目前水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)與應(yīng)用

耿 偉

安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查研究院，安徽蚌埠 233000

目前水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)與應(yīng)用

耿 偉

安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查研究院，安徽蚌埠 233000

水工環(huán)地質(zhì)勘察的重點(diǎn)就是對地質(zhì)和環(huán)境進(jìn)行勘察，由于中國地理環(huán)境比較復(fù)雜，地質(zhì)情況也是各種各樣，為了詳細(xì)了解我國國土的資源和環(huán)境情況，就需要工作人員采用勘察技術(shù)開展工作。本文首先對水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的重點(diǎn)進(jìn)行了闡述，接著分析了地質(zhì)勘察工作中主要的兩項(xiàng)技術(shù)，即RTK技術(shù)和GPS技術(shù)，并對這兩項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用作了研究。

水工環(huán)；地質(zhì)勘察；RTK；GPS

地質(zhì)勘察是一項(xiàng)復(fù)雜且具有一定危險(xiǎn)性的工作，同時(shí)也有利于人類對環(huán)境的了解。雖然社會(huì)在不斷的進(jìn)步，各個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)也在飛速發(fā)展，但自然環(huán)境卻被嚴(yán)重的破壞，這顯然是不利于人與自然的和諧相處。加強(qiáng)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作，不僅是對地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查，同時(shí)促進(jìn)人類可持續(xù)發(fā)展不可缺少的工作。因此，研究地質(zhì)勘察的技術(shù)與應(yīng)用就顯得尤為重要。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘查的重點(diǎn)

1.1 水文地質(zhì)勘察工作的重點(diǎn)

水是人類生存與發(fā)展不可獲取的資源，而我國目前正面臨著用水緊張的問題，其主要原因有兩個(gè)方面，其一是我國人口基數(shù)非常的龐大，雖然水資源豐富，但是用水需求卻同樣非常的大；其二是人類對生態(tài)的破壞，導(dǎo)致近年來環(huán)境日益惡劣，使水資源受到了嚴(yán)重的污染，從而影響了生活用水的正常使用。因此，在進(jìn)行水文地質(zhì)勘察的過程中，就需要對地下水進(jìn)行詳細(xì)地勘察，尋找出更過解決用水緊張的有效方法。同時(shí)，勘察人員的選拔上，應(yīng)制定出專業(yè)的選拔制度，為水文地質(zhì)勘察提供專業(yè)人才的保障，使每個(gè)月勘察人員在技術(shù)上都能滿足工作的需要，這樣不僅可以使工作的開展能加快進(jìn)度，也能減少一些工作不必要的麻煩。

1.2 環(huán)境地質(zhì)勘察的重點(diǎn)

近些年地球的氣候發(fā)生了諸多的變化，人類賴以生存的地球環(huán)境正面臨著惡化的趨勢，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，地震、滑坡等災(zāi)害為環(huán)境地質(zhì)勘察工作造成不小的問題。那么，工作人員在對環(huán)境地質(zhì)勘察時(shí)，為了保證工作的過程中能夠順利進(jìn)行，先要對勘察地點(diǎn)的環(huán)境進(jìn)行全面的考察，對可能出現(xiàn)的地質(zhì)危險(xiǎn)情況要有相應(yīng)的預(yù)防措施。在勘察一些生態(tài)較為脆弱的地區(qū)，工作人員盡可能的將其排除在外，防止這些地區(qū)受到進(jìn)一步的破壞而變得更為惡劣。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘察的相關(guān)技術(shù)

2.1 RTK技術(shù)

RTK技術(shù)也稱作實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)，是工作人員利用系統(tǒng)差分法，降低通過衛(wèi)星在勘察過程中得到的數(shù)據(jù)和載波相位測量兩個(gè)的誤差。通過RTK技術(shù)可以將載波相位測量的誤差降低至厘米范圍內(nèi)。RTK技術(shù)的主要原理就是相位差分，常用的三種，這三種方法有一個(gè)共同點(diǎn)就是改正數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送都是由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站負(fù)責(zé)，其中基準(zhǔn)站是負(fù)責(zé)發(fā)送，流動(dòng)站則負(fù)責(zé)接受。RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過程是先將接受設(shè)備放在基準(zhǔn)站，再將多個(gè)接受設(shè)備安裝在流動(dòng)站里。這樣工作人員就可以利用基準(zhǔn)站中的接收設(shè)備，接受衛(wèi)星發(fā)出的信號，并將接收到的信號與對應(yīng)的位置信息匹配，之后再通過GPS計(jì)算出差分改正數(shù)據(jù)由無線傳輸設(shè)備傳到流動(dòng)站，這樣就可以測算出非常準(zhǔn)確的位置信息。

2.2 GPS技術(shù)

GPS的應(yīng)用原理是將地面的位置信息通過信息系統(tǒng)傳輸?shù)教罩械男l(wèi)星，由衛(wèi)星根據(jù)發(fā)送的信息確定一個(gè)定位，之后再根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)的變化確定勘察位置的具體定位，也就是說，如果需要觀察一個(gè)人的具體位置，就可以通過衛(wèi)星系統(tǒng)找出這個(gè)人的具體方位。而水工環(huán)中的GPS技術(shù)實(shí)際上就是在流動(dòng)站上設(shè)置一個(gè)GPS信號接收點(diǎn)，利用無線電接收設(shè)備，將基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和觀測站得到的數(shù)據(jù)接收，從而利用GPS的定位原理確定勘察位置，并計(jì)算出基準(zhǔn)站的基線向量和WGS-84原理，這樣就可以將得到的坐標(biāo)參數(shù)，通過系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換后計(jì)算出勘察的三維坐標(biāo)和精準(zhǔn)度。

