时间:2023-06-29 16:22:31
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随着测绘新技术的日新月异,测绘技术的数字化在我国水利工程的研究、设计和规划中的应用越来越广泛,水利工程中内外作业一体化、测量管理的可视化、数据获取和处理的一体化等要求越来越高,传统意义上测绘已经不能适应时代的发展。新技术和新仪器的投入使用,进一步增加了测绘行业的科技含量。
水利是国民经济的基础设施,也是近年来国家最重视的行业之一。根据有关资料显示,洪涝灾害、干旱缺水、水污染严重等水资源问题日益突出,已严重制约着国民经济和社会发展。为水利规划、设计、模拟、监测、预报、决策、信息及科研等提供更快速、准确、有力的支持与服务。
1 数字化测绘的涵义
数字化侧图,是通过计算机对地形空间进行处理取得数字地图,必要时也可数控绘图仪绘制各种地图或地形。数字化测绘的基础是传统的白纸测图,使用计算机作为核心,在连接外部输入输出设备软件、硬件的前提下,通过对地形空间数据的处理得到数字地图。数字测绘不要包括数据处理、数据输出和数据输入三个部分。该系统又被称为数字化测绘系统,其实质是解析测图,计算机把所测得的数据进行处理后就可以得到内容更为丰富的电子地图。
由于数字化测绘的结果不仅有方便传输、共享、处理的电子信息还有传统的纸绘地形而广泛应用于水利工程和测绘生产实践中,传统的测绘方式的劣势日益显现出来,必将被优越的数字化测绘技术所取代。在水利工程中,测绘工作总是走在各项工程的最前面,测绘工作的优劣、测绘结果的准确性直接影响着整个水利工程的实施,数字化的测绘技术较传统的测绘技术有着明显的优势,是水利工程测绘的数字化是必然趋势。
2 测绘数字化的优势
2.1 高效率
使用数字化测量技术可以大大提高测量的效率,比传统的经纬仪配合平板的方法快了好几倍。数字化测量的运用使工程勘测设计一体化成为可能,并能实现数据的更新与采集的自动化、管理一体化。数字化测量已被广泛运用于GIS数据采集中。如果通风条件好,利用全站仪可以测量仪建站点为圆心的1000米范围内的地形图,在相同的时间里,测绘量是传统测绘量的两倍,这使得成图周期大大缩短。
2.2 高精度
数字化测绘可以使测点精度更高。传统的测图法,因为受到地形图上地物的刺点误差、测定地物点的方向误差。和视距误差、测定误差和展绘误差的影响,传统测图法产生的图上的实际误差往往在+0.47毫米,即使在0°~6°的平坦地势,在视距为150m的条件下,+0.06米以上的程误差也不可避免,且倾角越大,误差越大。若采用数字测绘可以很容易达到点位误差低于图上0.2毫米的规范指标,使用电子速测仪,在300以内的距离内,测定地形高差大约只有+ 18毫米。数字测绘仪可以做到,从原始数据到成图,精度可以达到零误差。反映外业测量高精度的数字图形图,体现了精度提高、仪器更新与发展的高科技的价值。
2.3 自动化
数字测图可使测绘到成图整个过程自动化,可以实现野外测量自动记录,自动成图、自动解算处理。数字测图较高程度的自动化,主要表现在自动提取面积、方位、距离和坐标等方面,所以使用数字测土绘制的地形图比传统测绘绘制的地形图更规范、更准确也更美观。
2.4 多样性
数字化测绘所绘制的图纸具有多样性的特点,可以打印或者显示各种各样的资料和信息。数字化测绘可以满足不同的需求,很方便的绘制、分层输出不同类型的专题地图、不同比例尺的地形图。
数字化测图的成果的存放特点,使得图纸很容易被编辑加工,因为不被图面负载量的限制,采用分层存放,比如使用EPSW软件可以根据客户的需求定义房屋的新层,、水系、铁路、电力线等被放在不同的层中,打开或者关闭不同的层就可以方便的的得到不同的专题图,如房屋图层、大坝图层、溢洪道图层等。
由此可见,测绘数字化是将采集的相关信息转化为数字形式,再由计算机对这些数据进行处理,得到丰富的电子地图。计算机可以方便、快捷、准确、多样的对这些数据进行编辑、使用、修改和补充。
3 数字化测绘的数据采集方法
随着AutoCAD等计算机辅助技术的广泛应用和现代科学与技术的迅速发展,水利工程测绘的数字化越来越广泛。测绘的数字化依托数字化侧图软件、地面测量仪器、和计算机技术的应用而得到不断的发展,在水利工程测绘中的作用越来了越凸显出来。根据不同的数据来源、采集方法和使用的一起的不同,目前在水利工程中,数字化数据的采用主要有一下三种方法。
3.1 航片采集是指利用航拍照片作为数据源,在使用立体量测仪或解析测图仪采集地形特征点数据的采集方法。
3.2 底图采集此方法以现成的地形图为原图,采用扫描仪等扫描设备将原图转化为电子图片格式,然后计算机使用矢量化软件对扫描成的图片格式进行逐线逐点的矢量,用AutoCAD等软件最终将其编辑成deg格式的电子地形图。
3.3 野外采集野外数据采集法使用全站仪实地测量,一般用于没有底图的地区。这种方法造价低、精度高。
4 数字化测绘在水利工程中的应用
4.1 应用于水利工程竣工时
大型工程项目通常在竣工之后,把数字技术运用到竣工测绘中,并整理资料,这是因为数据测绘具有准确快速的特点,使得把大量的测绘图表,数据的归档变得相当容易,归档后的图标和数据,除了作为工程评估验收的基础外,还是今后工程安全运行的原始依据。
4.2 应用于土石方验收和放样中
目前数字化测绘手段被广泛运用玉我国的水利工程的的施工现场以及施工建设的管理当中,全站仪被大量使用于土石方验收、施工放样等操作中,。比如需要知道挖填深度是多少,就可以使用数字水准仪。在实际的施工测量中,实时工程进度管理中可以借助GPS、PTK等设备来测图获得数据。
4.3 应用于工程后续检测中
在大型桥梁、水库大坝等大型水利工程竣工、投入使用偶,需要继续进行检测和精密的监测。数据化测绘可以应用智能全站仪、GPS、数字垂线仪等技术,在无人的情况下就可以实现监测。三维影像扫描仪能对繁杂的数据进行精确到毫米的分析,收到“明察秋毫”的效果,人民的生命财产和工程的使用安全得到了有力保障。
4.4 应用于城市给排水中
数字化测绘技术,随着经济的发展,被广发应用玉城市地下水排水管道的管理和施工中。数字水准仪和全站仪在城市河道改造和城市排水管道施工中,发挥着越来越重要的作用。这些数字测绘技术能保证城市地面完好无损,在城市地下管道施工过程中。自动跟踪全站仪的使用使得自动引导系统的建立和掘进的自动化成为可能,从而有效的控制顶管掘进的方向和位置。
4.5 应用于水灾中
利用数字化遥感技术可以使江河湖的水位及洪涝灾害的面积进行实时监测,把防灾、抗灾的准确信息提供给有关部门。GPS和RS等遥感技术还能检测水源污染情况,同时还能探测地下水资源,为人民生活和国家建设提供了极大的便利。
参考文献:
[1] 刘炜.信息技术对工程测绘的重要性分析[J].民营科技 2011,(12).
