关键词：坐标转换法；水利工程；测量过程
引言
工程测量贯穿着整个过程项目建设，方便准确的测量方法会为整个工程建设的质量提供一定的保障，工程测量主要包括以下几个方面：测量前期准备、控制测量、施工测量、竣工测量。可见，测量工程在整个水利工程中的重要性。所谓坐标转换是空间实体的位置描述，是从一种坐标系统转换成另外一种坐标系统的过程。它是通过建立两个坐标系统之间对应关系来实现的。在水利工程中，充分利用坐标转换法来保证整个水利工程的进度与质量。
1 工程测量的概述
所谓过工程测量，人们把工程建设中所有的测绘工作统称为工程测量。工程测量主要包括整个工程建设的勘测、设计、施工以及竣工后管理的各项测量工作。它是直接为各项建设项目勘测、设计、安装、施工、竣工、监测以及运营管理等一系列工程工序服务的。可以说如若没有工程测量为工程建设提供相关数据和图纸，并及时配合建设进度工作的工作指挥，任何工程都无法正常有序地进展和完成。在水利工程的建设中，由于工程建设的形式多种多样，因此在每一类形式的水利工程施工之前，建设的单位都会将工程控制点的平面坐标提供给施工单位企业。而设计部门主要是负责设计出工程中主要的部位轴线上的平面坐标的施工图纸。在进行一般的水利工程时，通过控制点测放轴线上的点位就比较容易，但是在水利工程中涉及到堤防边坡、大坝边坡、建筑物基坑边坡等诸如此类的工程时，就需要首先放出轴线上的点位后，在对其细微的部分作出测量，然后根据细微部的点位到轴线上点的方位角和距离推算出细微部分的坐标才能进一步测放，这样就比较繁琐。并且在这些特殊的水利工程中，随着施工坡度高度不同，边坡点到轴线的距离也随着其变化而变化。在施工过程中，针对建筑物的细微尺寸点位与轴线的垂直或者平行等特点，可以将平面坐标转换成仅用于施工和测量来使用的施工坐标系，通过坐标转换法将复杂问题简单化，并解决单一坐标法中的不足和缺陷。在工程测量中，施工坐标的应用非常的直观，且方式方法非常的便捷，在水利工程的测量中，可以通过坐标系转换的方式对建设工程进行测量及控制，通过对坐标转换法的利用，可以极大的提高工程的工作效率，通过不同种类的坐标测量法的利用，可以将不同的坐标法优势运用到工程测量中，保证整个工程测量更加的准确和方便。
2 平面坐标系与施工坐标系的转换
2.1 转换公式
平面坐标系转换为施工坐标系：设 X-O-Y 为平面坐标系，x-o-y 为施工坐标系。待转换点为 P，平面坐标为 Xp、yp；施工坐标系原点 O：平面坐标：XO、Yo，施工坐标 xo、yo；施工坐标系 x 轴之大地方位角a，dx=Xp-Xo、dy=Xp-Yo。转换后施工 P 点坐标为 Xp、yp：则 Xp=（Yp-Yo）×sina+（Xp-Xo）×cosa（1）yp=（Yp-Yo）×cosa-（Xp-Xo）×sina（2）在公式中 XO为施工坐标系中的坐标原点 o公式中：XO为施工坐标系中的坐标原点 o 在平面坐标系中的纵坐标；Yo为施工坐标系中的坐标原点 o 在平面坐标系中的横坐标。单位都是 m；a 为两坐标系纵坐标的夹角。施工坐标系转换为平面坐标系：设 X-O-Y 为平面坐标系，x-o-y 为施工坐标系。待转换点为 P，施工坐标为 Xp、yp；施工坐标系原点 O：平面坐标：XO、Yo，施工坐标：xo、yo；施工坐标系 x 轴之大地方位角a，dx=xp-xo、dy=yp-yo。P 点转换后平面坐标为 Xp、yp：则 Xp=（Yp-Yo）×cosa+（Yp-Yo）×sina（3）Yp=（Xp-Xo）×sina+（Yp-Yo）×cosa（4）在采用公式转换时，可以利用电子表格进行计算，避免人为计算带来的差错，而很大程度上阻碍了工程建设的进展和完成。
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2.2 Auto CAD 图转换法
Auto CAD 图 在 如 今 的 工 程 建 筑 中 运 用 比 较 广，Auto CAD 的运用主要有坐标的查询、工程制图、工程量的计算和坐标转换的优势，在建设前期，如果设计单位能将整个工程建筑的 Auto CAD 的图纸提供给施工单位，则将很大程度的方便工程中的测量工作，同时能够更加方便和准确的运用坐标左边转换法。
3 坐标转换法在水利工程中的运用
在工程测量中，将坐标测量法巧妙的转换，将控制点位的平面坐标系转换为更为详细的施工坐标系，在保证各个点位相对关系不变的前提下，将整个测量过程直观的反映出来，将测量中的复杂问题简单化，同时，通过坐标转换的方法，测量人员的工作量也得到了相应的减少，在测量中只需要依照施工图纸中各个点位的桩号和尺寸的标记，就能更加准确的去完成工程建设中的测量项目。下面对两个典型的测量方式进行分析：
