淺談地質測繪技術的發展

摘要：地質測繪是為進行地質調查和礦產勘查及其成果圖件的編制所涉及的全部測繪工作的總稱。本文通過介紹測繪技術的發展，聯系實踐工作，簡單的論述了地質測繪技術的發展。

關鍵字： 地質測繪技術 發展

地質測繪（surveying and mapping for geology）是為進行地質調查和礦產勘查及其成果圖件的編制所涉及的全部測繪工作的總稱。主要包括地質點測量、地質剖面測量、物化探測量、礦區控制測量、礦區地形測量、勘探網布測、勘探工程定位測量、坑探工程測量、井探工程測量、貫通測量、露天礦測量、地表移動觀測以及有關圖件的繪制、印制和地質礦產信息系統的建立。在過去的很長一段時間里，地質測繪長期依靠經緯儀、平板儀、水準儀“老三儀”進行工作。受工作量大、精度低、誤差大、局限性大等因素影響，已經遠遠達不到新時期的測繪工作要求。隨著現代測繪技術的逐步擴大應用，現代測繪技術也迅速普及運用到了地質測繪行業的各個環節，大大的提升了測繪工作的效率。現代測繪技術的核心是衛星導航定位技術、遙感技術和地理信息系統技術。其中，衛星導航定位技術和遙感技術是航天技術、衛星技術、傳感器技術、現代通信技術、計算機技術等高新技術綜合集成的結果，地理信息系統技術是計算機技術、數據庫技術、空間分析與模擬(虛擬現實)技術綜合集成的結果。因此，現代測繪技術是空間技術和信息技術等現代高新技術的綜合集成，也是國家高新技術的重要組織部分。

一、測繪技術的發展

1. 全球定位系統（GPS）的發展

GPS即全球衛星定位系統(Global Positioning System)。它最初是由美國國防部開發的，利用離地面約兩萬多公里高的軌道上運行的24顆人造衛星所發射出來的訊號，以三角測量原理計算出收訊者在地球上的位置。GPS采用的是全球性地心坐標系統，坐標原點為地球質量中心。 GPS自問世以來，充分顯示了其在無線導航、定位領域的霸主地位。

隨著科技發展，GPS 發展態勢越來越快，其中又以GPS 芯片核心技術發展最為迅猛。在GPS 芯片發展的過程中，“小型化”一直是重要發展方向，這使得GPS 芯片組在降低耗電量、縮小體積等方面的技術更跨前一步，讓GPS設備精度更高、攜帶更為便捷。

2. 遙感技術的發展

遙感技術在近一、二十年內飛速發展，這種發展主要表現在新型傳感器的研制和應用，其發展的特點如下：

（1）新型傳感器推出速度快，既有框幅式可見光黑白攝影、多光譜攝影、彩色攝影、彩紅外攝影、紫外攝影，又有全景攝影機、紅外掃描儀，紅外輻射計、多光譜掃描儀、成象光譜儀，CCD線陣列掃描和矩陣攝影機、微波輻射計、散射計，合成孔徑雷達及各種雷達和激光測高儀等。

（2）形成多級空間分辨率影像序列的金字塔，以提供從粗到精的觀測數據源。傳感器的研制在向更高的空間分辨率方向發展的同時，也向全方位的立體觀測能力方向發展。

（3）可反復獲取同一地區影像數據的多時相性。一般是空間分辨率低的而時間分辨率高。遙感多時相性，提供了人們長期、系統和動態研究地球表面的變化及其規律的可能性。

3. 地理信息系統的發展

從系統角度看，在未來的幾十年內，地理信息系統（GIS）將向著數據標準化（Interoperable GIS）、數據多維化（3D4D GIS）、系統集成化（Component GIS）、系統智能化（Cyber GIS）、平臺網絡化（Web GIS）和應用社會化（數字地球DE）的方向發展。

（1）互操作地理信息系統（Interoperable GIS）是GIS系統集成平臺，它實現在異構環境下多個地理信息的系統或其應用系統之間的互相通信和協作，以完成某一特定任務。

（2）三維（四維）地理信息系統（3D4D GIS）目前研究重點集中在三維數據結構的設計，優化與實現，以及體視化技術的運用，三維系統的功能和模塊設計等方面。

（3）面向對象和構件技術的地理信息系統（Com GIS）是把GIS的功能模塊劃分為多個控件，每個控件完成不同的功能，通過可視化的軟件開發工具集成起來，形成最終GIS應用。

（4）基于WWW的地理信息系統（Web GIS）是利用Internet技術在Web上發布空間信息供用戶瀏覽和使用。Digital Earth 它是對真實地球及其相關現象統一性的數字化重現和認識，其核心思想是用數字化手段統一地處理地球問題和最大限度地利用信息資源，從而完成數字地球的核心功能，光纜、衛星通信技術以及計算機網絡等技術則完成海量空章數據的傳輸任務。

二、地質測繪技術的發展

1. 大地控制測量

控制測量是地質測繪的基礎，地質礦區布設平面控制的方法，一是在國家一、二等三角控制下進行三、四等三角點的加密，另一是在國家一、二等三角點下不能加密情況下布設獨立的三、四等三角或五秒小三角鎖網作為礦區基本“平面控制．獨立的三角鎖網必須測定鎖網的起算邊長。我單位在上世紀末期引入載波靜態相對定位技術即多臺套GPS接收機結合后處理軟件以來，精密控制測量就不再限制于通視條件、距離條件這些因素，控制測量的工作模式有了很大的改觀，對于相對獨立斷點分布的礦區工程點不再需要長遠距離的測三角鎖從其他地方引入控制點，只需從起算點采用邊點連接跳躍式地可以直接引入到測區，極大地簡化了工作步驟，節省了時間和人力。對于內部范圍不大的測區來說，采用光電測距儀、全站儀進行三角鎖、導線的測量，生產效率比丈量基線也提高幾十倍。所以對于小范圍測區來講，光電測距（半站儀、全站儀）除測定起算邊外，還應用于測邊網、測距導線代替常規的測角網。

大地控制測量成果的平差計算，以往用對數表人工計算，進度慢、差錯多，現在也普遍引入計算機軟件進行處理（如：GPS后處理軟件、控制精靈等等），很大程度的提高了效率，減少了誤差，所以在短時間內就得到了很大的普及。

2. 地形測量技術

地形測量是地質測繪工作重要的任務，長期以來的測圖方法，以大平扳儀測圖，至今在大比例尺地形測圖中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主導地位的已經是全野外數字化測量了，采用全站儀、RTK一天的工作量已是大平板儀所不能比擬，完全不可同日而語了。

地形測量的加密圖根控制，傳統的方法是在礦區基本控制點下布設測角圖根線形鎖及測角交會點，現在則采用導線測量、GPSRTK模式，極大地減少工作量，也提高了精度。

現代科學技術發展的綜合化整體方向極大地影響著現代測繪科學的發展趨勢，這種趨勢表現在現代測繪新理論的概括性增強，測繪新技術的技術綜合程度提高，各專業學科之間的相互交叉與滲透，測繪學與其它門類科學的聯系增強加大，測繪學吸收和移植其它學科成果的速度加快，這種學科內外的綜合化發展，將使現代測繪學不斷開拓出新的領域。測繪將成為構建“數字地球”、“數字中國”的主力軍。

參考文獻：

1.中國地質大學； 《測量學》； 地質出版社，1991

2.張華海、張書畢、鄭南山； 《大地測量學》課程內容與教學方法的實踐； 全國礦山測量學術討論論文集； 2002。