确、规范和及时更新,水位数据实现了实时、自动遥报,船舶航行实时获取最新数字航道信息(航标信息、AIS船舶信息)等,保障了船舶自身安全和通航环境安全,提高了船舶营运效率,实现了港口、航道现代化信息交互管理。
关键词: GPS 公路施工 RTK 施工测量
1.引言
公路施工测量中主要任务包括中线测设、竖曲线测设和边桩测设等。中线测设传统方法有切线支距法、偏角法等,但这些方法测量精度较低、操作复杂,不适应现代高等级公路施工要求。本文就公路工程项目施工测量实际工作中用放样方法RTK测量技术进行分析总结研究。
2.公路施工测量主要任务
主要是对建设单位所交付中线位置桩、导线点桩、水准点桩、施工控制桩等及其测量资料进行核对、检查,如果发现标志不足、不稳妥或测量精度不符合要求时,要及时进行补测、加固、重新测校或移设并通知建设单位给予调整。其次,还包括基础桩位置和测定构造物中线、补充施工需要中线桩,中线桩不能测设时可在两侧安全距离内测设固定距离桩、加密施工和补充需要水准点以及临时导线点桩,和测定并检查施工部分标高和位置等等。
传统测量人们修筑公路时,对施工测量主要依据三大件:边长测量用钢卷尺、高程测量用水准仪、角度测量用经纬仪。随着现代科技快速发展以及4D和3S技术对测绘产生重要影响,施工测量也已进入数字化、信息化时代,大多数新技术在施工测量中取得广泛应用。如电子测角和电磁波测距技术应用(即将测距仪、电子经纬仪和微型计算机组成一台仪器各种类型全站仪使用)、全球定位系统GPS测量技术以及激光技术、遥感技术等电子计算机技术应用。
3.公路施工测量主要内容
中线测量亦称恢复中线,主要有导线点中桩放样、坐标复测、栓桩过程、中桩穿线。施工单位进入场地后,首先要依据设计单位所提供图纸、所给坐标先计算好边长和转折角,并利用光电测距仪配经纬仪或全站仪进行恢复主要控制桩,同时对导线点进行复核联测。因为中心线上各桩位,在施工中都要被掩埋或者被挖掉,要在施工中控制中线位置,需要在不受施工干扰、易于保存桩位、便于应用地方测设施工控制桩。然而中桩穿线过程与导线点复核测量方法一致,考虑其是否合格则是依据直线点是否在一条直线上、曲线点是否在一条曲线上,若出现不符合情况,应以该曲线或直线相距最远点调整中间点,线型结点要先定曲线后定直线。在导线点复测记录栓桩,另外骑马桩、三角网等也可进行栓桩,但不论用哪种办法,都要考虑施工由于深挖或高填以后是否还能由其恢复中桩。
公路施工高程控制基础是水准路线,在施工前一定要对水准路线进行复测,如果出现水准点遭破坏应进行恢复。水准测量是由布设施工临时水准点、测量、计算三部分组成。首先,为便于公路构造物以及路基施工,依据实地地形地貌,兼顾结构物工程,可以沿路线方向大约间隔200m在相对坚固地方补置一个施工用临时水准点,但要对每个加密水准点位置做详细记录。其次,测量员测量时要严格按照水准测量操作规程进行,使用仪器必须经过有关部门校核,每相邻两个水准点要进行闭合测量,加密水准点都要进行复核和闭合,并使记录详细。再次,计算过程中要从数据上检验水准测量是否满足要求,然后每两个水准点闭合计算,复核设计单位所给水准点一定要闭合,重新检核设计单位所给水准点闭合计算,并算出临时布设水准点高程,整理出包含自设和原始水准点高程成果表。
4.RTK技术在公路施工中应用
目前公路勘测中虽然采用电子全站仪等先进仪器设备,但常规测量方法受作业条件和横向通视限制,作业效率低,且强度大,一定程度上延长设计周期。勘测技术进步在于技术改造和设备引进,在当今技术条件下引入RTK技术应当是首要选择。当前,用RTK快速静态或静态方法建立沿线总体控制原理,使勘测阶段测绘带状地形图,路线平面、纵面测量有依据;在施工阶段为隧道、桥梁建立施工控制网等等。
1)带状地形图测绘。RTK在大比例尺带状地形图上应用,进行绘制大比例地形图高等级公路选线,用传统方法制图,首先要建立控制网,接着进行碎部测量,绘制成大比例尺地形图,速度慢工作量大,时间花费长。改用实时RTK动态测量,进行外业碎部点数据采集,在室内就可利用绘图软件成图,该方法采集速度快,大大降低测图难度,既省力又省时。
