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顾及库岸形态和高程异常的坐标转换方法

2025-07-18    

一、技术简介

技术原理:

1、结合河流沿程控制点高程异常趋势线及河流平面形态,确定坐标转换分区范围及坐标转换控制点。

2、高程异常趋势线确定:根据含有目标坐标及GNSS坐标系统的同名点控制点的高程异常及河道里程,建立里程——高程关系曲线,然后利用最小二乘法确定高程异常趋势线。

3、分区确定:根据趋势线斜率的正负值进行首次分区,如精度满足要求则止,否则,进一步细分,直到满足精度要求为止。结合区域高程异常趋势线及河道平面形态的交集确定最终分区。

技术特点:从高程异常趋势决定高程转换精度机理出发,提出顾及高程异常趋势分段方法,有效避免传统平均分段带来的高程异常截断误差。本技术方法内符合精度为0.022m,外符合精度为0.023m,精度优于传统的平均分段法。解决的具体问题:避免传统平均分段法“盲目”均分,为坐标转换分段提供行之有效的方法,实现了狭长山区河库地形的高精度三维坐标转换。

二、主要技术指标

以金沙江白鹤滩库区试验为例,平均分段约30km分一段,共5段计算得到高程内符合精度中误差为±0.037m、外符合精度中误差为±0.035m。顾及库岸形态和高程异常的坐标转换方法,根据河道里程及高程异常,确定里程——高程异常关系线, 确定高程异常趋势线及分区,结合河流形态及高程异常趋势线,确定最终分区. 利用参与坐标转换参数计算控制点进行内符合精度统计,计算顾及高程异常趋势分段法高程内符合精度为±0.022m、外符合精度中误差为±0.023m。内符合精度提升40.5%,外符合精度提升37.1%。综合总体提升40%以上。有效避免了传统坐标转换分区的高程异常截断误差。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

(1)社会经济效益:针对山区水库地形地貌复杂,高程异常变化大,利用本技术方法收集全库地形资料,使得坐标转换由传统平均分段法改为顾及库岸形态和高程异常的坐标转换方法,有效保证坐标转换精度,为库岸地形精确获取提供可靠的控制基础。改正后地形高程精度综合总体提升40%以上,优于行业规范规定的精度指标,有效提高了工作效率和数据精度。推广应用累计节约项目数百余万元。

2)应用情况:该技术先后在水文上游局金沙江白鹤滩、乌东德水电站水文泥沙监测中使用。经证实,该技术改正后地形成果精度得到较大提高,提升了陡深型河库条件下地形测量精度及可靠性。中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司在承担的金沙江、大渡河、雅奢江等流域的水电能源开发规划、勘测施工、运维管理等方面得到实际运用,有效提高了工作效率和数据精度,保证了成果质量,效益显著。四川省地质工程勘察院在张家岩水库、汶川特大山洪泥石流灾害应急排查、西藏植木口岸地灾勘查设计中实际运用了本技术方法,有效提高工作效率,控制项目成本,累计直接创造经济效益600余万元,挽回人民财产灾害损失约8000余万元。

3)适用范围:长江上游以及其他山区型河库的大中型水利工程水文泥沙监测、水库地形测绘。

四、技术图片

 

图1 技术路线

 

   图2 及高程异常分段(以金沙江白鹤滩水电站库区为例)

五、其他

技术持有单位:长江水利委员会水文局长江上游水文 水资源勘测局

技术联系人:孙振勇,主任,15923390456,023-89052817,15923390456@163.com