水工環(huán)地質(zhì)勘察及遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中的應(yīng)用

段尊風(fēng)

（山東正維勘察測繪有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

在進(jìn)行地質(zhì)研究時(shí)，必須對區(qū)域地質(zhì)和地形進(jìn)行實(shí)地研究，廣泛收集調(diào)查數(shù)據(jù)，為日后監(jiān)督施工項(xiàng)目的管理和規(guī)劃提供可靠的基礎(chǔ)。研究可以收集和處理從水利、地球地質(zhì)和遙感研究中獲得的信息，這有助于提高地質(zhì)調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性和提高其效率。將水利地質(zhì)學(xué)和遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)研究,并在這方面深入研究地質(zhì)普查尤為重要。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察及遙感技術(shù)分析

1.1 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作，從本質(zhì)上來講就是對水文、工程及環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行勘察。技術(shù)應(yīng)用中，技術(shù)人員首先需確認(rèn)測繪比例尺，本次研究中，進(jìn)行區(qū)域水工環(huán)地質(zhì)勘察時(shí)，技術(shù)人員選擇了1:50000-1:10000 的比例展開測繪工作，在測繪的范圍上，囊括了完整的補(bǔ)、徑、排三方在內(nèi)的水文地質(zhì)單元控制工作。而在進(jìn)行礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)勘察時(shí)，則選用了1:10000-1:2000 的比例完成勘察工作，測繪的范圍上以礦床的開采、礦山地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境變化以及相關(guān)聯(lián)因素的勘察為主。此外，本次研究中所選用的勘察路線以追索法和穿越法為主，例如，在針對垂直巖層、沿地貌變化及構(gòu)造走線方向進(jìn)行勘察，并重點(diǎn)針對地質(zhì)體、接觸帶以及軟弱夾層出現(xiàn)率比較多的河谷、地下水露頭較多的位置進(jìn)行了追索和勘測，最終提升水工環(huán)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

1.2 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)屬于一類探測技術(shù)，其應(yīng)用原理以電磁波理論為基礎(chǔ)，借此對遠(yuǎn)距離目標(biāo)所反饋的輻射及電磁波信息進(jìn)行搜集和處理，最后以圖像的形式反饋出來[1]。目前，我國在該項(xiàng)技術(shù)的使用上，主要集中在地質(zhì)勘察方面，并據(jù)此構(gòu)建了相匹配使用的遙感平臺。技術(shù)人員在應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行進(jìn)行某一區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)地質(zhì)勘察時(shí)可發(fā)現(xiàn)，遙感技術(shù)的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢，允許創(chuàng)建基于特定的診斷規(guī)則的圖像為不同的對象，確保遙感結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，不影響環(huán)境和氣候。廣泛的監(jiān)測范圍，快速和方便地獲得信息，在地質(zhì)研究中逐漸成為一種非常重要的技術(shù)。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘察的技術(shù)

2.1 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)（GPR）技術(shù)

GPR 技術(shù)是一種地球雷達(dá)技術(shù)，這有助于探測和分析各種地下環(huán)境，并通過地質(zhì)調(diào)查方法為地質(zhì)研究提供準(zhǔn)確的支持。在地球雷達(dá)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，可以使用電磁波傳輸數(shù)據(jù)，各種電磁波可以在不同的土壤中為進(jìn)行地質(zhì)分析而向地下釋放電磁輻射，計(jì)算機(jī)接收電磁波反饋數(shù)據(jù)后，它是如何建立在適當(dāng)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)[2]。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，雷達(dá)探測相對較少，勘探信息一般不取決于地質(zhì)因素或設(shè)備因素，這保證了勘探信息的準(zhǔn)確性。而雷達(dá)技術(shù)通常應(yīng)用于小規(guī)模的區(qū)域地質(zhì)作業(yè)。地質(zhì)結(jié)果的準(zhǔn)確性不能保證。如果數(shù)據(jù)范圍更廣，數(shù)據(jù)可能丟失或被拒絕，則予以保障。