2)公路定线测量。公路中线测设设计人员在大比例尺带状地形图上完成定线后,需要把公路在地面标定出来。改用实时RTK测量,只要将中线柱点坐标输入RTK接收机中,系统就会自动定出放样点位。因为每个点位测量都是独立完成,不可能产生累积误差,各点放样精度大体一致。
3)工程施工控制测量。建立控制网改用RTK,最精密方法是静态测量。对于大型建筑物,如、隧道、特大桥互通式立交等进行控制,最好用静态测量。而普通工程控制测量,就可采用实时RTK动态测量。该方法在测量过程中能及时获得定位精度。当点位精度达到要求时,即可停止观测,大幅度提高作业效率。由于点与点之间不一定要通视,便得测量更加简便易行。
4)纵横断面测量。公路中线确定后,在加上中线桩点坐标,通过绘图软件,就可给出各桩点横断面和路线纵断面。因为所使用数据都是测绘地形图时采集来,因此不必再到现场进行纵、横断面测量。
5.结语
建立勘测、施工、设计、后期管理一体化数据链,减少数据输入、转抄等中间环节,作为公路勘测设计“内外业一体化”要求,同时也是影响高等级公路设计技术发展关键所在。随着国民经济迅速增长,基础设施建设快速发展,不同等级公路建设发展迅速,这就对施工测量放样、勘测设计提出更高要求,公路设计行业硬件设备和软件技术发展,公路设计将实现数字化,软件本身还提供地面数字化测绘产品支持;RTK技术在公路测量技术之中的广泛应用,是有着非常广阔空间前景。
参考文献:
[1]卢瑞峰.浅谈GPS在公路施工测量中应用[J].黑龙江交通科技.2012(3): 19-19
[2]燕兴华.GPS-RTK技术在公路施工测量中应用[J].科技信息.2011(25): I0338-I0338
[3]付和 ,刘洪德.高速公路施工测量工作浅谈[J].矿产勘查.2011(6): 839-842
关键词:数字线划图数字高程模型
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:
1. 简介
航空摄影是快速获取地理信息的重要技术手段,是测制和更新国家地形图以及建立地理信息数据库的重要资料源,在空间信息的获取与更新中起着不可替代的作用。随着信息技术和计算机技术的迅猛发展,现在航空摄影测量技术已由传统的模拟摄影测量和解析摄影测量阶段进入数字化摄影测量阶段,从而提高了生产效率,在国民经济建设各部门得到了广泛的应用。现今VirtuoZo NT就是数字摄影测量主要使用的软件之一。
2.工程概况
随着我国经济的迅猛发展,高速公路的建设也越来越广泛。目前高速已延伸至山区,而山区的地形、地质、水文、气候等条件极为复杂,基础资料相对缺乏,造价高,设计周期长,高速公路路线选线难度大。为了提高山区的测量精度和速度,在保证质量的前提下,现在已经采用航测数字化生成数字线化图、数字地面模型等先进技术加强对基础资料的勘测,从而对高速公路规划和建设的各方面取得了全面的提升。
3. 前期准备工作
按任务要求准备测图所需的资料,下图为测图前的生产工序:
4. 数字线划图的制作
VirtuoZo NT可以测绘各种比例尺的数字地形图,从1:10000、1:5000至1:500甚至更大比例尺的数字地形图。本软件自带的数字测图模块,线划半自动提取功能,可大大提高作业员的作业效率。通常根据高速公路的设计和测绘需要,确定好能满足其精度要求的比例尺,在确定了地形图的测绘范围后,我们对全测区进行了全野外像片控制和像片调绘。然后利用已经建好的立体模型,使用VirtuoZo NT进行数字线划地形图测绘。
4.1利用VirtuoZo NT进行地形图测绘的注意事项:
4.1.1熟悉规范、图式、测区专业设计书等有关的技术规定;
