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测绘技术在地质勘查的应用

摘要:社会各领域的高速发展对地质勘查工作提出了更高的要求,这就需要采用当前所研究出的各种先进技术,进而不断提升地质勘查水平。目前GPS、RS、GIS、GPS-RTK等多项测绘技术性能较为完善,并且获取的数据信息精确度较高,可应用于较为复杂的地质测绘工作中。以青海省的地质勘查为例,对这些技术的具体应用特点及未来的发展方向进行了详细探讨。

关键词:测绘技术;地质勘查;应用;发展方向

传统的测绘技术耗时较长且需要投入大量的人力资源,但最终所获取的地质信息精确度较低,因此目前在科学技术的推动下就逐渐研究出了一些性能更加完善的新型测绘技术,主要以数字化测绘技术为主,并且这些技术在水文地质工程及石油工程等多个领域得到了广泛应用,目前也在地质勘查过程中充分体现了其优势。

1地质测绘的重要性

地质测绘是地质勘查中一项十分重要的内容,具体来说,其重要性主要体现在以下几个方面。第一,通过地质测绘可了解勘查区域的地质构造,进而在此基础上对该地区的地质活动进行深入分析。例如板块交界处发生地震的概率较大,同时,地质运动过于频繁的地区容易发生滑坡及泥石流等类型的自然灾害[1],因此在地质测绘的基础上可帮助人们做好防范工作,将灾害所造成的损失降低至最小。第二,通过地质测绘能够了解勘查区域的地质信息,而测绘技术直接影响着勘查结果的精确度,进而决定了地质分析结果是否可靠。第三,近年来测绘技术研究成果较为显著,使得地质测绘的准确性及速度等各方面都明显有所提升[2],因此也扩大了地质测量的范围,进而可为地质勘查工作的开展提供有力支持。

2测绘技术

测绘新技术的发展离不开计算机及遥感等各类先进技术的支持。具体来说,其主要有以下几项特点。第一,自动化程度高。测绘技术在应用过程中会通过计算机及精密的软件系统进行图形的绘制,因而能够充分体现地质信息的特点,并且程序运作较为严密,人为参与度较低,因此出现误差的概率较小。第二,测绘新技术的应用极大地提升了测图的精确度。若遥感测绘的距离为300m,最终的误差仅为两毫米,并且测绘信息的传输是通过软件系统实现的,因此可充分体现地质的实际情况,而不会因误差导致图形失真[3]。第三,测绘新技术能够全面反映所测地点的实际情况,并且信息搜索十分简便,在使用过程中较为便利。第四,在使用测绘新技术的过程中,图形的编辑是通过数字化系统实现的,因而能够有效避免因比例尺更改所造成的误差,并且可随时进行地质信息的更新与修改,可使图形的时效性得到保障。

3地质勘查的问题

青海省最突出的特点是地广人稀,并且交通及通信等多个方面仍处在较为落后的阶段。另外,青海省内常存在冻土且局部地下水较浅,使得地质勘查工作具有较大难度。因此在地质勘查工作开展前必须考虑地层、地理、气象及交通等多项因素,在此基础上做好预防工作。然而从青海省地质勘查的实际情况来看,目前还存在许多问题,主要体现在以下几个方面。第一,对地质勘查技术的管理不够科学合理,获取的数据准确率较低,同时也未能使用当前所研发出的各项先进设备与技术。第二,尽管青海省确立了地质勘查的标准,但其中所提到的步骤和技术的具体应用与当前社会发展的要求不相符合,并且未建立起健全的管理制度。第三,工作人员在地质勘查方面的经验不够丰富,对此方面的技术与知识也未能完全掌握,进而使得地质报告的准确性无法得到保障。