机电管理不是单一性的管理,而是多个部门的综合型管理。一个机电设备是由每一个小部件、小部分组成的,它可能来自各个不同的行业和部门。通常水利工程机电设备是有水利和电力行业协作完成的,因此它的管理标准也主要是参考水电行业,但是有些质量控制工作也渗透到化工、消防、冶金等相关部门,这就造成了机电设备质量管理的不协调性。各部门在制定使用功能一致的机电设备标准上缺乏有力的协调机制,不利于规范产品,也会造成运行。制造成本的增加,造成不必要的资源浪费。
1.2 不能明确评价安全的指标
水利工程机电设备的安全评价必须是从设计到维系等一系列标准出发,甚至可以借助强制性标准。这对机电工程的安全是必不可少的,我国的评价鉴定指标尚不健全,直到二十世纪九十年代以后,才出台了一些强制性的规范,近年来,我国开始重视对工程建设强制性条文的拟定,使工程建设更为安全可靠。有些条文看似规定了强制标准,但仍然停留在单一部件的质量管理中,没有全面的考虑实际问题。
1.3 尚未达到国际化的质量控制标准
我国仍处在社会主义发展的初级阶段,由于我国的生产材料、科技水平有限,我国的指标体系并不完善。相比于国外先进的标准体系,我国的各项标准都存在着很大的差距。设备技术的性能提升受到了阻碍,国外的标准往往是简单明了,但在具体说明上是具体的,并且是有针对性的对重大技术问题作出规定。尽管近年来,我国在自身不断地学习以及技术交流过程中取得了一些进步,但仍需要进一步努力达到国际化的先进标准。
2 水利工程机电设备质量管理策略
2.1 培养专业有素的技术人员
水利工程机电设备质量的管理离不开有责任心、专业技术高的人才队伍。企业要把重点放在技术人员的培养与教育上,既要让他们在理论知识上达到一个新的高度,又要使其理论实践相结合,全面发展。鼓励技术人员多思考、多实践,积累一定的实践经验,通过多种途径完善自身,用一切能够激发他们学习热情和动力的方法,使他们掌握过硬的专业技能。除了技术人员外,对管理人员也要进行相应的培训,丰富他们的理论知识。
2.2 设定合理高效的诊断程序
首先,要明确整个工厂的重要机电设备。比如水泵在泵站中是一大核心设备,水电站最重要的就是水轮机发电机。在对这些设备进行检测时,除了必要的诊断,更要将诊断的对象扩大范围,不放过任何一个细节,其次,诊断对象的监测点一定要选择合适。相对测振来说,首先要明确测振点的测定参数,然后建立起正常频谱图在内的基准值,除此之外,还要明确每台设备的运行状况,并做好相应的记录。电脑系统与人工系统相结合,对机电设备进行周期性的监测。
2.3 建立设备档案和点检制度
必须做好机电设备的档案管理,积极落实岗位责任机制,随时发现问题、解决问题。及时的维修保养,遵循节约成本的原则,制定机电设备相关的配件采购管理机制,制定出利润计划、维修保养等优化指标。可以建立包括施工设备的操作手证件以及设备维修操作方面的管理机制。这个机制实际上是把点检员当作设备主任,将责任具体到个人,点检员有权对机电设备进行全过程的管理,在管理的过程中,根据设备运行的实际情况,提出可行的改进意见和建议。
2.4 力图达到国际标准化
目前,我国对水力资源的投资力度大大加强,可见国家对水力资源的重视程度,我国的许多水利工程机电设备是以进口为主的,再加上先进技术的引进,我国的机电设备质量有了大的提升。在强制性的管理条文上,我国也开始参考借鉴其他发达国家的标准条款,尽管这种借鉴力度并不是很大,但是我国的国际标准化在不断的加快。随着我国经济的不断发展,我国的水利工程水电设备将达到一个全新的高度。
3 自动化监控技术分析
水利工程自动化控制系统主要体现在以下几个方面。闸门自动监控系统,就是用户通过输入闸门开度数据实现对闸门开度以及其他相应设备的远程或近距离控制。一旦闸位到达设定的闸位下线,便可自动停止闸门运行,保障系统设备的安全,如果设备出现故障问题,系统将会自动启动报警功能。实时视频监控。计算机多媒体系统,可以多视角的录像,提供遥控摄像头与视频报警部署功能,使用户第一时间了解各闸门、坝下的现场状况。大坝安全监测系统。这时对大坝进行变形监测和压力监测,并能自动收集整合监测数据,为用户提供查询、分析服务,了解水库大坝的实际运行状况。水情监测。运用信息监测、通信、计算机技术等,实现对水文的固定或移动监测,可根据用户的实际需求测报包括风速、气压等监测信息,使用户快速的掌握检测区的水位、流量信息。
1.水利工程测量中的地图数字化技术GIS技术即地理信息技术,是基于计算机技术和网络通信技术的一种空间信息技术,主要解决与地球空间住处有关的数据获取、存储、管理、分析与应用等问题,它的技术优势不仅仅在于它能够集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体,还包括着它对于空间的预测和辅助决策的功能,因此在建立GIS系统时,要对原有的地图进行数字化的处理,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,从而提高数字化测绘技术的准确性。
2.水利工程测量中的数字化成图手段测绘工作是水利工程测量中的重要内容,因此在进行工程图以及比例尺较大的地图的测绘时,要使用数字化成图的手段来最大限度的提升地图的质量,降低野外测绘的复杂程度,缩短测绘的周期,尽量满足客户的需求,保证数字化测绘的精度。传统的测绘成图方法工作量较大且作业的程序复杂,还要处理繁琐的内业数据,这就使得成图的周期较长,且精度较低。而数字化成图手段可以将地表和地理要素转化为数字量,然后再通过计算机技术对其进行相应的技术处理,从而形成电子图形,这种数字化成图手段的优点在于精度高,工作量较小且易于保存和管理,因此在水利工程的测量中得到了较为广泛的应用。
3.水利工程测量中的全球卫星定位技术(GPS技术)全球卫星定位技术也称为GPS技术,是由空间系统、用户设备和地面控制三部分组成的,其主要功能在于能够全天自动化高精度地实现军事及民用交通的导航、摄影和大地测量,并且实现快速准确地定位三维坐标,在水利工程的测量过程中,GPS技术正是由于其体积小、重量轻且定位的准确度较高的特点使得其在工程的测量中得到了极大的应用。总体来说,GPS技术的主要优点在于其能够准确的定位、测量的时间较短、且操作简单能够及时地提供三维坐标,并且观测站之间无需通视就可以进行测量,还可以在任何时间任何地点不间断地连续作业,水利工程的业外实施工作包括选点、测量以及数据传输和数据预处理等都可以由它完成。
二、数字化测绘技术在水利工程测量中的优点
1.数字化测绘技术的成图精度较高传统的绘图方式主要是人工完成的,相比于传统的手工绘图,数字化测绘技术成图技术的精度要高很多,并且数字化测绘技术在进行外业数据的采集和处理时,一般情况下会选择全站仪现场自动采集的地形地物点的三维坐标进行自动的保存和处理,另外在进行内业的数据处理时,会尽量减少误差,提高和保持测量的精度。除此之外,在进行数字化的测绘过程中,还可以省略传统绘图方式中的计算、读数等步骤,大大地减少了工作人员的作业量,缩短测量的绘图时间,提高外业工作的效率,从而提高企业的经济效益,为企业创造更大的收益。
2.数字化测绘技术可以更好地存放数字化产品传统的测绘技术不能够满足人们对于数字化产品的形成和保存,因此人们在经过大量地研究和实践之后逐渐形成了对于数字化产品形成以及保存的现代化技术,通过运用现代数字化测绘技术可以对各种有效的数据和要素实施数据的加工和整理,并且使用计算机技术和现代媒体技术将这些数据形成各种不同用途的图件产品,即我们所说的数字化产品,进而对其进行报关和存放,以此来满足不同用户的不同需求。
