地質測繪工程的發展特點及新技術運用探討

［關鍵詞］地質測繪；測繪工程；數字技術；攝影技術；智能技術

地質測繪工程對測繪精度要求較高，在大范圍內開展地形圖繪制工作難度大、時間長。為確保地質測繪工程效率和質量，諸多新型技術被廣泛應用，效率顯著提升。各類技術在不同領域中的應用效果、環境需求存在差異，需要進一步探討新技術的適應性。

1. 案例分析

以華北地區某市開展的地質測繪工作為例，該市以城區為主要對象，首先對測量區域的經緯度加以確認，其處于東經105～108°，北緯39.6～41.2°，海拔高度在800 m以上，總測繪面積980 km²。測試區域多為平原，中間個別區域存在山陵。由于測繪面積大，測繪精度要求高，嘗試應用新技術開展測量測繪，輔助應用無人機設備對場地數據信息加以采集，應用分辨率較高的攝像機，采集圖像信息，繪制地質地形圖。

2. 地質測繪工程的發展特點

地質測繪工程發展與時代發展相適應，尤其是互聯網技術、物聯網技術的發展，為測繪新技術應用創造可能。新技術不再采用人工的方式測量地形，減少了人為因素對地質測繪影響，應用新技術可以實現對復雜區域的精準測繪，測繪效率得到提升，具備自動化、高精度、高效率等特點。自動化是指應用數字技術、智能技術對地質信息自動化采集，系統可以自動對圖形數據資源予以分辨整合，減少人力的使用；高精度是指測量設備應用效果好，基于設備數據分析結果，繪制地形圖，可以將誤差控制在合理范圍內，不會產生精度問題；高效率是指大范圍測繪工作，在幾天內即可完全采集地質測繪數據。信息系統可以分析和處理數據，相比傳統人工繪制而言，效率顯著提升。本文基于地質測繪工程發展特點，采用新技術開展地質測繪，應用影像學對地質表面特征加以重構，利用信息系統，從不同角度分析地形特點，輔助應用數字技術、智能技術實施數據處理，構建表面模型，開展測繪作業[1]。無人機測繪流程如圖1所示。

3. 新技術在地質測繪工程中的應用

3.1 數字攝影測量技術應用

本次地質測繪工程應用數字攝影測量技術對地質地形參數進行采集、分析，具體方法為在無人機上安裝高精度的數字數碼攝像機，從不同角度采集地形特征圖像。地質測繪比例尺參數設定為1∶500，但攝像裝置圖比參數為1∶2500，精度更高。

確定地質測繪比例尺后，應用航拍儀，為確保地質測繪工程應用效果，對航拍儀參數調整、控制，數字航拍儀作用是采集圖形數據，并按照實際情況，調整主距參數，在合理分區基礎上，將其應用于測繪工程。測繪人員在設計調整完成后，予以檢驗，確保在投入使用后，精度滿足要求[2]。

由于數字攝影測量技術應用可能會受環境因素影響，在工程開展之前需做好天氣環境監測，合理控制航拍時間。測繪人員選擇在天氣晴朗，但光線不是特別強烈的環境下開展測量，以減少環境因素對測繪精度造成的影響。在航拍設計過程中，為確保航拍設備采集的地面數據信息準確、充分考慮環境天氣與地形關系，在對區域科學劃分基礎上，完成數據采集。

測量工作最好在春天開展，究其原因，主要是春天光度良好，且亮度適中。區域地形表面積雪融化，測繪人員在考慮光照強度、景物色差基礎上，對設備感光度、亮度等參數予以調整，設置膠片參數，減少數據采集過程中的無效數據[3]。

將數字攝影技術應用到地質測繪工程中的數據采集程序中，應結合測繪需求，按照比例尺控制無人機設備的飛行高度、飛行角度。結合現場實際情況，無人機飛行參數控制，應以傾斜角和圖像數據重疊度為基準加以調整，圖像數據的彎曲度應符合要求。為確保地質測繪過程中采集圖像數據的清晰，可適當應用效果增強技術，提高采集圖像數據的清晰度，對圖像邊緣效果予以優化，地質測繪流程如圖2所示。

3.2 測量控制技術應用

數字測繪技術作為新技術應對測量區域的高程分布點加以控制，為確保測控點區域的全面性，減少布點的局限性，根據比例合理設置測量區域。本文采用GPS定位方法控制測控點，輔助應用RTK（實時動態載波相位差分）技術。將二者結合應用到地質測量中，同時實現高程布點和平高布點控制，效果較好[4]。

測控點位的選取，需要根據被測地形的平整度進行優化，測量單位應滿足《航空地質測繪工程技術標準》。本文案例中測繪人員綜合考量各點位聯系，在減少重疊的基礎上設計72個測量點位，位置確定應用GPS技術和RTK技術，結果比較精準，點位布置十分合理。

3.3 數據采集技術應用

本文應用新型數字化技術，實現對區域地質測繪，輔助應用信息系統和軟件技術，采集和處理數據。為確保數據傳輸有效性，數據采集以通信技術應用為基礎，實現數據科學傳輸。考慮到數據傳輸過程容易受到安全因素影響，對區域通信網絡加密處理，并采用非定向數據測量方式，使數據完整性得到保障。

數據采集和處理環節是數字化技術在地質測繪中應用的基礎，采用立體化的數據采集技術滿足地質測繪工程的需要。基于數字化設備的合理應用，實現數據采集，基于通信網絡打造，完成數據傳輸，測繪人員負責審查數據，確保數據采集過程符合需要。為了確保數據完整性，采用合適的技術儲存數據，在儲存過程中，不會影響原始數據清晰度。因此，測繪人員需要重點對區域圖像數據全面核查，為保證地形圖繪制完整性奠定基礎[5]。

