基于地質遙感技術的水工環工程施工研究

符長亮

（湖南省地質礦產勘查開發局四O 七地質隊，湖南 懷化 418000）

水工環工程施工一直是工程施工中的難點問題，必須引起相關部門的重視。因此，水工環工程施工研究是極具現實意義的，針對水工環工程施工研究并不罕見，但均沒有取得實質性的成效。由于傳統的水工環工程施工過程中，沒有水工環高分辨率遙感影像的支持，導致水工環工程施工中誤差高，水工環工程施工精度低。地質遙感技術作為一項新興的探測技術，具有覆蓋面積廣、精度高、周期短、獲取數據速度快以及抗干擾能力強等優勢，一經研發，在資源考察、地圖測繪以及氣象觀測等各大領域中取得了良好的應用效果?；诖耍疚膶⒌刭|遙感技術應用在水工環工程施工中，并通過基于地質遙感技術設計一種新型水工環工程施工方法，致力于降低水工環工程施工中誤差，從根本上提高水工環工程施工的精準度。

1 水工環地質工作現狀

當前，我國國土資源部以及地質相關部門正在積極的開展地質勘查工作改革，其改革的中心思想為“樹立大地質、大服務理念”，革新思想，摒棄以往的傳統思想，打破舊思想的束縛。對現有的地質勘查方式與方法進行創新，轉變工作理念，不斷創新，不斷完善我國水工環地質勘查工作技術。

現如今水文地質、環境地質遺跡工作地質勘查工作早已與以往的地質勘查工作發生了巨大的變化。自改革開放后，我國很多地方的經濟發展都十分的迅速，但這些經濟的發展大都是以破壞當地的生態環境、自然資源為代價，為人們的生活與發展帶來巨大的影響，這時候，人們才認識到保護環境就是在保護自己生活的家園。人自然和諧相處、可持續發展是當今世界發展的主旋律，我國水工環地質勘查工作也應該積極響應社會發展的潮流，向可持續發展方向發展。對與社會的發展與自然生態環境保護越來越多的沖突，使得水工環地質勘查的工作量也在不斷增加。

2 地質遙感技術

地質遙感技術在本質上是一種探測技術，能夠通過電磁波獲取高分辨率遙感影像[1]。通過高分辨率的商業遙感衛星，提高空間分辨率，進而獲得更加精準的遙感影像分類結果。地質遙感技術的基本原理就是通過物體的光譜特性，在同一光譜區分析其光譜反射的區別，進而探測出潛在的地質結構特性。

3 基于地質遙感技術的水工環工程施工方法

基于地質遙感技術的水工環工程施工方法整體流程，如圖1所示。

結合圖1 所示，下文針對圖中4 步主要流程進行詳細研究。

3.1 采集水工環工程施工數據

為獲取水工環工程施工基礎數據，在水工環工程施工區域設置測量點，并將其作為水工環工程的結構基準[2]。再通過地質遙感技術對水工環工程施工區域進行航測，通過地質遙感技術獲取高分辨率遙感影像，利用高分辨率遙感影像中的特征點、線、面，確定水工環參數結構。在此基礎上，利用CC（Smart3D）軟件來確定水工環工程施工參數結構的具體流程，其過程為：首先，加載高分辨率遙感影像，引入控制點以及相機參數；其次，采集pos 數據，獲取pos 數據原始坐標；在此基礎上，通過空三加密處理pos 數據原始坐標；最后，提取密集點云，利用地質遙感技術精準采集水工環工程施工數據。通過得到的水工環工程施工數據，為下文水工環工程施工提供基礎點位支持。為滿足水工環工程施工地質遙感影像數據高分辨率、清晰的要求，將像素大小設為最大值，為2560×1920[3，4]。采集水工環工程施工數據的具體流程為：首先，將高分辨率遙感影像，導入MapGIS 地圖編輯器，點擊MapGIS 地圖編輯器菜單中的矢量化選項，自動進行遙感影像矢量化處理；而后，通過MapGIS 地圖編輯器中的拓撲查錯功能，對水工環工程施工圖進行拓撲查錯；在此基礎上，根據水工環工程調查具體參數，對高分辨率遙感影像進行賦值；最后，得到有顏色、紋理清晰的水工環工程施工遙感圖。水工環工程施工遙感成像幾何示意圖，如圖2 所示。