3.进行相应的修改和订正,因为数字化测绘技术形成的测绘结果在进行数据的处理过程中,客户可能还会根据实际的设计和规划进行相应的调整和修改,例如对城市道路网络进行相应的设计规划,对土地资源的使用情况进行更加详细的统一规划等等,这些都是在测绘成图过程中可能遇到的问题,需要数字化测绘技术能够进行相应的修正。现代数字化测绘技术可以提供相应的修正,并且通过一定的修正可以提高产品的质量,提高企业的经济效益。
三、数字化测绘技术在水利工程测量中的应用
1.数字化测绘技术在水利工程测图内容方面的应用
在水利过程的测量过程中,数字化测绘技术主要包括对原图实施数字化以及进行地面数字测图。在对原图实施数字化的过程中,有扫描矢量化及手扶跟踪数字化两种方式。扫描矢量化在测量的过程中具有较高的精度,工作效率也明显比手扶跟踪数字化要高很多,但是用这种方法获取的数字图与原图相比精度较低,数字化的处理过程有一定的误差。除此之外,这种扫描矢量化的方法所呈现出的各个地表及地物的外貌成图过程的实时性比较弱,因此这种方式一般应用于水利工程测量的应急处理措施中。在工程测量中,地面数字测图则是内外业一体化数字测图方法中比较典型的方法之一,适用于测量进度要求较高,比例尺较大的地图,可以获取较高精度的数字地图。
2.数字化测绘技术在数字地球中的应用
在水利工程的测量当中,数字地球是利用计算机技术将地理坐标的构筑进行统一,进而形成一个统一的框架体系,在这个体系中可以对重要的社会信息和数据资料进行保存和维护,客户也可以通过通信网络对数据进行访问。由于数字地球的科技含量较高,且系统工程复杂、庞大,综合性和涉及的内容也比较广泛,因此在这个体系当中需要各个部门的相互配合和协调,数字化测绘是空间技术部门、信息科学部门、地球科学部门以及多个部门的关键工作内容,对于水利工程的测量和数据的获取也有着非常重要的影响,因此也要注重对于空间信息的建设和管理。从事测绘工作的专业人员也要通过计算机网络技术对信息进行处理,形成完整的信息源,以此来保证数字化测绘技术的精度要求。
传统的作业模式虽然可满足坐标原点的定点的精度要求,但是在各种大型施工项目中,数字化技术的精度明显高于传统的作业模式。应用GPS技术进行测绘,可为施工方直接提供数字化文件,全面对比前期GPS测绘数据,形成快速定点,在最大程度上提高了施工管理的时效性、精确性,促进了EPC总承包管理模式在我国施工工程的推广。
2三维GIS技术在水利施工管理中的应用
三维地理信息管理系统平台应用及模块主要包括:基本地形地貌展示模块、矢量地图叠加模块、影像对比浏览模块、湖泊分布展示模块、水利工程分布展示模块、基本查询模块、分类查询模块、图属互查模块、热点区域模块、灾情监视模块、系统后台管理模块以及水利工程数据报表数据输出模块等。在水利工程施工管理中,可在水利工程数据库的基础上应用三维手段仿真模拟水利工程情况,采取地理信息技术综合分析对水利工程数据,集中体现三维平台下浏览、查询、分析等功能。采取三维GIS技术,可随时掌握水利工程的施工进度、使用及养护情况。比如:在发生水灾的情况下,可采取系统进行、全面监测水情,动态模拟洪水水情,并主动形成救灾方案等,从而实现科学化的水利工程管理。
3提升施工作业进度,确保施工质量
施工管理中最重要的环节在于保障水利施工项目的进度,提高施工质量,利用数字化技术,可切实提高管理效率。比如,将现代化的数字GPS全站仪应用于水利工程前期的测绘和施工中的地貌抄测的过程中,可加强其与CAD、天正等软件之间的紧密相关性,减少了地形、天气等不利因素的发生,维持正常的日常管理。在一体化的结果分析中,采取坐标和高程等数据,可及时构建三维模型,使施工管理工作人员可掌握施工现场的坐标与高程数据,确保高效的水利施工的质量控制。同时,施工管理人员可以及时观察每日现场进度,充分利用各种专业软件,合理对比原定施工计划,及时掌握各施工作业面的进度偏差,通过分析模型处理影响因子,从而采取可行性的补救和赶工措施,落实对施工工期的全面监控。比如,在水利工程中应用砼和防水材料等特种材料,其验收与过程监督管理的要求都较高。采取GPS监控仪器可对施工作业面定点形成全过程监控,精确捕捉到微小的形变,形成集中化的数据反馈。管理工作人员通过认真观察数据,及时发现异常数据,综合分析形变的原因,杜绝质量问题的发生,增强水利项目的整体结构稳定性等。
4增强对班组与人员管理的时效性
在水利施工管理中,需要采取各种多样复杂的技术,组建不同的施工班组,全面涉及导流、围堰等辅措施项目,各种工序和工种加错复杂,需要充分协调班组和施工人员的安排,正确部署施工管理的重要内容等。传统的管理,在不同的班组管理模式中非常容易出错。通过利用数字化技术,可有效整合直线式管理、矩阵式管理等,在核心班组与技术工种中应用矩阵式管理,将灵活的直线式管理模式应用于渠道开挖、管道安装等班组中,可以全面增强管理的时效性、灵活性。比如,在日常工作中可将每日管理信息整理成为具有动态性、完整性的管理文件,充分结合数字化的文件和纸质文档,分类整理管理文件,加强项目部、公司、监理方、项目管理团队以及班组之间的交流,形成信息资源共享的局面。同时,结合管理信息资源制作成为PDCA动态管理图(如图3所示),根据实际的施工进度,从而科学调整施工成本,控制施工进度,对施工质量指标作出合理的评估,并根据各个指标,进行全面的检查和整理等。
[中图分类号]TP39[文献标识码]B[文章编号]1006-7175(2016)04-0119-02
1案例分析
本文以紫江水电站为例,对数字技术在水利工程施工中的具体应用进行分析。紫江水电站位于贵州省贵阳市开阳县鱼梁河下游河段,属鱼梁河梯级水电开发第二级。坝址位于开阳县南龙乡翁朵村南面约1km小花山处,厂址位于坝址下游约500m,距开阳县城30km。坝址以上控制流域面积1006km2。工程效益以发电为主,电站总装机容量为12MW,多年平均发电量4440×104kW•h。水库总库容898×104m3,调节库容360×104m3。水库正常蓄水位683.50m,死水位671.00m,工程为Ⅳ等工程,大坝、引水隧洞、厂房等主要建筑物按4级建筑物设计,次要建筑物按5级建筑物设计,临时建筑物按5级建筑物设计。工程枢纽由砌石拱坝、坝身表孔溢洪道、冲沙孔、引水系统、厂房、开关站等组成。由于水电站的围岩为厚层灰岩,岩溶发育,溶洞、溶槽等,洞内多充填黏土,稳定性差。遇此类不良地质段,必须从具体施工现状入手,掌握关键施工要点,进而提升整体施工质量。工作人员在实践过程中需要及时对工程属性进行分析,结合后续施工机制的具体化要求,将现代数字技术落实到实处。
2现代数字技术的优势
现代数字技术的应用范围比较广,与计算机数字技术连为一体,经过多年的发展,该技术形式不断被推广和壮大。与传统的施工形式相比,该技术具有明显的优势。1)准确性高。在水利工程建设过程中,涉及到很多内容,采用有效的数字侦查技术能实现对资料的统一管理和记录。此外在具体施工管理阶段,涉及到施工质量、监督、安全及成本控制等方面信息,必须对资料进行归档管理,数字化的控制形式能保证文档的有序性和真实性。此外在施工过程中,需要对资料进行审核,采用数字化技术能对水利工程有直观的了解。在工程后续施工中,对数据和资料进行整理,该技术形式比传统的施工管理具有更大的优势。同时,在水利工程的竣工验收以及结算中,都能够体现出其优势性[1]。2)整合性强。在水利工程的数字化管理过程中,所有的资料都是以数字文档的形式出现的,资料员需要对各项资料进行审核。由于资料内容比较多,采用数字化施工管理形式能将所有资料整合在一起,建立有效的数据库,在数据库中实现对资料的查阅,进而为后续水利工程的施工管理提供数据支持。施工企业通过对数据进行整理,能总结出各项指标,并将其灵活应用到实践中,突出施工管理重点[2]。3)速度快。传统的水利工程施工管理采用的是人力管理的形式,需要在实践中及时对各项资料进行分析,对不同的项目进行审查。现代数字技术能实现全范围的监控管理,同时能增加施工管理的范围,对工作页面进行监控和记录。由于施工管理过程比较复杂,数字化的管理技术可以立即进行查询和筛选,保证信息在业主和施工方间的来回转换,实现信息的流动,提升水利工程的施工管理效率[3]。
