地質(zhì)測繪技術(shù)發(fā)展問題研究

何保君

【摘 要】地質(zhì)測繪長期依靠經(jīng)緯儀、平板儀、水準(zhǔn)儀“老三儀”進(jìn)行工作，新技術(shù)的應(yīng)用較局限。在未來的發(fā)展中，隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的逐步擴(kuò)大應(yīng)用，向“老三儀”告別的時(shí)代已經(jīng)到來。本文對新時(shí)期現(xiàn)代地質(zhì)測繪技術(shù)進(jìn)行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】測繪技術(shù)；地質(zhì)；GPS

現(xiàn)代測繪技術(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)測繪

工程地質(zhì)測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)測繪。工程地質(zhì)測繪是運(yùn)用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論，對與工程建設(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，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場地或各建筑地段的穩(wěn)定性和適宜性作出評價(jià)。

工程地質(zhì)測繪所需儀器設(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，并對地下地質(zhì)情況有較準(zhǔn)確的判斷，為布置勘探、測試等其他勘察工作提供依據(jù)。高質(zhì)量的工程地質(zhì)測繪還可以節(jié)省其他勘察方法的工作量，提高勘察工作的效率。根據(jù)研究內(nèi)容的不同，工程地質(zhì)測繪可分為綜合性測繪和專門性測繪兩種。綜合性工程地質(zhì)測繪是對場地或建筑地段工程地質(zhì)條件要素的空間分布以及各要素之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行全面綜合的研究，為編制綜合工程地質(zhì)圖提供資料。在測繪地區(qū)如果從未進(jìn)行過相同的或更大比例尺的地質(zhì)或水文地質(zhì)測繪，那就必須進(jìn)行綜合性工程地質(zhì)測繪。專門性工程地質(zhì)測繪是對工程地質(zhì)條件的某一要素進(jìn)行專門研究，如第四紀(jì)地質(zhì)、地貌、斜坡變形破壞等；研究它們的分布、成因、發(fā)展演化規(guī)律等。所以專門性測繪是為編制專用工程地質(zhì)圖或工程地質(zhì)分析圖提供資料的。無論何種工程地質(zhì)測繪，都是為工程的設(shè)計(jì)、施工服務(wù)的，都有其特定的研究目的。

2.現(xiàn)代測繪技術(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)（Global Posi-tioning System）。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，以三角測量原理計(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：a.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)和激光測高儀等。b.形成多級空間分辨率影象序列的金字塔，以提供從粗到精的觀測數(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能力方向發(fā)展。c.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、數(shù)據(jù)多維化、系統(tǒng)集成化、系統(tǒng)智能化、平臺網(wǎng)絡(luò)化和應(yīng)用社會化（數(shù)字地球DE）的方向發(fā)展。Interoperable GIS互操作地理信息系統(tǒng)（InteroperableGIS）是GIS系統(tǒng)集成平臺，它實(shí)現(xiàn)在異構(gòu)環(huán)境下多個地理信息的系統(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)。GIS三維（四維）地理信息系統(tǒng)（3D&4DGIS）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。GIS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控件，每個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。GIS基于WWW的地理信息系統(tǒng)（WebGIS）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。Digital Earth它是對真實(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，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)測繪技術(shù)發(fā)展

3.1大地控制測量

控制測量是地質(zhì)測繪的基礎(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)必須測定鎖網(wǎng)的起算邊長。對于內(nèi)部范圍不大的測區(qū)來說，采用光電測距儀、全站儀進(jìn)行三角鎖、導(dǎo)線的測量，生產(chǎn)效率比丈量基線也提高幾十倍。所以對于小范圍測區(qū)來講，光電測距（半站儀、全站儀）除測定起算邊外，還應(yīng)用于測邊網(wǎng)、測距導(dǎo)線代替常規(guī)的測角網(wǎng)。大地控制測量成果的平差計(jì)算，以往用對數(shù)表人工計(jì)算，進(jìn)度慢、差錯多，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地形測量技術(shù)

地形測量的加密圖根控制，傳統(tǒng)的方法是在礦區(qū)基本控制點(diǎn)下布設(shè)測角圖根線形鎖及測角交會點(diǎn)，現(xiàn)在則采用導(dǎo)線測量、GPSRTK模式，極大地減少工作量，也提高了精度。地形測量是地質(zhì)測繪工作重要的任務(wù)，長期以來的測圖方法，以大平扳儀測圖，至今在大比例尺地形測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。

4.結(jié)束語

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)代測繪科學(xué)的發(fā)展趨勢，這種趨勢表現(xiàn)在現(xiàn)代測繪新理論的概括性增強(qiáng)，測繪新技術(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，測繪學(xué)與其它門類科學(xué)的聯(lián)系增強(qiáng)加大，測繪學(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)代測繪學(xué)不斷開拓出新的領(lǐng)域。測繪將成為構(gòu)建“數(shù)字地球”、“數(shù)字中國”的主力軍。

【參考文獻(xiàn)】

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