圖2 水工環工程施工遙感成像幾何示意圖

圖2 中，M1、M2、M3分別表示為衛星在地面獲取到的水工環地質圖像，由O 點返回的信號，N1、N2和N3表示為從O 點傳輸路徑返回的信號。為最大限度上降低水工環工程施工遙感影像數據的誤差，需要將遙感影像顏色較淺的區域以1:50000 的數字柵格地形圖按公里進行網格校正，對不在網格內的部分進行剔除[5，6]?？紤]到在采集水工環工程施工數據過程中，很容易出現偏離性中誤差，這就可以通過動態方式進行調整，從而滿足水工環工程施工對于數據精準度的需求。

3.2 設置水工環工程施工鉆孔

以采集到的水工環工程施工數據為依據，設置水工環工程施工鉆孔。水工環工程施工鉆孔設置時，若面臨復雜地形條件時，必須加密施工鉆孔布設點。首先，排除取樣的偶然性，可以按照水工環工程建筑物周邊線以及角點布置。由于水工環工程施工會對建筑范圍內的主要受力層產生影響，當下臥層起伏較大時，必須在原有兩個施工鉆孔中間增加一個施工鉆孔，查明水工環地質信息具體變化。在設置水工環工程施工鉆孔時，可以結合勘探手段，提高設置精度。一般情況下，水工環工程施工鉆孔設置間距大約在20m 至30m。

3.3 布設水工環工程施工控制網深度

完成水工環工程施工鉆孔設置后，還需要布設水工環工程施工控制網深度。在此過程中，需要結合水工環工程施工區域的地形條件，埋藏的河道、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物。針對存在埋藏礦物的位置不能用管樁，全部用沖孔樁進行施工。大體確定水工環工程施工方案后，可以根據工作區臨近地塊的地層情況，將兩項數據相結合，得出一個初設的施工控制網布設深度。根據初設的施工控制網布設深度進行打孔試驗，從而了解水工環工程施工區域的地層情況。

3.4 完成水工環工程施工

在布設水工環工程施工控制網深度的基礎上，依照施工控制網布設的規律，完成水工環工程施工。在實際操作情況下，初設的施工控制網布設深度會要求鉆進到某一個地層，然后再加3～5 倍的樁徑。在水工環工程施工控制網布設操作中，進而進行有針對性的施工控制網布設。綜上所述，采用分層布設平面點的方法，降低觀測俯仰角使之達到規范要求?？紤]到水工環工程施工方便，在重要部位布設3 個以上相互通視的平面點，經野外踏勘后最終選定點位，布設導線網點。基于對以上兩個關鍵施工參數的精準設定，完成水工環工程施工方案設計。

4 實例分析

4.1 實驗準備

本文實例分析選取某水工環工程實例進行實驗，針對某水工環工程的勘查報告由A 市地建巖土工程有限公司提出。水工環工程勘查報告的具體結果，如表1 所示。

表1 水工環工程勘查報告參數信息

結合表1 信息，分別使用傳統施工方法以及本文設計后的施工方法進行對比實驗，設置傳統的施工方法為實驗對照組。實驗主要內容為測試兩種施工方法的中誤差，共進行7 次實驗，從而評定施工精度更高的施工方案。

4.2 實驗結果分析與結論

將兩種施工方法下的中誤差進行對比，中誤差對比結果，如下表2 所示。

表2 施工中誤差對比表

根據表2 可知，設計施工方法的中誤差明顯小于對照組，表明設計的施工方法在施工精度方面相比傳統施工方法具有明顯的優勢。綜上所述，設計的施工方法有理由直接投入現實應用。

5 結束語

通過基于地質遙感技術的水工環工程施工研究，能夠取得一定的研究成果，解決傳統水工環工程施工中存在的問題。由此可見，本文設計的施工方法是具有現實意義，能夠全面指導水工環工程施工方法優化。在后期的發展中，應加大地質遙感技術在水工環工程施工中的應用力度。截止目前，國內外針對基于地質遙感技術的水工環工程施工研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進一步對水工環工程施工的優化設計提出深入研究，為提高水工環工程施工的科學性提供參考。