3现代数字技术在水利施工管理的具体应用
针对现代数字技术的特殊性,在实践过程中需要从实际情况入手,以区域性水利工程的施工现状为基准,制定有效的施工管理举措,将其落实到实践中。
3.1建立高效的监督管理体系
在水利工程的施工管理中,由于影响因素比较多,因此需要从实际情况入手,结合工程体系的具体要求,建立系统的监督管理体系。此外,工程施工比较复杂,在后续管理中要以有效的监督管理机制为依据,实现全方面的监督管理。具体监督管理流程见图1。在后续管理过程中,需要建立有效的监控系统,对不同区域的实际情况进行监督管理,记录下违反安全条例的作业行为的证据。同时安全管理人员在发现问题之后可以立即到达施工现场,对违反条例的行为进行纠正,进而保证管理体系的有序性。在监督管理过程中,需要不断提升工作人员自身的安全意识和责任意识,如果发现危险因素应立即解决,从源头上避免安全事故的发生[4]。
3.2提升施工作业进度
工程进度对水利工程施工有一定的影响,在现代数字技术的影响下,部分施工程序可以简化处理。在具体施工过程中,进度和质量是相互矛盾的,因此很难实现统一的管理。而现代数字技术在工程具体管理中能明显提升管理效率,如在水利工程的环境测试过程中,应用GPS监测系统,能消除地形和天气因素的消极影响,形成视线一体化的监督和管理。GPS技术的具体动态流程见图2。根据实时考察的数据显示,在现场可以制成有效的施工体系,进而完善施工计划。应用AHP体系,可以快速地采取针对性的补救和赶工措施,从而实现对水利工程施工进度的有效监控和管理[5]。
3.3合理应用三维技术
三维地理信息系统涉及到的内容比较多,包括基本地形模块、矢量地图叠加模块及水利工程分部模块等,在水利工程后续施工管理中,需要在现有的数据库基础上合理应用三维手段,模仿水利工程的实际情况,采取地理信息技术检测系统,随时掌握施工进度和养护情况。如果在具体施工过程中出现意外,则可以及时对施工现状进行检测,了解动态洪水水情,形成有效的救灾方案,实现科学合理的水利工程管理机制。
3.4对班组人员进行管理
在水利工程的后续管理中,涉及到大量的技术工作,为了对施工细节进行有效的管理,必须从实际情况入手,结合水利施工体系的相关要求,对技术体系进行有效的分析,掌握班组人员的具体要求。由于施工工序比较复杂,不同工序之间存在穿插的问题,因此需要根据数字技术的要求,合理安排工作人员。数字化技术的应用对工作人员素质有一定的要求,需要合理安排工作人员,避免出现管理混乱的情况。此外以数字化管理形式为基准,包括直线管理和矩阵管理两种形式,对核心班组的工作人员需要采用矩阵管理的形式,对下属工作人员采用直线管理的形式。不同层次的工作人员采用不同的管理形式能提升管理效率,保证机组工作的有效性[6]。
3.5做好后续保护工程
基于水利工程的特殊性,在后续施工阶段要做好保护工作,发挥现有数字技术的最大化作用。监理部对承包人施工安全与环境保护措施的完善作为开工必备条件予以审核,以数字技术为审核标准,保证审核机制符合技术体系的要求。施工过程中,施工安全与环境保护措施实施情况检查作为监理人员巡视检查的重要项目,发现违规情况当场予以制止,责成其整改并监督其实施。工程完工后,监督承包人按合同约定要求拆除施工临时设施、清理场地,完成环境恢复工作。
4结语
以紫江水电站为例,结合实际情况对数字技术的具体应用进行分析。根据水利工程后续管理形式的要求,在实践中需要工作人员灵活应用数字技术,发挥技术形式的最大化作用,进而体现出其应用的合理性。紫江水电站已全部完工,工程施工质量符合设计及国家和行业有关技术标准的规定,且全部合格。
[参考文献]
[1]何镜波,张爱丽,姜国栋,等.现代数字技术在水利施工管理中的运用[J].中国高新技术企业,2012,1(2):98-100.
[2]余博,翟天夫.现代数字技术在水利施工管理中的运用[J].吉林水利,2011,2(21):28-34.
Abstract: the increasing application of digital technology in the engineering survey of the more widely, it has technical advantages are not available in traditional measurement technique. Digital mapping technology can help us to realize the integration of water conservancy engineering survey and design and implementation of data acquisition, updating, management automation, will provide for the construction of water conservancy project in China is more accurate measurement data. Application of the digital technology in water conservancy engineering measurement, to make the relevant discussion.
Keywords: digital technology of water conservancy engineering surveying
中图分类号:U652.6+2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
水利测量技术向着高科技和数字化方向发展,数字化技术是在计算机技术、网络技术、测量仪器设备智能化的基础上,发展起来的新技术,以传统的白纸测图原理为基础, 以全站仪、计算机及设备为工具,采用数字库技术和图形处理方法,实现一套野外数据采集到内业制图的全过程的自动化测量制图系统。它的实质是解析测图,它实现了将图形的模拟量转化为数字量,经计算机对数字量进行处理,得到内容丰富的电子地图。
在数字测图中,全站仪强制照准棱镜,测量数据自动记录到手簿或全站仪内部存储器中,展点又是计算机自动展点,所以图根点的展绘误差与地物点的展绘误差可忽略不计,其余各项误差也比普通经纬仪测图时大大减小,所以点位精度非常高,同时,数字地图容易存贮,是地理信息系统的重要信息来源。除此之外,数字化测图还大大提高了工作效率,缩短了成图的周期。
一、水利工程测绘数字化技术应用的优势
1、测绘图形更精确
采用数字化测绘就是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式, 通过数据接口传输给计算机进行处理, 得到内容丰富的电子地图。数字地图容易存贮, 是地理信息系统(GIS) 的重要信息来源。现代测绘中, 内外业一体化数字测绘现已发展为用掌上计算机( PDA) 现场采集数据与成图。以往的经纬测绘, 应用了传统白纸测图方法, 测得的地形图容易发生地面点平面位置的误差, 这个误差的产生主要受图根点的展绘误差、测定地物点的方向误差、测定地物点的视距误差、地形图上的地物点的刺点误差以及清绘误差等综合因素的影响, 实际的图上误差可达0. 47 mm。而数字测绘点位精度非常高, 经过实践表明, 数字化测图很容易达到《水利水电工程测量规范》规定的点位误差小于图上0.2 mm的精度指标。
