淺議新時(shí)期地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)與發(fā)展

何莉萍 袁珂珂 徐紅梅

（河南省夏邑縣國土資源局，河南 夏邑 476400）

現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的核心是衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)。其中，衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)和遙感技術(shù)是航天技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)綜合集成的結(jié)果，地理信息系統(tǒng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、空間分析與模擬(虛擬現(xiàn)實(shí))技術(shù)綜合集成的結(jié)果。因此，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)是空間技術(shù)和信息技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)的綜合集成，也是國家高新技術(shù)的重要組織部分。

1 工程地質(zhì)測(cè)繪

工程地質(zhì)測(cè)繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作，在諸項(xiàng)勘察方法中最先進(jìn)行。按一般勘察程序，主要是在可行性研究和初步勘察階段安排此項(xiàng)工作。但在詳細(xì)勘察階段為了對(duì)某些專門的地質(zhì)問題作補(bǔ)充調(diào)查，也進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪。

工程地質(zhì)測(cè)繪是運(yùn)用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論，對(duì)與工程建設(shè)有關(guān)的各種地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述，初步查明擬建場地或各建筑地段的工程地質(zhì)條件。將工程地質(zhì)條件諸要素采用不同的顏色、符號(hào)，按照精度要求標(biāo)繪在一定比例尺的地形圖上，并結(jié)合勘探、測(cè)試和其他勘察工作的資料，編制成工程地質(zhì)圖。這一重要的勘察成果可對(duì)場地或各建筑地段的穩(wěn)定性和適宜性作出評(píng)價(jià)。

工程地質(zhì)測(cè)繪所需儀器設(shè)備簡單，耗費(fèi)資金較少，工作周期又短，所以測(cè)繪工作在結(jié)合巖土工程時(shí)應(yīng)力圖通過它獲取盡可能多的地質(zhì)信息，對(duì)建筑場地或各建筑地段的地面地質(zhì)情況有深入的了解，并對(duì)地下地質(zhì)情況有較準(zhǔn)確的判斷，為布置勘探、測(cè)試等其他勘察工作提供依據(jù)。高質(zhì)量的工程地質(zhì)測(cè)繪還可以節(jié)省其他勘察方法的工作量，提高勘察工作的效率。

2 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)

2.1 全球定位系統(tǒng)（GPS）的發(fā)展

GPS即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)。它最初是由美國國防部開發(fā)的,利用離地面約兩萬多公里高的軌道上運(yùn)行的24顆人造衛(wèi)星所發(fā)射出來的訊號(hào)，以三角測(cè)量原理計(jì)算出收訊者在地球上的位置。GPS采用的是全球性地心坐標(biāo)系統(tǒng)，坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)量中心。

2.2 遙感技術(shù)的發(fā)展

遙感技術(shù)在近一、二十年內(nèi)飛速發(fā)展，這種發(fā)展主要表現(xiàn)在新型傳感器的研制和應(yīng)用的日新月異，其發(fā)展的特點(diǎn)如下：

①不斷研制新型傳感器，既有框幅式可見光黑白攝影、多光譜攝影、彩色攝影、彩紅外攝影、紫外攝影，又有全景攝影機(jī)、紅外掃描儀，紅外輻射計(jì)、多光譜掃描儀、成象光譜儀，CCD線陣列掃描和矩陣攝影機(jī)、微波輻射計(jì)、散射計(jì)，合成孔徑雷達(dá)及各種雷達(dá)和激光測(cè)高儀等。

②形成多級(jí)空間分辨率影象序列的金字塔，以提供從粗到精的觀測(cè)數(shù)據(jù)源。傳感器的研制在向更高的空間分辨率方向發(fā)展的同時(shí)，也向全方位的立體觀測(cè)能力方向發(fā)展。

③可反復(fù)獲取同一地區(qū)影象數(shù)據(jù)的多時(shí)相性。一般是空間分辨率低的而時(shí)間分辨率高。遙感多時(shí)相性，提供了人們長期、系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)研究地球表面的變化及其規(guī)律的可能性。

2.3 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

從系統(tǒng)角度看，在未來的幾十年內(nèi)，地理信息系統(tǒng)（GIS）將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化（Interoperable GIS）、數(shù)據(jù)多維化（3D&4DGIS）、系統(tǒng)集成化（ComponentGIS）、系統(tǒng)智能化（CyberGIS）、平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化（WebGIS）和應(yīng)用社會(huì)化（數(shù)字地球DE）的方向發(fā)展。

InteroperableGIS互操作地理信息系統(tǒng)（InteroperableGIS）是GIS系統(tǒng)集成平臺(tái)，它實(shí)現(xiàn)在異構(gòu)環(huán)境下多個(gè)地理信息的系統(tǒng)或其應(yīng)用系統(tǒng)之間的互相通信和協(xié)作，以完成某一特定任務(wù)。三維（四維）地理信息系統(tǒng)目前研究重點(diǎn)集中在三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)，以及體視化技術(shù)的運(yùn)用，三維系統(tǒng)的功能和模塊設(shè)計(jì)等方面。

