谷歌地球在鐵路工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用

王 磊

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司,湖北 武漢 430063)

谷歌地球在鐵路工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用

王 磊

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司,湖北 武漢 430063)

利用谷歌地球所提供的基礎(chǔ)地理信息資源、區(qū)域地質(zhì)圖和線位圖,以嵩明城際鐵路工程為背景,具體分析谷歌地球在鐵路工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用,更直觀地反映地質(zhì)構(gòu)造對鐵路工程的影響，提高地質(zhì)測繪效率,該方法可供同類工程參考。

工程地質(zhì)測繪;追索法;谷歌地球

鐵路工程勘察設(shè)計具有一套完整而有效的流程和方法[1]。但鐵路前期工程地質(zhì)勘察工作中往往受到現(xiàn)場資料缺乏的困擾[2],各比例尺地形圖成圖年代早,時效性較差,新增公路、水庫、廠礦等地物缺失,環(huán)境保護區(qū)資料匱乏等。工程地質(zhì)勘察中,可以借助免費谷歌地球地理信息軟件解決很多問題。

1 谷歌地球簡介

谷歌地球是一款Google公司開發(fā)的虛擬地球儀軟件,2005年正式向全球推出。它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。其使用了公共領(lǐng)域的圖片、受許可的航空照相圖片、KeyHole間諜衛(wèi)星的圖片和很多其他衛(wèi)星所拍攝的城鎮(zhèn)、山區(qū)照片[3]。

主要輔助測繪設(shè)計功能有:①提供全球三維地理信息,精度5～20 m不等;②通過Acad2Kml插件將dwg向Kml格式轉(zhuǎn)換,將線位等信息加載到谷歌地球上;③圖片加載,利用搜集到區(qū)域地質(zhì)圖上的經(jīng)緯距,對圖片進行加載;④添加自己的注釋。

2 谷歌地球在鐵路工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用

2.1 工程背景

2.1.1 工程概況

嵩明線城際鐵路起于嵩明站,終點為巫家壩車站,位于昆明市東北,線路自嵩明彌良河附近引出,沿昆曲高速公路西側(cè)向南經(jīng)長松園、楊林,于中對龍附近跨過昆曲高速,爾后經(jīng)小哨、雙龍至昆明東部客運汽車站,出站后線路并行機場高速跨虹橋立交后進入地下至巫家壩樞紐站(圖1)。線路全長約50.60 km,其中橋梁23.30 km,隧道13.08 km,橋隧比71.88%。

圖1 嵩明線線路概況圖Fig.1 The overview route line of Song Ming

2.1.2 沿線地形地貌

場區(qū)地貌單元根據(jù)成因可劃分為丘陵及剝蝕殘丘、丘間谷地及沖湖積盆地三類。擬建場區(qū)地處滇東高原中部,屬丘陵地貌。地勢中部較高,平均海拔2 000～2 200 m,多為基巖分布的臺地、丘陵低山區(qū)；東部、西部地勢相對平坦,平均海拔1 900 m,為盆地新生界覆蓋區(qū)。

2.1.3 沿線地層巖性

下伏基巖主要有:石炭系(C)灰?guī)r夾白云巖、鈣質(zhì)泥巖、頁巖、泥灰?guī)r等；泥盆系(D)白云巖、灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、砂巖等；志留系(S)泥巖、粉砂巖等；奧陶系(O)石英砂巖；寒武系 (∈)泥砂質(zhì)白云巖、泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、泥巖和粉砂巖。

2.2 常用工程地質(zhì)測繪方法

常用的地質(zhì)測繪方法有路線法、布點法和追索法

等三種。路線法指沿著線路的方向,在線路兩側(cè)相隔一定間距布置勘察點；布點法指在勘探之前,在地形圖上圈出可能出現(xiàn)巖石、開挖面、河流等情況,布置好勘察點,沿勘察點進行地質(zhì)測繪；追索法指沿著特定地質(zhì)構(gòu)造(如斷層、褶皺等),查明其影響范圍。這三個方法實現(xiàn)均需要較新的地形圖支持。

2.3 谷歌地球與GPS手持機輔助功能應(yīng)用

2.3.1 前期工作準(zhǔn)備(圖2)

圖2 技術(shù)路線圖Fig.2 Road map of technology

(1) 利用Acad2Kml插件將線位轉(zhuǎn)換成谷歌地圖所能識別的Kml格式,進行加載(圖3)。

(2) 將搜集到的區(qū)域地質(zhì)圖按各自的圖面范圍進行裁剪,并記錄各頂點的經(jīng)緯距,并按谷歌地球的格式添加圖像疊加層。其中沿線主要斷層分布如圖4。

