測繪技術在地質勘查中的應用

王福臣，潘北斗，田繼勛

（中國冶金地質總局第一地質勘查院，河北 廊坊 065201）

傳統(tǒng)測繪技術工作效率較低，需要大量的人力資源才能完成勘查工作，但是最終信息準確性較差。在現(xiàn)代社會科學技術高速發(fā)展之下，研發(fā)出性能更好的新型測繪技術，數(shù)字化測繪為主要的形式，且應用到水文地質、石油工程等領域內，在地質勘查領域發(fā)揮出應有的作用，極大的促進勘查領域的發(fā)展。

1 地質測繪的重要性

地質測繪為目前地質勘查過程的重要性內容，從實際情況分析，其重要性可以下述幾點進行分析：第一，利用地質測繪可以掌握了解地質結果形式，然后對于該地帶進行地質活動的準確分析[1]。比如某板塊交界的部位上容易發(fā)生地震災害，而地質頻繁活動的地帶則容易出現(xiàn)滑坡、泥石流等災害。通過地質勘查工作，可以及時了解地質災害的發(fā)生趨勢，并且掌握地質信息，采取必要的預防措施，消除災害的影響。第二，地質測繪工作掌握地質信息，而測繪工作可以促進地質勘查精度的提升，保證地質分析結果達到真實性、準確性的標準。第三，測繪技術的研發(fā)和進步，讓測繪數(shù)據(jù)準確性得到提升，同時也提高測繪速度，擴大地質測量的范圍，應用到地質勘查中有著非常好的效果。

2 測繪技術

測繪新技術的研發(fā)是根據(jù)計算機、遙感等技術進行的，這些都是基礎性的技術。根據(jù)技術應用狀況分析，該技術有如下特點：第一，自動化水平高。測繪技術是通過計算機、精密軟件來實現(xiàn)圖形繪制的，所以可以快速的掌握地質信息特點，保證工作嚴密、準確，人員勞動強度小，且不會干擾測量的結果，降低錯誤發(fā)生率。第二，測繪新技術可以促進測繪數(shù)據(jù)精度提升。對于遙感技術來說，其測量范圍如果是300m，測量后的數(shù)據(jù)偏差可以控制在2mm以內，同時利用軟件直接獲取測繪數(shù)據(jù)信息，可以真實反映出地質條件，不會因為數(shù)據(jù)誤差過大而影響圖形的準確性。第三，測繪新技術可以全面的了解被測地點的實際情況，信息檢索更加的便捷，操作方便快捷。第四，測繪新技術應用后，圖形編輯是利用數(shù)字化軟件實現(xiàn)的，所以可以防止在改正比例尺時出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差過大的情況，能夠隨時隨地進行地質信息調整和修改，時效性非常好。

3 測繪技術的應用

除了需要建立完善的勘查管理制度外，還應該組織人員進行培訓和教育工作，讓其具備一定的專業(yè)技術。此外，為了保證地質勘查工作的效率和質量得到提升，需要應用先進的測繪技術進行工作，下面將具體分析幾種常見的新型測繪技術。

（1）GPS測繪技術。GPS的全稱為全球定位系統(tǒng)，該技術最早出現(xiàn)在二十世紀的90年代，一經(jīng)研發(fā)使用就投入到海陸空等領域內，實現(xiàn)導航和定位。同時在2000年時已經(jīng)從最初的模糊定位發(fā)展到精度控制在15m范圍內的精確定位，尤其是一些勘查控制點數(shù)量少、通視性較差的地帶應用GPS可以大幅提升勘查的速度和效率，促進測量數(shù)據(jù)精度的提升。GPS測繪技術的主要工作由外業(yè)和內業(yè)兩種，其中外業(yè)工作是在現(xiàn)場選點、設置觀測標志、野外觀測、測繪結果檢測等；內業(yè)工作是GPS測量后技術設計、測量后數(shù)據(jù)處理以及總結等。根據(jù)GPS測繪技術應用實際情況分析，需要經(jīng)過設計、選點、設置標志、外業(yè)測繪、成果檢測等多個工序的工作。應用GPS測繪時，至少需要選擇使用兩臺接收機設備，分別安裝到一條基線的兩端，要想達到測繪的要求，需要應用4顆以上的衛(wèi)星時段進行觀測，結合測繪等級確定時段長度。此外，該技術的操作人員，要把測繪的點位設置容易安裝接收設備且視野通透的位置上。點位目標需要非常的明顯，通視范圍在15m以上，且該范圍內沒有任何的障礙物，不會阻礙信號傳輸，保證測量的精度達標[2]。

（2）RS測繪技術。RS主要是遙感技術，最早于二十世紀的60年代研發(fā)，其主要的優(yōu)勢就是能夠準確的探測和識別物體且能夠感知紅外線和電磁波，多數(shù)都是使用到航空攝影的領域內。科學技術高速發(fā)展的現(xiàn)代社會，RS技術發(fā)展速度也非常快，可以達到信息收集和處理各個方面的要求。當前的衛(wèi)星遙感技術應用到測繪領域是非常普遍的，有著極為重要的作用，可以獲取多種類型的不可見光，且已經(jīng)逐步的向著多極化、多波段的方向發(fā)展。此外，分辨率已經(jīng)有了大幅的提高，所以應用到地質信息勘查方面有著明顯的優(yōu)勢。遙感技術應用到地質測繪工作中，可以掌握關于地質的大量信息資源，利用不同波段已經(jīng)遙感設備能夠掌握大量有價值的數(shù)據(jù)信息，同時防止地面環(huán)境存在干擾和影響，可以實現(xiàn)大范圍的測繪工作，保證地質勘查工作的效率和質量。未來還需要加強遙感技術的研發(fā)，形成多種新型傳感器裝置，保證不同空間、光譜范圍都能夠準確的掌握地質勘查的特點，最終可以產(chǎn)生多元化的數(shù)據(jù)信息，全面了解地質信息，為各項工作開展奠定基礎。