2、测绘效率更高效
数字测绘可实现工程勘测设计一体化和实现数据采集、更新、管理一体化、自动化。现已成为GIS数据采集的一种手段。与传统的经纬仪配合平板的测图方法比较, 数字化测量的效率要提高多倍, 在通视好的情况下, 以建站点为圆心利用全站仪一站至少可以测量1 km范围内的地形图。同时数字化测图还大大缩短了成图的周期。传统经纬测绘法一个作业组在正常情况下用白纸测图法一天能够测量200 个地形点, 数字化测图的方法则可以测量400 个地物点以上, 较之以往的测绘方法工作效率提高1倍。
3、测得图形更精确美观
数字测图的高自动化, 使其能够自动提取坐标、方位、距离和面积等, 绘出的地形图精确、规范、美观。由于电子图形的特点, 可以绘制各种比例尺的地形图。由于数字化测图的结果是分层存放, 不受图面负载量的限制, 图纸具有可编辑性。通过打开或关闭不同的层可以得到大坝图层、溢洪道图层、防汛道路图层、房屋图层等。
二、数字化技术在水利工程施工和测量中的应用分析
1、在放样及土石方验收中应用
目前我国在进行水利工程施工建设以及施工现场的管理中, 广泛地采取了数字测绘手段。在大部分水利工程中,工程技术人员大量使用全站仪进行施工放样、土石方验收等。施工测量中应用GPS- RTK 等设备实时测图, 利用测得的数据进行实时的工程进度管理。
2、在水利工程竣工时应用
利用数字测绘快速准确的特点, 通常在大型水利工程项目竣工之后, 利用数字测绘进行竣工测量, 并进行资料整理,比如对大量的施工测量中的测量文档、数据、图表等进行归档时,利用数字测绘存储的数据很容易就能完成。应用现代的测绘技术, 实现工程的三维可视化、网络化。这些数据图表的整理和存储, 可以作为工程验收评估的基础数据, 还可以作为今后长期安全运行的原始依据。
3、在工程后续监测中应用
在一些大型的水利工程竣工后, 需要继续检测工程投入使用后的具体情况, 比如水库大坝、大型桥梁等进行建成后的精密监测。在水利工程施工中数字化测绘能够给人们提供连续、实时的安全监测数据。另外根据数字测绘具有全自动、全天候、无人值守的特点, 应用GPS、智能全站仪和数字垂线仪等技术, 实现无人化的实时监测。利用数字系统的高精准度特点, 采用三维影像扫描仪, 对浩繁的扫描数据进行毫米级分析, 真正达到明察秋毫的效果, 随时掌握工程在后续使用阶段的细微变化, 保证工程的使用安全, 和人民生命财产的安全。
4、数字化测图软件的应用
在工程测量中,较为重要的工作之一就是工程图以及大比例尺地形图的测绘。以往传统的绘图方法需要测量人员在野外艰苦、恶劣的环境中工作,对于脑力和体力的消耗相当大。从而使得成图时间较长,并且产品也相对比较单一,很难满足现代化工程建设的需要,而数字化测量技术及仪器的应用,有效地解决了这一问题。
通过全站仪与便携接收机相结合,直接在野外进行数据采集,无需编码,所测数据能够直接输入到电子平板当中,完成详图绘制。同时,还可以在现场进行修改,再由绘图仪将最后成果输出,其具有结果直观、便于修改等特点。此外,还将在测点测到数据利用遥控信号进行转换,再传送至便携接收机中,测点信息能够实时显示的屏幕上,最后完成图形编辑,能够有效地确保成图质量。
使用半站仪或全站仪在野外进行数据采集、编码及草图绘制,再通过微型计算机进行记录,最后,将这些数据信息输入到计算机中进行分析处理以及图形编辑,并由绘图仪绘制成不同比例尺的地形图或是专业工程图,成图还可存储到数据库当中,以备日后使用。
5、数字化技术在地籍测量中的应用
当前,随着我国城市化建设进程的不断加快,地籍测量工作开始在各中小城镇中如火如荼的展开,从而使得地籍图的需求量迅速增大。地籍测量最主要的目的是为使有关部门了解,所在地土地的具体属性、面积、位置、经济价值等,并以此作为土地信息管理系统的建立依据。数字化技术在地籍测量中的应用,有效地改善了传统测量技术成图的单一性,通过数字化测量所得的地籍图技术含量更高、产品也更具多样性,并且使用和维护也更为方便。
6、地图数字化
数字化成图技术的应用,给处理纸质地图时带来了很大的方便,如果其各方面均符合要求则可直接利用数字化仪将之输入到计算机中,在经过软件编辑后处理后,即可商城数字地图。对于一部分不符合要求的大比例尺地图,则可以采取地面数字测图技术对其进行重新测量,由该方法所得的数字地图最大的特点是精度高。同时,在这一过程中仅需要采取相应的措施,便可以将建筑物与相邻近控制点的精度控制一定范围内。
三、结束语
随着现代科学技术的发展以及计算机辅助设施技术的广泛应用,数字化测图技术也在不断地发展,数字技术赋予地形图更丰富内涵,它是有关地形的空间信息组合,以计算机硬盘、软盘等为存贮介质,以图形文件的形式进行展示。数字化测绘技术可以帮助我们实现水利工程勘测设计一体化和实现数据采集、更新、管理自动化,将为我国的水利工程施工提供更为精准的测量数据
参考文献:
[1]叶飞.浅谈工程测量与三维测绘技术的发展[J].沿海企业与科技.2010.02.
中图分类号:TV文献标识码: A
引言:
近年来,随着我国经济的迅速发展,我国加快了各方面的基础工程建设,基础工程的建设与发展对测量技术的要求也在不断提高。就目前的状况而言,一些常规的测量设备在测量过程中会受到作业条件的限制,作业的时间长,难度大,工作效率低,并且测量的精确度还不高,这样就拖延了设计周期。GPS(RTK)在工程测量中具有操作简单、定位精度高、可实时检测待测点的数据等特点,GPS(RTK)的使用,减少了冗余观测,大大提高了工作效率,在日后的工程测量中,有着很广阔的应用前景。
当前,我国的水利工程规模不断扩大,各类水利工程得到了建设。在水利工程的建设中,必须要进行科学的测量,才能够有效地指导施工,确保工程顺利开展。由于科学技术的不断发展,工程测量技术得到了不断的更新,一些先进的测量技术被广泛应用到水利工程测量中,其中就包括RTK测量技术,这种技术较传统测量方法而言,不仅工作效率高、测量精度高,而且还具有适用范围广、操作简便的优点。因此,在水利工程测量领域受到了极大的欢迎。
1.数字化技术的基本原理及其优越性
数字化技术是在计算机技术、网络技术、测量仪器设备智能化的基础上,发展起来的新技术,以传统的白纸测图原理为基础, 以全站仪、计算机及设备为工具,采用数字库技术和图形处理方法,实现一套野外数据采集到内业制图的全过程的自动化测量制图系统。它的实质是解析测图,它实现了将图形的模拟量转化为数字量,经计算机对数字量进行处理,得到内容丰富的电子地图。
在数字测图中, 全站仪强制照准棱镜,测量数据自动记录到手簿或全站仪内部存储器中,展点又是计算机自动展点,所以图根点的展绘误差与地物点的展绘误差可忽略不计,其余各项误差也比普通经纬仪测图时大大减小,所以点位精度非常高,同时,数字地图容易存贮,是地理信息系统的重要信息来源。除此之外,数字化测图还大大提高了工作效率,缩短了成图的周期。
它和传统的测量相比,优越性主要体现在以下几点,各类数字化测量仪器在实际使用、维护以及更新上较之传统产品更方便、快捷,可以始终保持仪器设备的先进行,并且能够随时随地进行补充和修改,更有大量的新图供其使用。数字化测量技术能够使测量人员清楚的看到被测对象的具体情况,进一步改变了传统仪器设备只有专业人士才能看懂的缺陷。它还能够根据不同用户的使用需要,进行数据加工,进而获得不同用途的图件,对图形进行随意拼接、放大及缩小,从而使其用途更加广泛。
2.新技术在水利工程测量中的运用
2.1 RTK技术工程测量中的应用