3.4 圖形修正技術應用

圖形修正技術可以確保地形圖精度。測繪人員基于信息系統實現圖形數據修正，并對圖形加以編輯，將其作為地形圖編制基礎。采集圖像中涉及建筑物及其他公共設施區域，可采用正交化圖形修正技術，對線條優化設計。考慮到采集圖形精度與圖形修正內在聯系，構建數據分析模型，將修正、編輯后的數據圖形應用于圖形控制。圖形修正和編輯，是確保圖形精度，滿足測繪圖繪制需要的過程，如果采集數據精度不足，無法實施圖形修正和編輯，則需要重新采集圖形數據，保障模型中圖形數據的精度。

由于數字測量應用設備對數據進行全面采集，期間可能會受到建筑環境因素影響，無法直接獲取地形數據，區域內高層建筑或其他設施可能會遮擋、覆蓋地質環境，采用圖像修正和編輯技術，在明確區域位置信息、地表特征的基礎上，對其繪制，若其數據采集存在難度，則可以重新測量，作為地形圖繪制的補充部分。

3.5 其他技術在地質測繪工程中的應用

本文案例中應用數字攝影測量技術，實現對地質地形數據的采集、分析和處理，該技術運用期間，輔助應用其他新技術優化地質測繪工程。按照技術內容可以將其分為以下幾點：

3.5.1 DOM技術

DOM技術在數據定位和數據處理之間，通過二次加工圖像數據，確保數字攝影測量技術采集的圖像信息，符合地形圖測繪要求。該技術主要用于測繪工程期間的數據糾偏。在測繪期間，由于數據采集設備高度、角度等存在差異，圖像存在重疊性，部分圖形數據邊緣并不清晰，應用DOM技術，可以對采集數據處理，通過裁剪、糾偏、鑲嵌等功能，優化和處理圖像，避免測繪系統應用的圖像出現失真、模糊問題，最大限度提高測繪圖像清晰度。該技術應用程序如下：測繪人員將采集的圖像信息輸入軟件系統，大量數據圖像信息在系統中，啟動DOM技術數據識別和采集功能，對系統內圖像數據信息予以處理，排除無用圖像數據和清晰度不滿足要求的圖像數據，剩余圖像數據經過系統重新整合以及裁剪，滿足測繪圖形繪制需要。

3.5.2 三角測量技術

由于區域地質結構比較復雜，測繪工作易受到影響。根據區域地質特點和地質特征，為使數據采集過程適應區域多個地質結構同時采集數據要求，應用空中三角測量技術。將三角測量技術與無人機航拍技術結合到一起，在合理進行參數設計和間距設計的基礎上，對三角測量點進行確定。該技術主要應用于一些比較復雜或者地質結構比較特殊的區域，可以減少測繪的誤差，提高測繪精度。測繪人員首先在測量區域規劃邊緣區域，在航空拍攝的范圍內設置加密點，遇到地質結構比較復雜的區域，圖像數據的識別存在難度，可應用該技術手動對數據調整，確保測量效果滿足地質測繪工程的質量需要。

該技術應用需要做好準備工作，對數據格式規范統一，案例中根據需求將影像信息格式設定為JPG格式，并將其儲存至系統，通過調整攝像設備焦距，對采集數據的過程進行優化，設備在規劃區域內采集的數據會自動進行，方向和線路等也得以明確。該技術應用需要輔助應用軟件，軟件系統作為數據采集的重要支撐，實現對三角測量的調整控制，通過自動定向功能，減少圖像數據中的多余像點，實現區域圖像的連接。

3.5.3 聯測技術

聯測技術也是基于無人機在圖像數據采集中的應用實現，單個無人機無法實現對大范圍區域的圖像信息采集，需要聯合多個無人機實現區域聯測，對多個模塊區域同時進行數據采集。聯測控制點的設置是該技術應用的基礎，結合地質測繪需求和地質測繪工程標準，對測量高度、測量基礎點等數量進行明確，過多會導致資源浪費，過少會影響地質測繪效率，地質圖形的繪制質量也會受到一定程度影響。因此，基于聯測技術的應用對水平和垂直交叉點進行控制，減少數據誤差。

3.5.4 數字線繪制技術

數字線是基于數字攝影測量技術的應用，對圖像數據科學轉化，實現數字圖像模型與軟件應用的優化，確保圖像數據格式符合地質測繪模型的應用要求。為減少人員操作對測量結果產生的影響，應用交互測繪方式對誤差進行控制，通過顏色控制、代碼控制方式實現數字線測繪。

3.5.5 單片正射影像采集技術

數據節點控制基于單片正射影像采集技術，指導在測量過程中的水壓線以及等高線數據，提高對圖像數據節點的控制能力。測繪人員基于該技術的應用將大量的圖像數據信息整合到系統之中，DSM系統運行應用可以對數據進行處理。

4. 地質測繪技術應用結果分析

基于數字攝影測繪技術的應用，輔助應用聯測技術、三角測量技術、DOM技術進行優化。地質測繪結果顯示，采集的圖像數據信息比較全面，即使在復雜的地質結構之中，也可顯示圖像數據。基于測繪模型的構建，實現對采集數據的科學整合，繪制的地質圖形可以滿足工程質量要求[6]。

5. 結論

綜上所述，新技術在測繪工程中的應用具有適應性，獲取的信息更加準確，采集的圖形分辨率比較高，測繪精度和測繪效率均有提升。目前，數字技術在測繪工程中的應用逐漸普及，可以輔助應用無人機、測量設備實現地質數據的采集，通過建立智能三維模型，實現地質測繪目標。