圖3 谷歌地球加載線位圖Fig.3 The overview route line on Google Earth

圖4 沿線主要斷層分布圖Fig.4 The main fault distribution along the route line

2.3.2 輔助地質(zhì)測繪

在鐵路勘察中,小比例尺(1∶5萬、1∶1萬)在初測以及大面積地質(zhì)調(diào)查、水文地質(zhì)調(diào)查中應(yīng)用廣泛。由于比例尺較小,在地質(zhì)測繪過程小路不易找到,地物不易對照,容易走彎路,因此將谷歌地球與GPS手持機結(jié)合,利用谷歌地球線位與地形(圖3、圖5),按照地形相近的方法,將線位整里程和500 m里程點標(biāo)在GPS手持機上(手機等),見圖6。測繪時將GPS手持機帶在身上,隨時知道所在位置與線位的位置關(guān)系,減少走彎路、回頭路的可能[4-5]；遇到適合做觀測點的地方,定位后,在所指示位置標(biāo)出觀測點,提高測繪時的工作效率及可靠度。在嵩明線山區(qū)地質(zhì)測繪中,每天可以完成5～6 km帶狀測繪,提高了工作效率。

圖5 沿線主要斷層構(gòu)造區(qū)三維透視圖Fig.5 The main fault zone along the route line in 3D perspective

圖6 GPS手持機標(biāo)注里程Fig.6 The mark mileage of handheld GPS

2.3.3 輔助地質(zhì)選線

線路位于高烈度地震區(qū)(地震烈度為8度),與線路并行一斷裂(舊關(guān)—果林水庫斷裂),沿該斷裂帶構(gòu)造巖普遍發(fā)育,寬20～30 m,一般都具構(gòu)造巖的分帶性,外帶一般由碎裂巖、碎斑巖和構(gòu)造角礫巖組成,寬度在近上盤較大(10～20 m),近下盤處較小(5～10 m),斷面附近由構(gòu)造片巖、斷層泥組成,局部見糜棱巖化,斷層泥較常見寬5～15 m不等。而線路又必須經(jīng)過該區(qū)域,在雙龍鄉(xiāng)設(shè)站,因此盡可能遠離舊關(guān)—果林水庫斷裂,經(jīng)多次調(diào)試,線位與斷裂相距約600 m并行,并以大角度通過其余斷裂。

3 結(jié)語

(1) 通過將區(qū)域地質(zhì)圖圖片進行裁剪、線位格式轉(zhuǎn)換,將區(qū)域地質(zhì)信息、線位信息加載到谷歌地球上,形成三位一體平臺,處理地質(zhì)選線及地質(zhì)測繪時,更加直觀高效。

(2) 將谷歌地球與GPS手持機(手機等)結(jié)合,在嵩明線山區(qū)地質(zhì)測繪中,每天可以完成5～6 km測繪工作量,提高了工作效率。

(3) 利用區(qū)域地質(zhì)圖、線位谷歌地球,對嵩明線的線位進行多次調(diào)整,最終線位位于斷裂左側(cè)600 m,與斷裂并行,并以大角度相交通過其余斷裂。有效降低了工程造價,使得新線位更加經(jīng)濟安全合理。

(4) 在進行地質(zhì)圖片裁剪時,存在一定的誤差,有待進一步地研究和探討。

[1] 韓皓.GOOGLE EARTH在鐵路勘測設(shè)計前期工作中的應(yīng)用[J].鐵道勘察,2010(1):9-12.

[2] 謝偉.Google Earth等免費數(shù)據(jù)源在鐵路勘測設(shè)計中的應(yīng)用[J].鐵道勘察,2009(2):16-18.

[3] 陸柏樹,劉云彪.勘探點在G009le Earth中顯示的程序?qū)崿F(xiàn)[J].資源環(huán)境與工程,2007,21(4):450-454.

[4] 王新力.淺談GPS在地質(zhì)測繪工作中的應(yīng)用[J].安徽建筑,2009,16(6):115.

[5] 曾慶偉,吳戰(zhàn)克.GPS手持機+Google Earth聯(lián)合進行像控點選刺的探索與應(yīng)用[J].鐵道勘察,2009(4):57-58.

(責(zé)任編輯：陳文寶)

Application of Google Earth in Railway Engineering Geological Survey

WANG Lei

(ChinaRailwaysSiyuanSurveyandDesignGroupCo.,LTD.,Wuhan,Hubei430063)

The paper use the foundation geographical information resources provided by Google earth,regional geological map and route map of the railway.Taking Songming intercity railway engineering for background,the author analyses the application of the Google Earth in the investigation of engineering geology,reflects geological structure on railway engineering,improve geological mapping efficiency.The method could be available for related engineering to reference.

engineering geological survey; geological mapping and geological location; Google Earth

2014-11-28;改回日期:2015-04-20

王磊(1983-),男,工程師,巖土工程專業(yè)，從事地質(zhì)勘察和路基設(shè)計工作。E-mail:wlgdwl@163.com

P208; U212.22

A

1671-1211(2015)04-0476-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201504023

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150619.1333.003.html 數(shù)字出版日期:2015-06-19 13:33