4.1.2测绘面积以定向点连线为准,最大不大于像片上连线外1厘米。且离像片边缘不小于1cm(18cm*18cm像幅)或1.5cm(23cm*23cm像幅)
4.1.3高程注记点应选在明显地物点和地形特征点上,其密度为图上每100平方厘米内。平地、丘陵地10~20个;山地、高山地及地形特征点稀少地区8~15个。等高线注记图上每100平方厘米内1~3个。
4.1.4 测绘地貌
地貌表示以等高线为主。同时恰当配合各种地貌符号和高程注记。用符号表示的各种地貌元素。在图上的位置、形状、大小、方向等应符合实地真实情况。
等高线应仪器上实测。当相邻两计曲线间距在图上小于5MM的等倾斜地段,只测绘计曲线,首曲线可以插绘;
等高线应真实地反映各种地貌的形态及其特征。山头、鞍部、倾斜变换处、山脚等首曲线不能显示出地貌特征和地貌形态时,应加测间曲线,以至助曲线。凹地及凹凸难辩的地形应加绘示坡线;
森林密集覆盖区,当只能沿树冠描绘等高线时,应加树高改正;
立体观测难以照准的阴影云影部分,图上面积大于2平方厘米的用草绘曲线表示;
典型地貌如沙丘地貌、黄土地貌、喀斯特地貌等,应在专业设计书中提出具体要求,必要时应制作典型地貌详片。
4.1..5接边和结尾工作
像对间的地物接边差不大于地物点平面位置中误差的两倍。等高线接边不大于1个基本等高距;山地、高山地当相邻两个基本等高线间距在图上小于地物接边限差规定时,等高线接边限差按地物接边限差要求执行;
每像对测完后,应经检查才能从仪器上取下。
每幅图测完后,应认真进行自校和资料清理工作,图历表、手簿要齐全,并填写完整。
5. 数字高程模型的制作
数字高程模型是我国基础地理信息数字产品的重要组成部分之一,是能够进行土石方和模型分析的三维地模数据,地模数据即地面高程模型(DEM),它是利用测图数据及采集的特征点线构三角网,然后根据一定的格网间隔内插生成DEM。虽然制作数字高程模型的方法有许多种,比如说野外实测、在地形图上量取、利用摄影测量方法等。但是野外实测人力财力投入高,工时比较长。在地形图上量取精度比较差,不能满足用户要求。目前在实际工作中,我们使用VirtuoZo NT的数字测图模块进行点、线提取,在进行线提取时全部使用折线而不能使用流线。点线提取完成后,利用VirtuoZo NT的导出DXF件功能生成三维的DXF,将其输入专门的公路设计软件(CARD-1)即可。5.1 数字高程模型的采集原则及文件格式
5.1.1 .采点原则
能真实反映实地地形,在地形变化处采点,采集方式按《公路规范》7.2.4的规定,采点密度一般具体工程具体要求。
5.1.2 特征线的采集要求
地形变化处全部要采集出来,例如陡坎上下边缘,山脊,沟渠、坑塘的上下边缘等断裂线进行三维数据采集,特别强调陡坎上下边缘线,绝不可只有上边缘线而无下边缘线,或只有下边缘线而无上边缘线,如遇公路,则公路路基边缘线、坡脚线均应存在,对于断裂线所经过的点(或称断裂线上的点),均应当是上面提到的采点时已存在的点,断裂线不得相交。等高线归为特征线。
5.1.3 文件格式
除点、特征线外,文件中不需其它任何数据。将在VirtuoZo NT中采集完的数据文件经检查无误后导出生成两类符合CARD-1的文件,一类是点文件,文件名为 *.ASC;另一类是断裂线文件,文件名为 *.POL。此软件采集的点、线密度合理、位置正确、精度可靠,为高速公路设计提供了可靠保证。
最大限度地采集重要的地形特征点是保证DEM质量和提高作业效率的基本前提。
6. 结论 VirtuoZo NT全数字化摄影测量系统的应用,是航空摄影测量内业的一次转折性的革命,使高速公路勘测设计进入了一个更为全新的阶段,从而形成了“一体化、智能化、简便化”的应用模式,在高速公路勘测技术中大规模使用航测数字化测图技术,具有技术上的可行性。