2.2 全球定位系統(tǒng)（GPS）

全球定位系統(tǒng)技術(shù)即GPS。全球定位系統(tǒng)在水利環(huán)境地質(zhì)研究中起著十分重要的作用。隨著全球定位系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，完善的應(yīng)用系統(tǒng)正在逐漸形成。對以人工實(shí)地調(diào)查為基礎(chǔ)的方法進(jìn)行調(diào)查；這需要大量的人力和物力資源，很難保證調(diào)查的有效性和相對的準(zhǔn)確性。充分利用全球定位系統(tǒng)技術(shù)，確保地面數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性[3]。在全球定位系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，地球上的任何位置都必須用一種方法來測量。在以衛(wèi)星和識別點(diǎn)為基礎(chǔ)的地質(zhì)調(diào)查中，計(jì)算衛(wèi)星和控制點(diǎn)接收器之間的直線距離，然后收集關(guān)于兩顆衛(wèi)星的信息，對接收器進(jìn)行綜合分析并確定其位置。全球定位系統(tǒng)的使用原則如圖1 所示，以確保成功地進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查。首先需要獲得恒星鐘，然后按計(jì)劃確定衛(wèi)星位置。光的傳播速度是固定的，所以光的傳播時(shí)間乘以速度，在全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星的實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)航信息可以在一段時(shí)間內(nèi)獲得。導(dǎo)航信息由偽隨機(jī)代碼。偽隨機(jī)代碼可分為民用代碼（C/A）和軍用代碼（P/Y）之間的頻率差異，導(dǎo)航信息可以在不調(diào)制的情況下獲得，并以48v/s 的速度發(fā)送在導(dǎo)航信息，任何一個(gè)主要的幀包括5 個(gè)亞目錄，每一個(gè)約5.8 秒。一旦收到信息信號，衛(wèi)星和接收器之間的直線距離可以與衛(wèi)星時(shí)間和通信信息相結(jié)合計(jì)算和分析。

圖1 GPS 工作流程圖

2.3 載波相位差分技術(shù)（PTK）

在使用PTK 技術(shù)過程中，可以利用一個(gè)參考站和接收設(shè)備觀察載波相位偏移，并根據(jù)同樣的感覺對其進(jìn)行分析。在實(shí)踐中，PTK 工藝并不取決于被調(diào)查地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件。在特定的測試過程中，數(shù)據(jù)可以及時(shí)獲得。在地質(zhì)勘探中，PTK 工藝是非常重要的。與其它測試方法相比，結(jié)果更準(zhǔn)確，更有效地減少了產(chǎn)品的工作量。

2.4 透視電鏡（TEM）設(shè)備TEM

該裝置是一個(gè)成像裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)快速電磁成像法設(shè)備可以增加取決于它主要用于天文觀測權(quán)利，在地質(zhì)勘探中使用地質(zhì)勘察的優(yōu)勢，一些勘探區(qū)，地面介質(zhì)比較復(fù)雜，航攝比較難，因而，瞬時(shí)電磁法設(shè)備可用于地質(zhì)測量，電磁法的瞬時(shí)變化設(shè)備更為合適，在不受外界環(huán)境因素影響的情況下，數(shù)據(jù)的高精度可有效提高地質(zhì)勘測的水平。

3 遙感技術(shù)的應(yīng)用

遙感技術(shù)主要指的是航空攝影——以空中有人機(jī)、低空無人機(jī)、飛艇等作為航空飛行平臺，根據(jù)應(yīng)用目的搭載不同類型的傳感器，實(shí)現(xiàn)對地觀測的成像技術(shù)。相對于航天遙感所獲取的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的膠片式航空遙感具有技術(shù)手段成熟、成果產(chǎn)品質(zhì)量可靠、機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)。擁有生產(chǎn)cm 級的成果圖件的能力。這種優(yōu)勢特別適用于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)的遙感調(diào)查。對利用高分辨率航空遙感圖像，結(jié)合適當(dāng)?shù)囊巴獾刭|(zhì)工作，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯標(biāo)志，可以很好的完成地質(zhì)災(zāi)害遙感識別、解譯，并初步確定地質(zhì)災(zāi)害的邊界、面積等這一技術(shù)流程形成了共識。具體測量檢測標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 檢測標(biāo)準(zhǔn)表

除開上述遙感技術(shù)的應(yīng)用，在水工環(huán)地質(zhì)勘查中，還可利用該項(xiàng)技術(shù)針對不通地區(qū)內(nèi)水體污染狀況進(jìn)行即時(shí)性的勘察，從而在第一時(shí)間掌握當(dāng)?shù)厮w內(nèi)各項(xiàng)物質(zhì)含有量，尤其是水體內(nèi)的懸浮固體物的含有量勘察。技術(shù)應(yīng)用之時(shí)，能夠顯著將水體對紅外波吸收量干擾降低，從而進(jìn)一步提升勘測質(zhì)量。同時(shí)，通過對水體懸浮固體含有量的實(shí)驗(yàn)檢測，也可實(shí)時(shí)構(gòu)建對應(yīng)的關(guān)系模型，為后續(xù)水工環(huán)測量工作質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)。與水體勘察相比，應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行火山結(jié)構(gòu)的資料進(jìn)行勘察處理時(shí)，可以高度識別出火山構(gòu)成所必須的金屬元素，從而第一時(shí)間識別出火山位置及深度，并為火山周圍地質(zhì)礦產(chǎn)資源分布提取更多有效勘察數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

總之，本文詳細(xì)論述了水工環(huán)和遙感技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用，在巖土工程和遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，有必要全面了解區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的實(shí)際情況；發(fā)展巖土工程和遙感技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的創(chuàng)新研究方法，充分發(fā)揮巖土工程和遙感技術(shù)的優(yōu)勢。掌握提高作業(yè)性能的設(shè)備，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行全面細(xì)致的分析，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)測量方法的不足，提高地質(zhì)測量的效率。