4测绘技术的应用

为了解决青海省地质勘查工作中所存在的问题,除了建立起完善的勘查制度与管理制度之外,还必须对勘查人员加大培训力度,提升其综合能力。除此之外,为了全面提升地质勘查的效率,最重要的是应用当前较为先进的测绘技术。下面就介绍几种应用成果较为显著的新型测绘技术。4.1GPS测绘技术GPS的全称为全球定位系统,此方面的研究工作始于上世纪90年代,并且在研制成功后用于海陆空多个领域的导航与定位。同时,在2000年时由原本的模糊定位转变为精度达15m的精确定位[4],并且在一些勘查区控制点少,通视条件差的区域运用GPS测绘技术可减少作业时间,提高测量精度。GPS控制测量工作可分为外业与内业两个部分,外业工作主要包括选点、建立观测标志、野外观测作业以及成果质量检测。内业工作主要包括GPS测量的技术设计、侧后数据处理以及技术总结等。从GPS测绘技术实施的工作程序来看,主要可分为技术设计、选点与建立标志、外业观测及成果检测与处理几个阶段。另外,在应用GPS测绘技术的过程中最少需要使用两台接收机,分别安置在一条基线的端点,并且需要根据测绘需求同步观测4颗以上的卫星数时段,时段长度需要依据测绘等级确定。另外,在应用GPS测绘技术的过程中需要遵循以下原则:即点位应设置在便于安装接收设备且视野开阔的较高点上。点位目标必须显著,并且视场周围15m以上不应有障碍物,避免GPS信号被阻碍。4.2RS测绘技术RS指的是遥感技术,早在上世纪60年就已经被研制出,其特点在于可有效探测与识别物体并且可感知红外线与电磁波,其多应用于航空摄影中。在科学技术的推动下RS的功能逐渐增多,可实现从信息收集至处理等一系列的操作。目前卫星遥感在测绘工作中也发挥着十分重要的作用,其不仅能够获取多个类型的不可见光,并且获取方式也朝着多极化及多波段的方向发展[5]。另外,分辨率也有了明显提升,这些突出的特点使得其能够获取精确度较高的地质信息。另外,遥感技术在地质勘查过程不仅能够获取大量的信息资源,同时还可通过不同波段及遥感设备获取价值含量较高的数据;该项技术不会过多受到地面环境的干扰,测绘范围较广,因而能够使地质勘查工作开展地更加顺利。另外,目前关于此方面的研究工作还在持续开展,并且研制出了许多新型传感器,其能够从不同空间及光谱范围反映被勘查物体的特点,也可形成多元数据,提供更加全面的地质信息。4.3GIS测绘技术GIS指地理信息系统是一项较为先进的技术,其中融合了多个对象与多种科学理论,在处理数据的过程中主要依靠的是数据库与计算机。该项技术最大的特点在于能够将位置与空间事物结合起来,最终呈现在电脑屏幕端,并且呈现方式极为直观且形象。具体来说,该技术主要包括以下几个方面的特点。第一,系统结构包括多个维度;第二,系统是地理定位的基本依据;第三,系统中包括极其丰富且多元化的信息;第四,该技术具有数字化的功能,可采集极为全面的信息并加以分析和处理。GIS技术在地质勘查中的应用主要包括以下两个方面。第一,该技术以地理信息系统为基础,结合大量的信息进行空间采样,从多个角度对数据信息进行分析处理,明确地质构造的活动特性,其不但能够对成矿进行预测,指导地质矿产的勘查,同时还能对勘查区域的地质演变进行模拟[6]。第二,成矿预测时的原理是依靠自身功能对勘查区的地质矿产进行分析,最后通过计算机处理,找出可能存在矿产的区域,并对这些地段进行圈画,进而通过矿点与断层等异常地质的特性整合出异常地质与矿产点间的关系,进而判断出其空间的相关性。另外,GIS技术经过空间模拟与叠加可构建起特定的空间分析模型,并进行矿产数据的筛选,并对有用信息通过计算机进行匹配,最终经系统的数据叠加产生新的数据层。4.4GPS-RTK技术GPS-RTK技术融合了GPS与RTK两项先进技术,功能十分强大且可靠性较高。另外,GPS-RTK技术还具备自动化程度高、误差小、应用便利等多项突出优势,因此目前在地质勘查工作中应用成果十分显著。该技术在地质勘查中的应用主要包括以下几个方面。第一是图根的控制测量,RTK是一种流动测量技术,其所获得的各种位点坐标的数据精度可满足一般情况下图根点控制的精度要求,因此在地质勘查时通常采用这种技术布设测量区域的图根控制点,其具有操作方便及精度高等多项优势。第二是地质工程放样,在勘查过程中需要布设勘探线及钻探等各环节的操作,但地质测量区域面积较大,地形较为复杂,导致通视效果较差。因此传统的全站仪不利于提高工作效率,而RTK技术的电磁波通视优点可有效提高工作效率。第三是地形测量,其是地质勘查的一个重要组成部分,需要采用1∶1000、1∶2000及1∶5000的比例进行绘图,可减少人为操作造成的误差。第四是剖面测量,RTK技术可将布设、测量、计算与检测等多个步骤融合为一体。在实际的勘探线中横断面上进行剖面测量,并且可进行土石方相关参数的计算。另外目前在勘查定位时可将可将爱RTK替代手持GPS设备,使得地质勘查工作更加便利。另外,在应用GPS-RTK技术时通过流动站与基准站二者之间的数据链,组成差分观测值进行实时处理,直接得到图根控制点的坐标。另外,也可利用用户提供的GPS点的两套坐标直接求解所在测区的转换参数,参考点应在3个以上且分布均匀,可控制整个测区。另外,在测定高程时参考点应适当增加,转换时应根据测距范围及具体情况合理采用二维或三维的数据模型,参考点及等级转换残差要求应符合表1的规定。另外,图根控制点相对于邻近等级控制点的高程误差应小于1/10的基本等高距。