在工程的建设和管理中,工程控制网是基础,工程控制网的网型、精度要求与工程项目的性质和规模息息相关。对于一些覆盖面积小的工程控制网,精度和点位的要求往往比较高,这个采用RTK定位的方法建立工程控制网,为了提高作业精度,可以采用一个基准站测量所有点位两次,然后比较测量后两次的差值,还可以用两个不同的基准站对所有的点位进行测量,然后再比较两个基准站所测结果的差值。
在地质测量工程中,运用RTK技术测量是将基准站与流动站结合起来运行的。具体的测量流程是在基准站用GPS接收机接收观测站和测站的坐标数据,然后通过电磁信号的形式将坐标数据传输到流动站。流动站一方面接受本身GPS观测到的数据,另一方面也接受来自基准站的信息,然后在系统内把这两种数据组成差分观测值进行实时处理,并经过坐标转换等即可得到精确的坐标位置。RTK技术在地质工程中的应用运用定位原理,对自身GPS观测到的数据和基准站传来的坐标数据进行了整合,提高了测量的精确度,同时也缩短了测量时间,工作效率有很大提高。
在城市的建筑物密集区,如果使用GPS测量会出现盲区,且GPS的初始化时间长,碎部测量的速度慢,这时就可以采用RTK增补图根导线点,配合全站仪测量碎部点的方法来快速完成测量。对于城市的空旷地区,RTK完成碎部测量的时间更短。RTK技术应用于地形碎部测量中可以快速完成野外作业,在进行技术测图时,一个人即可操作形成成果图,节约了成本,缩短了工期。
市政工程中,如果利用RTK技术进行测量,那么一个人即可完成对市政道路和中线的放样工作。用RTK技术对市政工程进行放样,可按桩号进行放样,也可按坐标进行放样,方法灵活多变。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移动,直到误差小于设定的为止。采用RTK技术进行放样,标定点位,是坐标的直接标定,不象常规放样那样,需要后视方向、用解析法标定,因而简捷易行。
2.2数字化技术在水利工程测量中的应用
(1)数字化测图软件的应用
在工程测量中,较为重要的工作之一就是工程图以及大比例尺地形图的测绘。以往传统的绘图方法需要测量人员在野外艰苦、恶劣的环境中工作,对于脑力和体力的消耗相当大。从而使得成图时间较长,并且产品也相对比较单一,很难满足现代化工程建设的需要,而数字化测量技术及仪器的应用,有效地解决了这一问题。
通过全站仪与便携接收机相结合,直接在野外进行数据采集,无需编码,所测数据能够直接输入到电子平板当中,完成详图绘制。同时,还可以在现场进行修改,再由绘图仪将最后成果输出,其具有结果直观、便于修改等特点。此外,还将在测点测到数据利用遥控信号进行转换,再传送至便携接收机中,测点信息能够实时显示的屏幕上,最后完成图形编辑,能够有效地确保成图质量。
使用半站仪或全站仪在野外进行数据采集、编码及草图绘制,再通过微型计算机进行记录,最后,将这些数据信息输入到计算机中进行分析处理以及图形编辑,并由绘图仪绘制成不同比例尺的地形图或是专业工程图,成图还可存储到数据库当中,以备日后使用。
(2)数字化技术在地籍测量中的应用
当前,随着我国城市化建设进程的不断加快,地籍测量工作开始在各中小城镇中如火如荼的展开,从而使得地籍图的需求量迅速增大。地籍测量最主要的目的是为使有关部门了解,所在地土地的具体属性、面积、位置、经济价值等,并以此作为土地信息管理系统的建立依据。数字化技术在地籍测量中的应用,有效地改善了传统测量技术成图的单一性,通过数字化测量所得的地籍图技术含量更高、产品也更具多样性,并且使用和维护也更为方便。
(3)地图数字化
数字化成图技术的应用,给处理纸质地图时带来了很大的方便,如果其各方面均符合要求则可直接利用数字化仪将之输入到计算机中,在经过软件编辑后处理后,即可商城数字地图。对于一部分不符合要求的大比例尺地图,则可以采取地面数字测图技术对其进行重新测量,由该方法所得的数字地图最大的特点是精度高。同时,在这一过程中仅需要采取相应的措施,便可以将建筑物与相邻近控制点的精度控制一定范围内。
结束语:
随着科学技术的发展,传统的测绘技术已经逐渐被数字化技术所取代,在数字化技术的应用下,水利工程测量科技进步很大,发展很快,取得了显著的成绩。测量工作在工程建设中是非常重要的,不容许有一点马虎,所以,通过高科技的数字化技术的应用,可以使得测量精度得到最大的保证,从而建设高质量的水利工程。
参考文献:
[1]付春光;;浅谈水利工程测量中新技术的应用[J];科技创新与应用;2013年07期
[2 ]刘平;;水利工程测量的应用技术分析[J];河南水利与南水北调;2012年14期
中图分类号:TV文献标识码: A 文章编号:
目前水利工程建设规模巨大,所牵涉到的因素也比较多,而且工作的条件又较为复杂,所以水利工程建设一直都是人们所关注的重点。而本文主要从三个方面提出了对水利工程设计的几点建议。
1.实施生态水利工程设计
随着人类的生活范围扩大,对环境的影响也越来越明显。在人类的强烈干扰下,全球水循环受到严重的影响,水资源量分配出现不均的现象。为了能够很好的实现人与自然环境的和谐发展,实施生态水利工程成为必然的趋向。生态水利工程是指对新建的工程在进行传统的水利建设的同时,兼顾河流生态修复的目标;而对于已建的工程,则是对被严重干扰的河流进行生态修复。生态水利工程的设计首先要以生态水文学及工程水文学作为工程设计的基础。生态水利工程的服务对象相对比较广泛,涉及到湿地、林业、草原和江河湖泊等生态用水以及经济生活用水,所以只有弄清生态目标对水资源的时空要求的规律, 生态水利工程的设计才能建立在科学的基础上。另外就是要识别工程可能影响关键生态敏感目标。生态水利工程的设计应该要能够准确的识别出受工程直接或者间接影响到的生态目标,并在工程规划阶段予以充分的考虑。但当前有许多水利工程的设计很少考虑到流域生态敏感点。如浓鸭截洪总干使浓江中游的洪河国家级自然保护区湿地减少了730km2的地表径流汇入,这在很大程度上是由于当时没有考虑生态敏感造成的。最后生态水利工程的设计要与环境工程设计进行有机结合。
2.实施数字化测图
数字化测图是以计算机为重要核心,在外连输入输出设备硬件、软件的条件下,通过计算机对地形空间数据进行处理得到数字地图。数字化测图具有其不可替代的优点:第一,点位精度高,其地物地形点的平面位置误差的影响,不受展绘误差和测定误差影响,由于原始数据的精度毫无损失,可以获得高精度的测量成果。第二,改进了作业方式。数字测图使野外测量达到自动记录、自动解算处理、自动成图,自动化的程度高,出错的概率小,绘图的地形图精确、规范。第三,便于图件的更新。借助于计算机技术,数字地形图可以通过变更数据快速的得到修改后的图件。第四,方便成果的深加工利用。数字化测图的成果是分层存放,不受图面负载量的限制,从而便于成果的加工利用,比如 CASS 软件图层中,将水系、房屋、道路等存于不同的层中,通过打开或关闭不同的层得到所需的各类专题图,供水利工程的规划和设计。
数字地图成图的主要方法主要有:第一,原图数字化。在水利工程中,有些单位经费比较困难,有的是由于受到时间限制,而又需要用到数字地形图时,就可以充分地利用现有的地形图用计算机+数字化仪+绘图仪+数字化软件的方法,可以在很短的时间内获得数字的成果。 第二,航测数字成图。 当一个测区很大时,就可以利用利用数字摄影机所获得的数字影像内业通过专门的航测软件,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。第三,地面数字测图。在水利工程的规划设计中常需要比例尺较大些,采用地面数字测图的方法就可以实现,所得到的数字地图的精度高、便于修改。 实施数字化测图也要注意以下问题:第一,进行野外数据采集时,测点密度应尽量满足水利工程渠系建筑物规划的需要。地貌部分较破碎时,野外采点应密一些,计算机处理数据时以正确反映地貌。第二,野外测点应准确反应各类重要地物,如水系、道路、桥梁、居民地等;第三,带状地形图横向范围应比实际大一些, 一般在设计渠线外超出 50-150m,为渠线摆动留有余地; 第四, 当山区水平梯田较多时,野外采样点应尽量反映实际情况,较平坦的平原地区野外采样点一般选在 50-100m。
