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数字化工具在水利工程勘测设计和施工中的应用

    1 数字化工具在水利工程勘测中的应用
    数字化工具在水利勘测中的应用主要体现在效率增加与测量方法的简化,以及内业工作的计算精确度的提高。首先,数字化工具的应用可以大幅度降低测绘资源的利用,因为现在的数字化工具都具有独立的存储与记录功能,可以系统而精确的测量距离与坐标,所以改变了传统的线尺测量与人工计算记录的局面,减少了勘测的工作量,并后续的设计提供了较为准确的数据,同时也大幅度降低了勘测工程的成本。
    数字化工具功能导热使用简单且精度高,如GPS、全站仪等测量的精度都已经可以满足工程项目的基本需求与特殊要求,省去了三角网控的步骤,图根控制点可以和碎部点同时完成测量,减少了仪器设备搬家的次数,也提高了勘测的速度。
    在内业工作中,因为数字化工具采集的数据是数字化形式,可直接输入计算机,且数字化工具的测量成果误差小,可以省去传统模式下的点间角度闭合差、基线闭合差、三角边长、坐标计算等复杂的工作。勘测完成的数据处理时间较短,这样就可保证内业计算与分析、设计的高效率。同时利用成图软件,如南方CASS等电脑软件,只需要将数字工具上的数据进行导入,即可利用电脑完成DTM、绘制、等高线绘制等都可在固定指令下自动完成,这样就避免了手工计算的误差与时间消耗。软件成图后还可以反复利用、删除添加等,修改相对容易,同时各种地理标志和建筑都可一目了然,按照不同的比例进行打印与放缩,建设了设计环节中的重复性工作。
    2 工程设计中的应用
    在设计中数字化工具形成的是电子图形,是可以进行复制和格式的转变,如从CAD电子地图上复制图形,可以设计多种工程的方案进行计算与对比,直至产生一个较为合理而优化的结果,即满足平面布局合理。也满足可行性研究阶段的方案对比,利用模拟计算等对工程方案的各种数据、指标等进行计算;其次,借助数字化工具所形成的电子图形容易修改,在工程设计中利用电子图形可以布置固定的建筑、管线、设施等等,其布置的准确性、灵活性可以帮助设计者进行比对与合理改进。利用电子图标上的位置设置坐标、角度、距离、面积等,利用CAD工具完成修改、镜像、打断等指令,让设计更加的灵活,同时可以截取施工的各种参数以备查询,减少了传统图纸应用时的误差与查询不便。
    在设计阶段还可利用电子图形与电脑软件结合,进行快速设计。如提防、管道等可以利用电子图上的控制点配合软件完成同步的线性构造,根据实测的高度自动生成纵断面,反复快速的拉出合理的高程完成设计。又如在农田、灌溉等基本设施设计上,可以借助南方CASS软件进行计算获得土石方等工程量,并可保证准确性。最后,对工程量的计算准确保证了投招标的需求。利用全站仪等数字化工具可以在工程勘测中获得准确的数据,对于悬崖、深水等地区的勘测也十分轻松,这样就可保证勘测数据的全面性,由此避免了勘测不到位而出现的尺寸差异,使得工程设计更加的准确,计算工程量也就相对准确,为后续的投招标、工程量清单的编制都提供了数据保证。
    3 数字工具在水利工程勘测和施工中的应用
    3.1 GPS
    该技术在水利工程中的应用体现在,水利工程的建设地区地形相对复杂,山谷沟壑纵横,其中地表植被富集,地形相对复杂,国家控制点少且通视条件差,光学仪器应用十分困难,所以在勘测中应用GPS就可扩大测量的范围与精度,因为该技术不受地理因素影响,在勘测、设计、竣工中都得到了较为广泛的应用,其形成的数据是以数字形式记录,在设计阶段、施工阶段都可与帮助准确的完成对现场的测量与勘测,降低现场管理与测量工作人员的工作量,提高了水利工程施工的质量。
    3.2 遥感技术
    遥感技术在水利工程中应用也较为广泛,其中涵盖了水利该工程勘测、工程设计、施工管理等,以及在试运行阶段的遥感图片来检测运行情况等,逐步形成订正和编制小比例尺的图形、专用图等的重要措施。在工程中利用图片可以反映真实的水利工程对整个河流流域的影响,如流域的地质构造、地质情况,确认水库淹没区域、坍塌范围等;另外在工程立项阶段,可以利用遥感资料明确坝址并对整个库区的影响范围进行评价,并指导进行人口迁移等提供专业化的图像资料。最后利用遥感技术来降低外业的工作量,配合数字化的处理技术可以提高成图工作效率。
    3.3 数字地图
    数字地图是利用数字工具绘制的重要基础资料,目前多数工程资料的依据都是数字地图,所以数字地图已经成为重要工程工具之一。地图在水利工程中作用较大,对工程规划、施工等都是起到直接的指导和规范作用,指导工程进行选址与定位,规范作业方案等。具体应用的方向如下,指导工程前期的水库定位与搬迁范围划分,可以明确水库的淹没线,水库的基本面积和汇水情况,这些对水利工程而言是十分重要的;利用数字地图也可对水利工程的高程、坐标、规模、位置等进行确定,为工程设计与指标控制提供了基础资料;确定工程中隧道的布置,渠道的设计、管道走向等一系列辅助建筑设施的位置与断面绘制,这些步骤在没有数字工具前都是十分复杂的工作内容,如果采用传统的测绘方式与绘制技术就会消耗大量的资源。而数字地图则可以利用全自动的测图系统与电子平板仪等数字化工具上获得相关数字资料,经过计算机的处理即可获得数字地面模型和数字地图,从而节省了资源与时间。数字地面模型与数字地图应用的重要性在于,地图上的任意坐标点都涵盖了较为丰富的地理与工程数据,如高程,这样既可直接绘制断面图与高线、管道、建筑物等等。所以将数字地图应用在水利工程设计与施工中有利于提升水利工程的设计与施工质量,并有效的降低成本。
    3.4 平板仪
    电子平板仪的应用是在水利工程勘测与设计中帮助绘制地图的,就是将地貌和地物等按照一定的比例与相关标注等绘制在勘测地图上,同时还要测定不同比例的水利工程地形图,同时还可以测定不同比例尺下的水利工程地形图,但是该设备在应用中还应注意,电子平板仪主要是与全站仪进行配合,全站仪采集相关的坐标、高程等数据信息,这样就简化了测绘的基本流程,也提升测绘与结论的准确性。
    结束语
    数字化工具在先进数据采集与处理过程中充分借助了计算机技术实现了自动采集、分析、处理、输出等功能的自动化,该技术已经成熟并可靠,所以在水利工程勘测中应用较为广泛,突出的优势是降低了成本,提高了工作效率,工作质量与精确度上都可保证水利工程的勘测与施工质量,为水利工程的发展与质量提高作出了不可忽视的贡献。
    参考文献
    [1]高元.GPS技术在水利工程中的应用研究[J].内蒙古科技与经济.2010(14)
    [2]洪海.GPS在水利工程中的应用综述[J].水利科技与经济.2009(02)
    [3]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)
    [4]熊锦江.水利工程施工测量技术分析与实践[J].黑龙江水利科技.2012(12)

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