目前,我国的“数字中国”规划已经提上了日程,而作为其重要组成部分之一的“数字城市”的建设必将扮演举足轻重的角色。航空摄影测量技术作为“数字城市”的建设具有其独到特点和应用优势,而VirtuoZo NT全数字化摄影测量系统作为摄影测量技术的必然发展趋势起着举足轻重的低位,因此VirtuoZo NT在城市领域的应用必会越来越广泛,必将推动“数字城市”乃至“数字中国” 的建设,对于提高城市规划、改善环境以及城市的可持续发展将起到十分重要的作用。
[参考文献]
1.中国测绘报2007.9.10
2.适普软件公司《VirtuoZo使用手册》
【关键词】水利工程;水利勘测;设计质量
近年来,我国的经济发展速度越来越快,经济发展水平也不断提高,随着科技的发展我国的水利工程的施工技术也得到了很大的进步和创新。水利勘测设计在整个工程中起的是提纲挈领的作用,为整个工程做出整体规划和具体设计水利勘测设计是整个水利工程的重要环节,与水利建设相辅相成,不可分开。勘测是设计的前提,设计是设计师通过对勘测所得的数据进行分析后对整个工程建设的大致规划。所以,二者关系密切,不可分割。
一、我国水利勘测设计质量管理存在的主要问题
一方面,从水利行业的管理体系来看,水利体系质量审核、勘测设计监督情况和安全监管方面都存在着某些严重问题,譬如在水利勘测设计中,经常会因为设计的参数选用不当而导致出错,水利勘测计算中也存在计算不够规范的低级错误,从整个体系的监管上来看,有时也存在审批、论证不到位等情况,这些都会直接影响到水利过程的勘测设计质量。
第二方面,从水利勘测质量来看,质量安全问题令人担忧。水利勘测设计中,存在设计深度不够,前期工作准备不充分,设计方案不合理等严重问题,在工期进行中,存在延长工人工期,投资控制不合理等等严峻的问题。正是由于这些问题的存在,才会导致我国水利工程事故频发,人民财产安全得不到充分的保证。任何关系到民生的问题,都是大问题。 所以,这个问题需要更多的关注和重视。
二、进一步提高水利勘测设计质量的有效措施
在企业管理中,应该建立起责任问责制度,以便充分调动所有员工的安全质量生产的意识,并且能够确保出了事故之后能够找到该负责的人,进行相应的惩罚制度,以警示其他工作人员,树立起良好的企业作风。做符合我国相关规定的良心企业。水利勘测的企业应该结合自身的实际情况,建立符合我国对于水利勘测企业的质量规定的良好企业,并且根据企业的资质,对业务的分包管理进行严格的把关,严把设计质量,一切以国家的质量管理体系标准为依据,保证勘测设计的质量。
除了企业之外,要做好水利工程勘测设计质量工作,最重要还是得从工程技术抓起,合理运用现代化勘测设计技术,做好每一项技术工作细节以及现场监督,才是重中之重。下面对水利工程中常见的技术进行分析:
2.1工程控制测量
工程控制测量分为平面控制测量和高程控制测量,它是工程建设中各项测量工作的基础。其目的是为测区提供统一的空间参考框架,为工程中各项测量工作提供位置基准,让工程建设在不同阶段对测绘质量、进度和费用方面预测和计算提供位置参照。在工程规划设计阶段,建立地形测图控制网,用来控制整个测区,保证满足最大比例尺测图的需要。平面控制测量的作用是精确测定控制点的平面位置,在实际操作中,根据测量工作需要,在测区范围内选择一系列的控制点,在各控制点上建立地面标志和测量标志,使各个控制点构成三角形、矩形、中点多边形、折线形等,构成平面控制网。高程控制测量是为了精确控制点高程,根据需要在测区内每隔一定距离设立高程控制点(称为水准点),两相邻水准点之间组成水准路线,由各水准路线构成的控制全测区网线称为高程控制网;用水准仪观察各水准点间高差的称为水准网;用电磁波测距仪侧边和经纬仪测垂直角的称为电磁波测距三角高程控制网。高程控制网的首级网应布设成闭合环线,加密网可布设成附合路线、节点网和闭合环。
2.2 GPS定位技术