3.实施设计监理制
水利工程勘测设计阶段是水利施工的重要阶段,也是水利工程最容易出现问题和被忽视的阶段。勘测资料精度差,对具体情况调查不详,水文、地质、气象资料收集不全;设计人员责任心不强,业务水平低,设计方案质量差;各专业、工程部位、部门之间衔接不流畅,甚至脱节;图纸会审制度不规范,校核人员专业水平有限等都严重影响了水利施工工程的质量。实施设计监理制,能对设计的全过程进行控制与监督,能促进设计单位提高其设计质量,从根本上提高水利工程质量。
设计监理工作:首先双方签订监理合同,明确监理范围、内容和责权。第二,依据监理合同,组建现场监理机构,机构人员包括总监理工程师、监理工程师、监理员和其他工作人员。第三,编制项目监理规划。质量控制是设计监理工作的关键,监理机构应建立和健全质量控制体系,对勘测设计单位资质进行审查,确认是否有资格承担设计任务;按照各阶段设计报告编制规程和现行政策的要求, 对设计进行监督;掌握各设计阶段关键技术的论证方向及落实;进度控制也是监理工作的重要内容,进度控制要分出轻重缓急,明确重点,对疑难问题或关键技术做到心中有数,注重协调各专业、工程部位、部门之间相互衔接。费用控制是工程控制的重点,但由于勘测设计费用在工程总费用中所占比例不大,可采用总价承包,按设计合同规定分期支付。设计监理机构就是派驻在水利工程项目,由监理单位管理的,负责履行委托设计监理合同的组织机构。监理机构的基本职责与权限是根据监理合同划定的,一般包括下列各项:核查并签发勘测设计用图及资料;审批勘测设计单位提交的各类设计文件;监督、检查工程勘测设计进度;主持勘测设计合同各方之间关系的协调。总监理工程师应负责全面履行监理合同中所约定的监理单位的职责,主持编制监理规划,制定监理机构规章制度,确定各部门职责分工及各级监理人员职责权限,调整并调换不称职的监理人员,审批勘测设计单位提交的施工总体布置、施工组织设计,主持处理合同违约、变更和索赔,主持勘测设计合同实施中的协调工作,要求勘测设计单位撤换不称职或不宜在本工程工作的人员,审核质量保证体系文件并监督其实施。监理工程师应按照总监理工程师所授予的职责权限工作,对总监理工程师负责,参与编制监理规划,预审勘测设计单位提交的施工总体布置、施工组织设计,协助总监理工程师协调各方之间的工作关系。
【参考文献】
[1]张玉贵.数字化测图在水利工程设计中的应用[J].东北水利水电,2008,5.
2水利水电科技文献学科分类体系
水利水电科技文献从技术角度分为技术报告、技术论文、技术译文等;从内容上分为成果报告、生产报告、评估报告等。科技文献数字化建设的一个重要任务,就是找到适合系统应用和用户检索的文献资源分类方法。学科分类一般遵循以下基本原则[1-2]:①科学性:分类必须以科学的知识分类为基础,选择事物或概念(即分类对象)的最稳定的本质属性或特征作为分类的基础和依据。②系统性:将选定的事物、概念的属性或特征按一定排列顺序加以系统化,从而形成一个合理的科学分类体系。③可扩延性:分类的编码结构必须能适应同类编码对象不断扩充的需要,以便保证增加新的事物或概念时,不至于打乱已建立的分类体系。④兼容性:与有关标准(包括国际标准、国家标准、行业标准等)协调一致。⑤唯一性:指任何专业名词、术语的定义必须严格保持概念的一致,对同一专业名称、术语必须是唯一的,且不能重复。⑥合理性:分类编码体系结构与数据分类体系相适应,能反映分类体系的层级、机理及相关联系的特性。⑦规范性:编码的结构、类型及编写的格式统一,以便于数据的检索和共享。我国现有与水利信息相关的分类编码标准有:《水利工程基础信息代码编制规则》(SL213-1998)、《水利系统政务信息编码规则与代码》(SL/T200-97)、《中国河流名称代码》(SL249-99)、《中国湖泊名称代码》(SL261-98)、《中国水库名称代码》(SL259-2000)、《中国水闸名称代码》(SL262-2000)、《中国蓄滞洪区代码》(SL263-2000)、《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190-96)、《水情信息编码标准》(SL330-2005)、《水文数据GIS分类编码标准》(SL385-2007)等,这些标准的制定解决了许多基础信息重复整编、互不统一的局面。但是,由于这些标准大多仅仅针对的是某一项专题或调查制定的,并没有进行全局性考虑。因此,水利部为建立一个完善的水利信息分类体系,组织专家编制了《水利信息分类》标准,该标准对水利水电科技文献分类研究也具有一定的借鉴作用。2001年,水利部颁布了《水利技术标准体系表》,2008年进行了修订,其中将水利信息按专业划分为综合、水资源、水文水环境、大中型水利水电工程、防洪抗旱、农村水利、水土保持、农村水电、移民、水利信息化等,该分类方便了水利行业技术标准的管理和使用,具有非常高的理论性和非常强的实践价值。然而,该分类仅是针对我国水利技术标准成果的管理这一特殊用途的一种分类体系,随着水利信息化发展,其分类层次和内容体系还有待进一步完善。在国家层面上,我国于2008年颁布的国家标准《学科分类与代码》(GB/T13745-2008),其中设有“水利工程”分类与代码[3],并把水利工程分为水利工程基础学科、水利工程测量、水工材料、水工结构、水力机械、水利工程施工、水处理、河流泥沙工程学、海洋工程、环境水利、水利管理、防洪工程、水利经济学等。但是,该分类方法过粗,未能充分体现水利行业有关的学科,因此也无法完全满足水利行业的数据管理的需要。关于水利水电科技文献的分类,原水利部信息研究所(现水利部发展研究中心)编制有《水利水电科技文献分类》,该分类包括四级:基本类目24个,二级类目301个,三级类目1514个,四级类目1079个,长期以来为水利系统各级科技文献收藏个管理部门沿用。但由于该分类编制年代较早,随着水利形势的发展以及水利科技的进步,越来越难以适应水利科技文献的分类需要。较为突出的如该分类法中一级类目中,缺少防洪抗旱、环境水利、城乡水利、水利信息化等内容,而近年来相关方面取得了相当多的科研成果。本文在调研以上分类标准的基础上,并在参考了《中国图书馆分类法》(第四版)(简称《中图法》)、《中国科学院图书分类法》(第三版)(简称《科图法》)、《中国水利百科全书》(第二版)(简称《水百》)基础上,经过综合对比分析认为,《水百》编纂过程中,集中了包括中国科学院和中国工程院院士在内的众多水利系统的专家学者,是水利学科现状的权威体现。相对其他的分类体系,《水百》可以说基本做到了取长补短,既包括有水利水电建设所涉及的基础领域,如力学、化学、地质学等一般自然科学,涉及面较广,而且基本上较为全面反映了水利水电建设的最新形势和进展,如水利管理、水利经济、环境水利等均有单独的类项。本项目学科分类以《水百》为基础进行,将基本类目缩减为21类,二级类目211类,三级类目1508类[4],基本涵盖了水利水电学科的所有领域,见表1。因此,在目前水利信息资源管理领域尚无现成可参考的学科门类条件下,以《水百》的条目分类为基础,适当进行调整,不失为一种实用的方法。
3水利水电科技文献元数据结构
