物探測繪設備現狀與發展論述

白大明

（中石化石油工程地球物理有限公司中南分公司，湖南 湘潭 411100）

1 物探測繪設備的現狀

1.1 衛星定位

衛星定位最初是從多普勒衛星定位開始，隨著衛星技術的不斷發展與提高，衛星定位已經發展成為穩定成熟的應用技術，實現叫高精確度的全球定位，其中包括GPS、北斗體系、伽利略、格格納斯等多種應用體系。GPS 是目前在物探測繪中應用最為廣泛的一種，將傳統的物探測繪方法進行了大量的替代，已成為物探測繪工作種必不可少的一部分。

（1）GPS 衛星定位簡介。GPS 的發明與應用是在20 世紀70 年代，經由美國軍方耗時20 年所鉆研開發出的新一代空間衛星導航定位系統，主要是由空間部分、地面監控部分和用戶設備部分三大部分組成，能夠達到全天候、自動化、高精度、高效益的行為效果，其對用戶連接的數量也沒有限制，可向全球范圍的大量用戶提供實時定位信息。所在眾多需要大量測量、勘察、監測數據信息的行業中得以廣泛的應用。

（2）GPS 衛星定位在石油物探測量中的應用。物探測繪就屬于大量測量、勘察、監測數據信息的行業，由于物探測繪工作的范圍廣、面積大，GPS 衛星定位的應用能夠起到高質量的引導作用。在實際的物探測繪工作中，首先建立測繪操控網點，對日后GPS 衛星定位應用的物理點進行放樣操作，形成完善的信息傳輸結構。其次是對GPS 衛星定位的定位進行選擇，其中包含兩種定位方式，一個是肯定定位，另一個是相對定位。肯定定位由于定位的精確度較低，并不是物探測繪工作中首選的定位方式，但是其能夠進行簡單的單機操作，也叫做單點定位，能夠適用于某些特殊的工作環境。相對定位就是在物探測繪工作中普遍應用的定位方式，又能夠分為靜態相對行為和動態相對定位，每種方式的定位精確度均較高，可以根據具體的物探測量工作情況進行選擇。GPS 衛星定位已經通過多年的應用實踐的以證明，其能夠幫助物探測繪工作達到高質量的工作目標，提高工作效率等。不論是在工作中的操控網布設，還是物理點的放樣，從最早應用時的靜態測量的作用，隨著GPS 衛星定位的不斷革新提高，已能夠進行快速的動態測量，達到良好的經濟效益和社會效益。

1.2 GIS 地理信息系統

GPS 衛星定位是基于衛星系統的應用設備，而GIS 是基于計算機系統，通過計算機對地理信息的相關數據進行計算處理而得到的物探測繪信息的計算系統。其本身屬于綜合性極高的、系統系極復雜的應用設備，對于物探測繪信息的計算需要結合計算機科學、地理學、統計學、測量學等多種專業學科技術。同時，基于GIS 地理信息系統，又具有多種軟件分支，對物探測繪工作所需要具體信息進行針對性的計算整理，如MAPGIS 軟件就是針對圖像和空間處理的軟件之一，能夠將物探測繪信息中的地表情況、空間情況進行進行多樣性的分析，并根據分析結果制作出精準度極高的電子地圖，為物探測繪工作提供重要的幫助。

1.3 遙感（RS）設備

物探測繪工作要對大量的信息進行監測，如缺少專業設備的幫助，僅靠效率低下的人工進行操作，即使是具有先進的數據分析和計算設備，也仍然需要長達數年的工作量，且還具有測量不夠準確的問題存在。遙感設備就是具有極高準確度和速度的設備，能夠形成分辨率極高的衛星搖感照片，提供物探測繪工作所需要的大量信息，大大減少了勘探測繪工作對于測量數據信息的收集和整理工作。

（1）遙感（RS）設備的概念。遙感二字顧名思義，就是來自于遙遠的感知，能夠不必進行切實的實地接觸，就能夠對目標信息有所掌握。在實際的物探測繪工作中，可以通過遙感設備對范圍廣大的目標數據進行提取，不論是從空間到地上、地上到空間或是從空間到空間的事物信息，都能夠不受到距離因素的限制，得到精確的信息，為后續工作提供專業依據。

（2）遙感（RS）設備的原理。遙感聽起來的神秘，但其實都是源自于每樣物體自身所具有的電磁波能量，遙感設備能夠對不同事物所散發的不同的電磁波進行吸取，經過分析和總結，形成最終的遙感信息。所以還能夠針對不同的使用目的和使用方向，結合不同目標物體的電磁波能量，設計出具符合要求的遙感設備。且電磁波能量并不是一成不變的，會收到不同物體之間的相互影響，產生電磁波能量的互動效果，包括吸收、反射、融合等，遙感設備同樣能夠對這些電磁波的交互能量進行識別和反應，投射到遙感信息的呈現中，幫助物探測繪工作對測量目標的整體信息把握。

