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顧及庫岸形態和高程異常的坐標轉換方法

2025-07-18    

一、技術簡介

技術原理:

1、結合河流沿程控製點高程異常趨勢線及河流平麵形態,確定坐標轉換分區範圍及坐標轉換控製點。

2、高程異常趨勢線確定:根據含有目標坐標及GNSS坐標係統的同名點控製點的高程異常及河道裏程,建立裏程——高程關係曲線,然後利用最小二乘法確定高程異常趨勢線。

3、分區確定:根據趨勢線斜率的正負值進行首次分區,如精度滿足要求則止,否則,進一步細分,直到滿足精度要求為止。結合區域高程異常趨勢線及河道平麵形態的交集確定最終分區。

技術特點:從高程異常趨勢決定高程轉換精度機理出發,提出顧及高程異常趨勢分段方法,有效避免傳統平均分段帶來的高程異常截斷誤差。本技術方法內符合精度為0.022m,外符合精度為0.023m,精度優於傳統的平均分段法。解決的具體問題:避免傳統平均分段法“盲目”均分,為坐標轉換分段提供行之有效的方法,實現了狹長山區河庫地形的高精度三維坐標轉換。

二、主要技術指標

以金沙江白鶴灘庫區試驗為例,平均分段約30km分一段,共5段計算得到高程內符合精度中誤差為±0.037m、外符合精度中誤差為±0.035m。顧及庫岸形態和高程異常的坐標轉換方法,根據河道裏程及高程異常,確定裏程——高程異常關係線, 確定高程異常趨勢線及分區,結合河流形態及高程異常趨勢線,確定最終分區. 利用參與坐標轉換參數計算控製點進行內符合精度統計,計算顧及高程異常趨勢分段法高程內符合精度為±0.022m、外符合精度中誤差為±0.023m。內符合精度提升40.5%,外符合精度提升37.1%。綜合總體提升40%以上。有效避免了傳統坐標轉換分區的高程異常截斷誤差。

三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍

(1)社會經濟效益:針對山區水庫地形地貌複雜,高程異常變化大,利用本技術方法收集全庫地形資料,使得坐標轉換由傳統平均分段法改為顧及庫岸形態和高程異常的坐標轉換方法,有效保證坐標轉換精度,為庫岸地形精確獲取提供可靠的控製基礎。改正後地形高程精度綜合總體提升40%以上,優於行業規範規定的精度指標,有效提高了工作效率和數據精度。推廣應用累計節約項目數百餘萬元。

2)應用情況:該技術先後在水文上遊局金沙江白鶴灘、烏東德水電站水文泥沙監測中使用。經證實,該技術改正後地形成果精度得到較大提高,提升了陡深型河庫條件下地形測量精度及可靠性。中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司在承擔的金沙江、大渡河、雅奢江等流域的水電能源開發規劃、勘測施工、運維管理等方麵得到實際運用,有效提高了工作效率和數據精度,保證了成果質量,效益顯著。四川省地質工程勘察院在張家岩水庫、汶川特大山洪泥石流災害應急排查、西藏植木口岸地災勘查設計中實際運用了本技術方法,有效提高工作效率,控製項目成本,累計直接創造經濟效益600餘萬元,挽回人民財產災害損失約8000餘萬元。

3)適用範圍:長江上遊以及其他山區型河庫的大中型水利工程水文泥沙監測、水庫地形測繪。

四、技術圖片

 

圖1 技術路線

 

   圖2 及高程異常分段(以金沙江白鶴灘水電站庫區為例)

五、其他

技術持有單位:長江水利委員會水文局長江上遊水文 水資源勘測局

技術聯係人:孫振勇,主任,15923390456,023-89052817,15923390456@163.com