元数据是定义和描述数据的数据,是一种用来描述数字化信息资源,确保数字化信息资源能够被计算机及网络系统自动识别、分析、提取和分析归纳的一整套编码体系[5]。水利水电科技文献元数据,用来描述水利水电科技文献信息资源,其目的在于方便用户发现资源、识别资源、评价资源,而且对相关的信息资源进行选择和定位,并追踪资源在使用过程中的变化,实现文献资源的有效整合、管理使用和长期保存。水利水电科技文献元数据建立在传统技术和现代技术两个基础之上,不仅用来描述数字化信息的内容特征,而且更要描述数字化信息的基本属性,使得数字化信息得以被有效传播、交流和利用。同时水利水电科技文献元数据为文献数字化信息资源建立一种机器可理解的框架,帮助计算机系统以及其它网络通信设备获得并理解文献数字资源的基本特征,包括系统特征、内容特征、权利特征等方面。迄今为止,世界上已开发并付诸使用的元数据主要有以下几种:一是最早普遍使用的元数据MARC机读目录;二是描述博物馆藏品与档案特藏的元数据EAD编码文档;三是描述和管理大量网络信息资源的元数据(包括都柏林考DC、因特网内容挑选平台PICS、因特网馆藏WC等元数据);四是其他形式的元数据(包括频道定义格式CDF、教育管理系统IMS、全球信息定位服务GILS等元数据)。水利水电科技文献信息与其他类信息相比,在其载体和类型上没有太大差别,只在具体内容上差别较大。因此,水利水电科技文献元数据体系的建立应遵循通用、易兼容、可扩展的原则。在对国内外数字图书馆元数据标准进行调研和分析的基础上,笔者认为:DC元数据标准简单易懂,既便于专业用户的扩展,又适合普通用户使用,它是由世界各国专家共同参与制定的,并经过图书馆界、档案界、计算机界的专家以及Z39.50和通用标记语言标准(SGM)等方面的专家学者不断地修正。我国和其他许多国家的数字图书馆工程都是以DC元数据为基础进行信息化建设。因此,水利水电科技文献选用DC标准作为基本元数据标准,并根据实际需要进行必要的扩展和裁剪,确定了每一个元素的描述方式、基本定义和填充规范,对每个元素都给予了相应的解释。水利水电科技文献元数据体系包括20个类别,60多个元素,主要元素如表2所示。通过表2描述的元数据,管理人员和用户可以有效地管理、鉴别、了解和使用其中的信息资源。这些元数据可以实现以下功能:一是描述水利水电科技文献资源对象的内容;二是识别资源日期、类型、格式等数据元素;三是定位资源的位置,以利于网络环境中水利信息对象的发现和检索;四是检索,成为用户查找电子资源的重要依据。为方便水利水电科技文献元数据的共享,参考当前异构系统数据交换技术,我们采用可扩展标记语言XML[6-8](ExtensibleMarkupLanguage)来对元数据进行描述。XML是继HTML之后的又一种Web标记语言,专用于基于Internet的数据共享和交换设计,它已成为互联网上数据共享和数据交换的关键技术和标准[9]。用XML来描述元数据,具有清晰的结构、语法和内容,并能被计算机更高效地处理。XML还具有易于编辑、便于管理、适于存档、容易查询等诸多优点[10],这些特点,使得它成为了描述元数据的最佳选择。
4数字化查询平台架构
水利水电科技文献数字化技术研究的一个重要任务,就是在完成分类体系的基础上,以元数据为数据资源的描述方式,构建水利水电科技文献数字化查询平台。水利水电科技文献数字化查询平台具有以下功能:①科技文献的数字化保存、分类管理;②科技文献资料的查询、浏览;③科技文献的汇交、;④科技文献的统计结果输出功能;⑤用户和系统管理人员相关的权限管理、使用管理、统计水利水电科技文献数字化查询平台根据水利水电科技文献数据的特点,数据进行加工保存入数据库中后,系统对数据进行分级分类存储,并定义数据的词汇表,方便用户查询检索。最终,系统通过web的方式,将文献数据资源在Internet上,并提供数据检索、文献下载以及数据统计等功能,其整体架构如图1所示。
2水利工程测量的常见问题
2.1工程测量理念存在差距
时代的进步与变迁,带动了科学技术水平的发展,水利工程测量技术早已迈入了新的台阶。但是,在部分水利工程建设企业,传统的工程测量理念仍然根深蒂固,测量技术能力依然原地踏步,已经无法满足现代水利工程建设水准的需要,弊端百出,与新时代的科技进步严重脱节。这主要表现在工程测量管理工作的滞后,测量人员常被调离或者外流。在进行条件艰苦、野外或测量时间较长的作业时,测量资源的匹配不到位或测量器具不足,缺少专业的测量人员,难以按照计划进行工作安排,最终导致工期延后或被迫中断。
2.2测量技术落后
在新时期的水利工程建设过程中,测量技术的落后、测量设备的陈旧,已经无法满足高要求、高难度工程施工的需要,现代测绘技术开始逐渐替代传统的测绘模式。运用这种传统的测量技术,不仅无法提高工程测量作业的效率,更无法保证测量结果的精确性,只会对水利工程的施工质量造成影响。
2.3测量人员的专业素质低
在水利工程的测量过程中,很多都是精密的测量设备,需要操作者熟练掌握设备的性能、使用方法、存储形式。但是,实际情况却是部分测量人员对仪器的操作方法不精、不熟,专业测量技术不精湛,操作不够规范,混乱存储测量数据形式,导致测量数据错误或不够精确,甚至损坏了测量仪器,对后期的施工建设造成了影响。
2.4对测量数据的质量监管不利
在水利工程的竣工验收阶段,很多建设单位只注重检查工程的主体质量、安装质量和装饰质量等,却忽视对水利工程的测绘质量的检查,更谈不上施工过程中对工程测量行为的监控。这种行为也在一定程度上误导了水利工程单位的决策者们,让他们以为水利工程建设的测量作业不重要,导致日后在引进和利用工程测量新技术和新设备时遭遇阻力。
3提高水利工程测量能力的措施
3.1提高工程测量理念并强化测量管理工作
增加测绘人力资源、加强设备管理、提升测量技术能力,是企业提高工程测量理念的重点。目前,在水利工程的测量领域,新技术、新产品的应用已经在很大程度上缓解了施测队伍对人力资源的需要,但对施测人员的素质要求也相应提高了。因此,企业应优化并整合测量队伍,充分利用人力资源,建设一支技术过硬、工作态度一丝不苟的测量队伍;水利工程测量工作过程中,大部分的测量设备都属于精准仪器,科技含量大、准确度高,所以企业应加强对这些仪器的管理工作,妥善维护保养,测量作业前对仪器的精度精心检测,确保施测精度。
3.2及时更新测量仪器并掌握其操作技术
及时对现有的测量仪器进行更新,选用技术先进的仪器设备并掌握其操作方法,不断提高测量的准确度。企业要逐渐推广并应用动静态GPS、卫星遥感影像、数字化成图、一体化的数据采集和处理等技术先进的设备,聘请专业测量型专家,加大科研资金的投入,并结合水利工程测量应用的实际情况,研发并制作出具有高科技含量、高适应范围、智能化、网络化的技术产品,从而保证水利工程的施工建设质量。
3.3做好对测量人员的培训工作
企业应做好对测量人员的技术培训工作,提升测量人员的专业技术能力,降低人为测量误差产生的几率,提高水利工程的建设质量。企业应注重培养一批测量技术的带头人,为他们创造一定的条件,发挥其作用,同时要加强对已有普通测量人员的技术培训工作。而在实际的水利工程测量过程中,高技能的测量人员应注重对普通人员的技术引导,使其能够快速地提升个人的专业技术能力,及时掌握新产品、新技术的应用能力,为企业组建一批技术过硬、专业性强的工程测量队伍。
3.4加强对工程测量过程和成果的管控
水利工程建设的监理单位和施工单位的质量管理者应秉持“事前控制”的基本原则,对施工测量的过程行为和测量结果进行监控。对于重要的施工测量放样,要采用不同的方法进行复测并校核测量结果,从而保证水利工程测量结果的精确性,确保工程整体的建设质量,也间接地提高了工程测量人员的专业水平,增加了水利工程测量的实际操作经验。