全站仪全数据采集外业测量数据的研究

全站仪全数据采集外业测量数据的研究

沉积物沉积物是多沉积物河流库的一个共同特征。到目前为止，世界各国都没有有效控制沉积物的产生，导致沉积物的积累。闹德海水库地处内蒙古通辽市库伦旗与辽宁省阜新市彰武县交界,由于地理位置与环境特点及目前水资短缺状况,从1998年开始,水库向阜新城市日供水10万吨,为保证城市用水,经专家论证,水库采取了常年蓄水,汛期利用洪水排沙的运用方式,如排沙效果不好将严重影响水库的兴利库容,也危及水工建筑物的使用寿命。1蒙古奈曼旗河流流域柳河是辽河中下游右侧的一条多泥沙一级支流,发源于内蒙古奈曼旗的双山子,流经内蒙古的库仑旗、科左右旗、辽宁省阜新县、彰武县、新民县,在新民县城南王家堡村附近注入辽河,河流全长297Km,流域面积5798Km2面。桩的设置,分为双重闹德海水库库区泥沙淤积测量采用的是断面法,从坝前至回水区共设置了67个横断面。每个断面都设置了永久端点桩,并测出了每个桩的三维坐标。在每个断面的设置上尽量选择具有代表性的断面,地理条件复杂的要加密断面,在河的汇流、拐点处增设断面,达到断面计算出的工程量反应实际淤积状况,并根据多年水文与来沙情况进行分析、推算水库淤积,然后进行调整。3外部数据的收集3.1全站仪测量的施工在每个大断面测量中,从一端点架设全站仪,在另一个端点(后视点)上立棱镜,在全站仪整平后,建站时输入两个端点的三维坐标值和仪器高、镜高,瞄准后视点定向,校对两端点的坐标与实测数据相符无误后既可进行施测。棱镜向全站仪的方向逐一的对地面高程起伏超过20cm点,地物突变点进行测量。立镜人员听从全站仪操作人员的对讲机指挥,保证棱镜从另一端点沿断面线向全站仪行进。测量时每个碎部点的采集,只要是在固定的断面视准线上,只须一二秒就完成一点,所测数据存盘。全站仪的外业数据采集时无须人工读数和手工记录,这样要比用经纬仪测量时快很多,从而达到数据既准确、又高效的目的。3.2中间桩进行测量对于库区上游水位变化范围不是很大,只是主河道附近有变化时,可以对这样的断面进行加桩处理。在要测量的范围外加设中间桩,并用全站仪测量加桩的三维坐标值,在实际测量中就可应用新加的桩进行测量。有的是两端都要加桩,有的只须一端加桩,具体情况看实际断面确定。4测量结果的存储及处理全站仪可存十几个文件,存贮数据多达一万个,一个大断面最多数值也不过一千个,一天最多时可施测五个断面,所以全站仪能够满足每天的测量数据存储。在每天外部测量作业完成后,都要将实测数据导入微机,应用微机对数据进行处理。如有问题及时进行反查,确保所测数据的完整与准确,然后将全站仪的数据格式转变为所需的数据格式进行计算。4.1坐标的偏差处理因为每个断面的端点坐标都是大地坐标系对应的数值,这样计算起来数值过大,而且也没有直观的效果,所以首先对采集来的数据进行平面二维坐标的平移处理,X、Y方向只须同时减去其初的端点坐标值,使坐标原点平移到端点上。这样计算出来的数据就可直接用于绘制断面图了。横断面只须水平距和高程,所以就需要将三维坐标转化成二维坐标。Z方向即高程不用处理,只要将X、Y方向合成即可,因为全站仪建站定向后即是矢量,棱镜的站立也是沿这一矢量进行的。用勾股定理将X与Y合成。这样就有水平距和高程了,就完成了数据的处理,并用Excel格式存贮。4.2横截面计算应用MATLAB平台开发的软件包,程序要求数据源的格式为Excel表。只需要几分钟就可完成67个横断面的计算工作。4.3横截面图的绘制用全站仪采集的数据计算处理后,就可以应用Excel绘制横断面图。5库容曲线的数字化存贮应用MATLAB平台开发的软件包,对以Excel格式存贮的数据源,进行库容的计算,计算结果以Excel格式存贮,并可直接生成库容曲线,根据需要进行不同范围内的插值计算,结果与以往经纬仪测得的数据进行对比,精度准确可靠,各断面均能以数字化存贮,为进一步泥沙分析时提供数据,无需再次进行数据的录入。应用MATLAB平台开发的软件包还可对不同年份的断面、库容进行对比计算分析。6站仪数值采集量大、快、准确通过应用全站仪外业测量与内业整理计算与经纬仪测量数据进行对比,全站仪数值采集