ComGIS面向?qū)ο蠛蜆?gòu)件技術(shù)的地理信息系統(tǒng)（ComGIS）是把GIS的功能模塊劃分為多個(gè)控件，每個(gè)控件完成不同的功能，通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終GIS應(yīng)用。

WebGIS基于WWW的地理信息系統(tǒng)（Web GIS）是利用Internet技術(shù)在Web上發(fā)布空間信息供用戶瀏覽和使用。DigitalEarth它是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí)，其核心思想是用數(shù)字化手段統(tǒng)一地處理地球問題和最大限度地利用信息資源，從而完成數(shù)字地球的核心功能，光纜、衛(wèi)星通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)則完成海量空章數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù)。

3 地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)發(fā)展

3.1 大地控制測(cè)量

控制測(cè)量是地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)，地質(zhì)礦區(qū)布設(shè)平面控制的方法，一是在國家一、二等三角控制下進(jìn)行三、四等三角點(diǎn)的加密，另一是在國家一、二等三角點(diǎn)下不能加密情況下布設(shè)獨(dú)立的三、四等三角或五秒小三角鎖網(wǎng)作為礦區(qū)基本"平面控制.獨(dú)立的三角鎖網(wǎng)必須測(cè)定鎖網(wǎng)的起算邊長。我單位在上世紀(jì)末期引入載波靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)即多臺(tái)套GPS接收機(jī)結(jié)合后處理軟件以來，精密控制測(cè)量就不再限制于通視條件、距離條件這些因素，控制測(cè)量的工作模式有了很大的改觀，對(duì)于相對(duì)獨(dú)立斷點(diǎn)分布的礦區(qū)工程點(diǎn)不再需要長遠(yuǎn)距離的測(cè)三角鎖從其他地方引入控制點(diǎn)，只需從起算點(diǎn)采用邊點(diǎn)連接跳躍式地可以直接引入到測(cè)區(qū)，極大地簡化了工作步驟，節(jié)省了時(shí)間和人力。對(duì)于內(nèi)部范圍不大的測(cè)區(qū)來說，采用光電測(cè)距儀、全站儀進(jìn)行三角鎖、導(dǎo)線的測(cè)量，生產(chǎn)效率比丈量基線也提高幾十倍。所以對(duì)于小范圍測(cè)區(qū)來講，光電測(cè)距（半站儀、全站儀）除測(cè)定起算邊外，還應(yīng)用于測(cè)邊網(wǎng)、測(cè)距導(dǎo)線代替常規(guī)的測(cè)角網(wǎng)。

大地控制測(cè)量成果的平差計(jì)算，以往用對(duì)數(shù)表人工計(jì)算，進(jìn)度慢、差錯(cuò)多，現(xiàn)在也普遍引入計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理，象GPS后處理軟件、控制精靈等等，又提高效率也減少誤差出現(xiàn)的幾率，所以在短時(shí)間內(nèi)就得到了很大的普及。

3.2 地形測(cè)量技術(shù)

地形測(cè)量的加密圖根控制，傳統(tǒng)的方法是在礦區(qū)基本控制點(diǎn)下布設(shè)測(cè)角圖根線形鎖及測(cè)角交會(huì)點(diǎn)，現(xiàn)在則采用導(dǎo)線測(cè)量、GPSRTK模式，極大地減少工作量，也提高了精度。

地形測(cè)量是地質(zhì)測(cè)繪工作重要的任務(wù)，長期以來的測(cè)圖方法，以大平扳儀測(cè)圖，至今在大比例尺地形測(cè)圖中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主導(dǎo)地位的已經(jīng)是全野外數(shù)字化測(cè)量了，采用全站儀、RTK一天的工作量已是大平板儀所不能比擬，完全不可同日而語了。

結(jié)語

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的綜合化整體方向極大地影響著現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，這種趨勢(shì)表現(xiàn)在現(xiàn)代測(cè)繪新理論的概括性增強(qiáng)，測(cè)繪新技術(shù)的技術(shù)綜合程度提高，各專業(yè)學(xué)科之間的相互交叉與滲透，測(cè)繪學(xué)與其它門類科學(xué)的聯(lián)系加強(qiáng)加大，測(cè)繪學(xué)吸收和移植其它學(xué)科成果的速度加快，這種學(xué)科內(nèi)外的綜合化發(fā)展，將使現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)不斷開拓出新的領(lǐng)域。測(cè)繪將成為構(gòu)建"數(shù)字地球"、"數(shù)字中國"的主力軍。

[1]曹幼元,賀躍光.PDAGPS在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用[J].測(cè)繪技術(shù)裝備,2005,(4).

[2]魏建華,張展,許月光.工程地質(zhì)測(cè)繪中的幾個(gè)研究對(duì)象[J].黑龍江水利科技,1999,(4).

[3]周新力,羊春華.導(dǎo)航型GPS在地質(zhì)工作中應(yīng)用前景的初步探討[J].邵陽學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,(2).