2 物探測繪設備發展

物探測繪設備的發展伴隨著科學技術的不斷進步，已經國家對于物探測繪工作的重視與投入，如隨著當前最高科學技術水平所設計的4D 產品，包括DLG、DRG、DEM 和DOM 設備，都對物探測繪工作的發展與提高起到較大的影響作用。

2.1 DLG（數字線劃地圖Digltal Line Graphie）

是一種能夠快速生成專題地圖、數據承載量較小、便于建立分層信息的地圖系統，在實際的物探測繪工作中，DLG的使用能夠進行隨機的數據選擇，同時與其他商品疊加，并能夠應用GIS 設備進行相關空間數據的分析與整理，方便工作中隨時進行討論。

2.2 DRG（數字柵格地圖Digital Raster Graphie）

是一種經由紙質地圖的信息進行計算機處理后獲得的柵格數據文件，數據形式以矢量為主，與紙質地圖的內容、幾何精度和色彩等信息保持完全一致。在實際的物探測繪工作中，可作將數據信息作為背景參照，結合其他數據信息進行工作討論。

2.3 DEM（數字高程模型Digital Elevatlon Modle）

DEM 是通過地形高程數據對地標信息進行計算處理后得到的有序數值組陣列組合表達的實體地面模型，地面模型中包括了坡度、坡向、透視、等高線等。在實際的物探測繪工作中，會與其他數字信息作為結合應用，形成立體化、具象化的信息表達，進行工作討論。

2.4 DOM（數字正射影象圖Digital Orthopoto MaP）

DOM 是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像，其地圖分幅、投影、精度、坐標系統和比例尺等信息與地形圖保持一致，是對遙感照片進行數字微分糾正和鑲嵌處理，并按照圖幅范圍剪裁后生成的數字影像。具有極高的精確度、豐富的信息數據、直觀寫實的觀感體驗和生成快速等諸多優勢。在實際的物探測繪工作中，能夠根據圖像中的信息數據進行工作討論，也能夠作為地圖分析的背景控制信息，結合其他信息進行工作討論。

2.5 全站儀的發展趨勢

全站儀是集光、機、電為一體的高技術測量設備，測量功能非常豐富，包括集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差等測量功能。新式全站儀在舊式的基礎之上，被稱為主動盯梢全站儀，是因為主動盯梢、無水平制動螺旋、主動測量體系的功能添加而得名。并裝有數據鏈，能夠通過數字圖像技術進行測量數據的計算分析和信息轉化。將來全站儀的發展趨勢可能在于更多功能的添加，使全站儀的功能性更加全面，如增加內置的電腦體系，將多種功能進行菜單化或功能卡式管理，建立雙向通信息技術，更加適用于實際物探測繪工作中的復雜環境使用。

2.6 GPS 定位儀的發展趨勢

GPS 定位儀已經是物探測繪工作必不可少的重要設備，隨著衛星地位技術更新發展，GPS 地位儀仍具有較高的發展空間。目前GPS 定位儀已經達到極高的精度、功率、適應性和經濟性等，在使用方面，地圖學的數據更新、測量方法等也具有極高的方便性。在實際的物探測繪工作中，靜態測量精度和相對測量精度都以達到極高的精確度，在發展趨勢上，查分定位方式的發展能夠完成GPS 衛星定位的一次大幅度提高。

（1）方位差分原理。方位查分使最基礎的查分方法，對于GPS 接納機的功能和質量沒有任何要求，任何GPS 接納機都能夠成功應用方位差分體系。其主要運行原理在于利用基準站上的GPS 接納機進行三位定位后，對解算坐標時存在的軌跡、時鐘、大氣、多徑效應等差錯和影像，導致定位出的坐標于實際坐標位置存在著誤差。再通過基準站將糾正誤差的數據鏈發送出去，應用數據鏈對誤差坐標進行糾正。

（2）偽距差分原理。偽距差分是在目前大部分商用差分GPS 接納機所選用的差分技術，具有最廣泛的使用范圍和頻率。是在基準站根據觀測的各位行的坐標信息，計算出每顆衛星到基準站的實際距離，通過實際距離與偽距距離的對比，計算出改正數據鏈傳送，達到修正精確度的作用。

（3）載波相位差分原理。載波相位差分是對兩個測站載波相位量進行實時處理的一種差分方法，通過基準站的載波相位發送，進行求差坐標的結算，提高定位準確度。但是基準站對載波相位的觀測時間較長，會增加物探測繪工作的工作時間，影像工作進度，如果能夠增加觀測時間，就能夠使物探測繪工作的工作效率和質量再次有所提高。

3 結語

通過現代高科技測繪設備的應用，使物探測繪工作擁有了較高的工作質量和工作效率。現代科技還處于持續的發展進程中，測繪設備也會隨之而不斷更新發展，為物探測繪工作的深遠發展提供有力保障。