（3）GIS測繪技術。GIS為地理信息系統(tǒng)，這是非常先進的技術，應用多種對象與多種科學理論研發(fā)而產(chǎn)生的，在系統(tǒng)內利用計算機、數(shù)據(jù)庫進行各項數(shù)據(jù)的計算和分析。這一激素的優(yōu)勢就是可以把位置和空間事物進行有效的融合，真實的反應在電腦顯示器上，是直觀的，且是非常形象的。從實際情況分析，該技術有如下的特點：第一，系統(tǒng)中有多個維度；第二，可以保證定位數(shù)據(jù)信息的精度；第三，多元化的信息都能掌握；第四，可以實現(xiàn)數(shù)字化分析，全面了解各項信息。GIS技術應用到地質勘查中，主要是如下兩個方面：第一，通過地理信息系統(tǒng)進行應用，完成大量的信息空間采樣，保證各個角度的地理信息都能夠有效的處理，掌握全面性的地質結構形式，不僅可以實施成礦預測分析，還能夠分析了解地質演變的情況。第二，成礦預測工作的進行，是利用地質勘查礦產(chǎn)信息之后實施，從而可以掌握該地區(qū)的斷層異常的狀態(tài)，分析了解礦產(chǎn)的特性，最終可以確定其空間變化特性。此外，GIS技術可以通過空間模擬和疊加組合成為具體的空間分析模型系統(tǒng)，然后按照系統(tǒng)設定的標準進行多項數(shù)據(jù)的篩選處理，把有用的信息提取使用，形成信息數(shù)據(jù)層，滿足各項工作的運營需要，也會為地質勘查工作的進行提供良好的基礎。

（4）GPS-RTK技術。GPS-RTK技術中包含GPS和RTK兩種技術，使用功能性好，穩(wěn)定性較強。此外，GPSRTK技術還有自動化的特點，數(shù)據(jù)精度高，操作方便快捷，所以被大量的應用到地質勘查工作領域內，具體是如下幾個方面：第一，圖根控制測量。RTK為流動測量技術的形式，經(jīng)過測量之后取得的各項坐標數(shù)據(jù)信息精度相對較高，可以達到圖根點控制精度的要求，所以地質勘查時應用該技術可以設置合適的測量區(qū)域圖根控制點，作業(yè)方便快捷。第二，地質工程放樣。在勘查環(huán)節(jié)，結合實際需要進行現(xiàn)場勘探線與鉆探等各個階段的操作，但是地質測繪工作范圍是很大的，地形條件相對較為復雜，通視性不足。所以使用傳統(tǒng)全站儀測繪時，工作效率相對較低，而應用RTK技術的電磁波通視性較好，工作效率也比較高。第三，地形測量應用效果非常好。地形測量是地質勘查非常關鍵性的部分，可以通過應用1:1000、1:2000以及1:5000的比例繪圖，降低人員作業(yè)誤差，提高數(shù)據(jù)精度。第四，剖面測量。RTK技術的應用，可以將設置、測量、計算、檢測等各項工作同時進行。勘探線內進行橫斷面的測量，并且可以準確的計算確定土石方的數(shù)據(jù)。此外，勘查定位的過程中，將RTK取代了傳統(tǒng)的手持GPS設備，讓勘查工作操作更加的方便快捷。

另外，應用GPS-RTK技術在應用時，在流動站、基準站中創(chuàng)建數(shù)據(jù)鏈的形式，可以利用差分觀測值實時處理獲取準確的圖根控制點坐標。用戶可以利用獲取的GPS點的兩套坐標就能夠計算確定轉換參數(shù)，參考點需要在3個以上，并且分布達到均勻性的要求，保證測區(qū)范圍內合理的應用。此外，高程測量環(huán)節(jié)，可以根據(jù)需要增多參考點，轉換的過程中，要結合測距范圍、測量情況等創(chuàng)建二維與三維數(shù)據(jù)模型，參考點以及等級轉換殘差符合表1的要求，誤差控制在合理的范圍內。

表1 GPS-RTK參考點及等級轉換殘差要求

4 測繪技術發(fā)展方向

分析目前測繪技術的應用情況，了解具體情況，分析研究方向，總結出未來可能的發(fā)展方向，具體如下：第一，測繪軟件應該進一步研發(fā)，保證軟件功能更加的完善，功能性得到提升，應用靈活性更好，避免受到約束和影響。第二，專家系統(tǒng)應用的功能拓展，主要就是從整體數(shù)據(jù)推理和分析出發(fā)，讓各項工作更加順利的進行，提高資源的利用率。此外，專家系統(tǒng)還能夠進行測繪技術應用診斷，了解存在的問題，確保信息達到精確度的要求。第三，3S技術應用到地質測繪領域的比例需要增大，可以提高技術的應用效果，也會及時準確的發(fā)現(xiàn)可能存在的隱患。第四，攝影測量與遙感技術等融合、應用，可以保證遙感水平得到有效的提升，滿足當前的地質勘查工作的需要。

5 結語

綜上所述，地質勘查工作的順利進行，全面應用先進測繪技術才能達到要求，可以獲取高精度的數(shù)據(jù)信息，準確掌握地質構造形式。未來發(fā)展中，還要加強先進測繪技術的研發(fā)，提高技術水平的同時還要總結技術的缺陷，構建出完善的技術體系，為地質勘查工作順利進行奠定基礎，促進我國各個領域的發(fā)展。