3.1 工程边坡测量方法
在进行边坡测量的工程中，堤防、渠道以及大坝都是需要对其边坡的放出开挖边线和填筑边线进行相关测量，同时对未挖、欠挖、超挖的部分进行相关信息的掌握，随着坡度的改变，工程的边坡点位和轴线之间的距离也会随之变化，同时在边坡测量工程中，施工的操作方法掌握起来也很困难，因此，在整个测量过程中，探索出一种更加方便，简易的测量方法也会极大的减少测量人员的工程量，同时缩短测量过程的时间。在进行水利工程的边坡测量时，以相对应的边坡坡肩的方向为 X 轴，同时 X 轴的边坡起点就是坐标系的坐标原点，在顺坡的方向为 Y 轴建立一个施工坐标系。再通过平面坐标定出坐标原点为 A（0，0），顺着 X 轴的方向边坡终点坐标是 B（0，b）。在施工坐标系的基础上对坡面的工程进行测量，通过一系列的相关计算，就可显示出桩号，相对距离以及测量点的坡面高度，通过对测量点的坡度高程和实际高度情况相比较，来探讨设计要求是否被实现。
3.2 渠道工程的测量方法
通过坐标转换的方法，将渠道路线桩号融入到坐标系中，在各个点位相对位置不变的情况下，就可以直观的将测量数据反映出来。测量人员只需要依照设计图纸上的各个点位的桩号和相对的距离尺寸的标识，快速且准确的完成各项测量项目，大大减少了测量人员的工作量。在渠道的工程建设中，因为拐角点比较多，建立一个统一的施工坐标系相对比较困难，因此就可运用相邻的各个拐角点分别来建立施工坐标系，坐标系建立时将拐点 J1 设为坐标系原点，将相邻拐点 J2 设为施工坐标系的方向，在测放过程中，将测站控制点和后视控制点全部输入到通过坐标系换算的施工坐标中，在测量的时候，全站仪显示 N 值，即所测点到 J1 的距离，它的桩号通过 J1 桩号以及 J1、J2 曲线要素结合推算出来，E 值就是测点与 J1 的距离，在结合曲线要素推算出明渠中心线之间的距离，Z 值代表测点的实际高度，在测放时，将断面的 N 值计算出来，将棱镜前后移动，对 N 值进行测定，再将棱镜左右移动，测得桩号的横断面。这是讲 E 值定位 0，在通过棱镜的移动测各点的 N 值和 Z 值，如此获得入到纵断面。在对开口进行测放时，根据设计图纸的边坡、设计高度及高程、宽度的要求，根据 Z 值将 E 值推算出来，在此基础上与实际测量的 E值相结合，找出开口所在地。
4 案例分析
坐标转换法不仅为水利工程的测量带来便利，同时也为水利工程的建设带来巨大的经济效益。例如河盘桥水电站应用坐标转换法进行建设不仅产生了巨大的社会效益，最重要的是该工程有效的利用了水资源。河盘桥水电站总装机 4×1000k W，投资 3600 万元，投资期为 2009 年 1 月，2009 年 12 月 30 日两台机组并网发电，2010 年 3 月 4 台机组全部并网，同年 5 月通过试运行验收。河盘桥水电站2010 年总发电量为 1084 万 k W·h，供电量为 1052 万 k W·h，供电收入 555.68 万元（净额），主营利润 366.28 万元。水利水电工程多处于高山峡谷中，其主体工程就是枢纽建筑区，控制范围并不大，一般都符合水利水电施工测量中进行坐标转换所容许的测区范围，因此，测量工作者可以根据施工区实际情况，根据以上方法进行测区坐标转换所容许的范围的确定和坐标的换算。
5 结语
综上所述，在水利工程的施工过程中，通过坐标转换法，将平面坐标巧妙的转换为施工坐标，施工坐标运用起来更加的方便，且能将测量过程清晰的通过设计图反映出来，这样，不仅大大减少了测量人员的繁重工作，相对避免了一定的测量事物带来的施工问题，另一方面，坐标转换法的运用也精简了施工流程，保证了施工质量。通过施工人员的大量实践过程表明，在水利工程中，将平面坐标和施工坐标合理的转换，可以以最简单的方式，最短的工作实践和最高的精准度来完成测量工作，为工程的建设提供了最有利的保障。
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论文作者:赵亚宁
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/26
标签：坐标论文; 测量论文; 坐标系论文; 工程论文; 转换法论文; 水利工程论文; 平面论文; 《防护工程》2019年8期论文;