在水利工程施工过程中施工测量是很重要的一个环节,它为后续工程工序的展开奠定了基础,同时它也是一项要求非常高、非常严格的工作内容,GPS定位技术给施工测量带来了全新的改革。传统的定位测距主要使用水准仪、经纬仪等等,人工操作很麻烦,精度不高,全局感不强,给水电工程施工带来了一定程度的妨碍。GPS定位技术具有高效率、高精度等特点,它的定位范围甚至可以扩大到全球范围,且从静态定位扩展到动态定位。随着GPS定位技术的不断发展和完善,为工程测量提供了更加精确有效的技术方法,对水利工程设计阶段的测量工作带来了很大的方便。
2.3 GIS技术与数据库技术
在水利施工过程中,对于大量的测量数据如何更好的使用和管理呢?这就是GIS技术和数据库技术在水利工程中的作用。管理测量数据目前最有效的方法就是利用数据库或GIS技术建立信息系统,这样能够把大量的数据进行科学的分析和存储,便于随时查找和检索,从而减少工作人员的劳动量。同时在水利工程建设中通过运用这些技术,还可以用三维全景的形式来展现施工总布置情况,动态直观的反映项目施工的全过程,真正实现水利工程中信息的数字化和可视化。
2.4 地物测绘
地形图测绘是水利工程设计阶段的一个重要内容,地形测绘主要为水利工程规划选址、建筑物布置等提供依据,水利专业测图的地物测绘主要包括以下内容:①测量控制点,②居民点;③道路和管线;④输电线路和通讯线路;⑤独立地物;⑥地质勘探点和水文、气象设施;⑦境界、地类界及垣栅等。测绘区域可分为工程区域内和工程区域外两部分,在进行测量地物时,主要围绕相关工程涉及的区域进行测量。比如,中小河流治理主要包括堤防加固、河道疏浚、岸坡整治等等,在测量地物时重点要注意堤防附近房屋、跨河建筑物、堤防附近、跨河的电力、通讯设施与堤防和河道交叉的建筑物、沟渠、现有堤防与河道的护坡护岸及材质等等,对跨河的各种阻水设施(桥梁、涵闸、溢流坝)还要在地形图上标注其建筑物的规模(宽×高)、底高程、桥面高程、堰顶高程等。
2.5地貌、土质和植被测绘
与其他工程尤其是城市测量相比,水利工程地貌、土质和植被测绘更具有其特点。水利工程对地貌要求比较高,不像其他行业测绘仅保留部分高程点,而没有进行等高线的勾绘。有时为了显示地貌碎部特征(如鞍部、小丘、台阶地以及盆地等),还加绘间曲线,地貌应用等高线配合地貌符号和高程注记点来表示。地貌元素如陡崖、土堆、坑穴、路堤、路堑以及梯田坎等在测绘图中用特定的符号来表示,并适当保留高程注记点和比高。另外,凡是面积在图上大于lcm且具有经济价值的土质植被需用地类界绘出范围。
2.6水下地形测量
在水利工程测量中,水下地形测量极其重要,也是测量中的重点之一。与很多其他测量相比,水下地下测量不仅要绘制河道的河口线或水涯线,还需要测出水下地形,对于沟渠一般还要求图上2~3cm注记底高程。其难度比其他测量都要大,要求的数据也要比较详尽。
2.7纵横断面测绘
在水利工程测量中,通常会涉及到土石方工程,包括有填高、挖深、削坡等,这些工程量概算都要涉及纵横断面测量。纵横断面测量精度直接影响到工程量,所以在纵横断面测量环节必须要得到重视。横断面位置的布设非常重要,横断面间距的正确与否又直接影响到工程量的大小,是影响工程投资的主要因素之一。水利工程规划设计阶段横断面间距一般要求在50~200m之间,所以断面选位显得非常重要。我们在布设横断面时在满足断面间距要求的同时,还应该注意把横断面布设在横断面形态(长度)显著变化、河道急转弯、支流入口、比降明显变化等有关部位。横断面位置布设一般在地形图测完以后根据地形特点在图上初选,再到实地选定。横断面方向也是影响工程量的一个重要因素。尤其对于高差较大的地物或地形,如堤防加培、高切岭段。
三、结束语
水利工程的勘测工作是整个工程项目前期工作中的重要的环节之一,勘测和设计是密不可分的两个重要工序,在行业内部,行业负责人应该依据国家管理的规范,对各行业中的工程质量、设计水平进行严格的监管检测,提高整个水利勘测行业的整体质量水平,引导整个行业进行良好的规范的市场竞争,保证整个水利勘测行业的健康发展。
参考文献:
[1] 李孝振,董武义. 加强水利工程勘测设计质量管理的途径与建议[J]. 中国水利. 2010(20)