5测绘技术发展方向

结合测绘技术的现状和研究方向,可推测出其未来将会朝着以下几个方向发展。第一,测绘软件的研发力度将会进一步加大,进而使得软件系统在功能上更加健全,并且在应用过程中灵活性更强,不会受到过多的约束。第二,专家系统的应用具有较大的可能性,其特点在于能够使整个数据推理与分析过程更加缜密,并且能够使资源的共享效率更高。另外,专家系统可通过诊断了解测绘技术应用过程中所存在的问题并进行处理,进而有效保障信息质量。第三,3S技术未来在地质测绘工作中所占比重将会逐步增大,因此使得一些微小的地质隐患能够及时被发现。第四,摄影测量及遥感等多项技术将会逐步实现融合,进而有使得地质遥感水平能够在原有基础上得到提升。

6结语

总而言之,地质勘查工作的开展离不开先进的测绘技术,以获取精确度较高的地质信息,并以此为依据了解勘查区域的地质构造。另外,尽管当前的测绘技术优势较为突出,但在科学技术的推动下其性能将会更加完善,进而使地质勘查工作能够开展地更加顺利。

参考文献:

[1]关兴海.测绘技术在地质勘查中的应用及发展方向浅析[J].黑龙江科技信息,2013(17):26-28.

[2]邹雪冬,赵鹏.探讨测绘技术在地质勘查中的运用[J].科技与企业,2013(14):221.

[3]宋小平.GPS技术在地质勘查中的应用及发展方向浅析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(6):125-126.

[4]关宗江.测绘技术在地质勘探中的应用及其发展方向研究[J].现代装饰(理论),2014(2):129-131.

[5]黄小红.浅谈数字化测绘技术和地质工程测量的发展应用[J].低碳世界,2016(27):125-126.

[6]包振杰,李志成.测绘技术在地质勘查中的应用及发展方向浅析[J].黑龙江科技信息,2014(35):80-84.

作者:甘承萍 单位:1.吉林大学 2.青海省第三地质矿产勘查院

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