GPS衛(wèi)星定位的基本原理是將地面的無線電信號傳送到衛(wèi)星上，并在這個(gè)過程中形成定位系統(tǒng)，結(jié)合無線電的相關(guān)原理，利用三個(gè)或者以上的地面固定位置，構(gòu)建出衛(wèi)星的位置。反過來說，工作人員就可以通過三個(gè)已知點(diǎn)計(jì)算出衛(wèi)星的位置，從而計(jì)算出地面的未知點(diǎn)。其具體過程就是工作人員利用接收機(jī)，同時(shí)接收到3個(gè)衛(wèi)星的信號，利用相關(guān)的計(jì)算方法得出觀測點(diǎn)與衛(wèi)星之間的距離。在計(jì)算的過程中，工作人員應(yīng)計(jì)算在某個(gè)時(shí)間衛(wèi)星的較短坐標(biāo)，觀測點(diǎn)的位置則可以利用交會(huì)法得出。

3 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 水工環(huán)勘察的實(shí)際情況

將地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用到水工環(huán)實(shí)際勘察過程中，應(yīng)先要調(diào)查當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地質(zhì)數(shù)據(jù)，了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，比如當(dāng)?shù)氐牡叵滤畞碓从谛纬?，對其進(jìn)行分析和勘察，之后再制定切實(shí)有用的勘察技術(shù)。水工環(huán)對地質(zhì)的勘察，其工作內(nèi)容主要包括地質(zhì)租用及巖石工程的地質(zhì)情況，根據(jù)勘察結(jié)果研究當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境問題和氣候變化，這不僅對區(qū)域的環(huán)境地質(zhì)變化具有重要意義，甚至對全球的地質(zhì)氣候問題研究也影響深遠(yuǎn)。因此，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作在進(jìn)行的過程中，不能將勘察對象獨(dú)立起來，而是應(yīng)該聯(lián)系不同的地質(zhì)和環(huán)境對象，并結(jié)合GPS和RTK技術(shù)，將兩項(xiàng)技術(shù)充分運(yùn)用地質(zhì)勘察的各個(gè)環(huán)節(jié)中，從而提高勘察工作的效率及質(zhì)量，發(fā)揮勘察技術(shù)對實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)有的作用。

3.2 RTK技術(shù)的應(yīng)用

正如前文所述，RTK技術(shù)的應(yīng)用主要是利用三種相位差分，分別是位居差分、相位差分和GPS位置差分。通過RTK技術(shù)應(yīng)用原理的闡述可知，三種相位差分是通過基準(zhǔn)站和流動(dòng)站進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和接收，并通過設(shè)備對測量的結(jié)果進(jìn)行改正，以此得到精確的位置數(shù)據(jù)。應(yīng)用RTK技術(shù)時(shí)，首先是要在基準(zhǔn)站中安裝一臺接收裝置，然后在流動(dòng)站中安裝一臺或者幾臺接收機(jī)，這樣不管是基準(zhǔn)站還是流動(dòng)站都可以同時(shí)接收來自同一個(gè)衛(wèi)星的信號，并與確定的位置信息及流動(dòng)站的位置進(jìn)行匹配得出觀測數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出GPS的差分改正值。最后工作人員將得到的改正差分值傳送到流動(dòng)站中，利用無線電設(shè)備，找到流動(dòng)站的實(shí)時(shí)位置。RTK技術(shù)下，即使流動(dòng)站是處于靜止或者運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，依然可以采集與處理數(shù)據(jù)。

3.3 GPS技術(shù)的應(yīng)用

GPS技術(shù)的應(yīng)用早在20世紀(jì)90年代初期就在數(shù)據(jù)的采集上取得了進(jìn)步，隨著技術(shù)的完善，GPS技術(shù)也從開始的單項(xiàng)數(shù)據(jù)采集演變到多向的收集，這樣的轉(zhuǎn)變使GSP技術(shù)應(yīng)用范圍更為廣闊。在水工環(huán)地質(zhì)勘查中，GPS技術(shù)在對地震問題的處理上顯得尤為突出，通過GPS技術(shù)對勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理的過程中，GPS技術(shù)還可以與其他勘察技術(shù)結(jié)合，對資源進(jìn)行開發(fā)和利用，以及勘察環(huán)境的信息收集。比如，SSI公司與地震圖像軟件工地形成了統(tǒng)一的協(xié)議，SSI公司再利用地震資料的輸出，設(shè)計(jì)出了PulseEKKO GPS系統(tǒng)，從而開發(fā)出了地震資料處理軟件，通過該軟件可以較為方便快捷地處理GPS資料。

GPS技術(shù)中一項(xiàng)重要的勘察技術(shù)遙感技術(shù)在對地質(zhì)進(jìn)行勘察和自然災(zāi)害的預(yù)防上應(yīng)用非常廣泛，而且有著非常有用的效果。在經(jīng)過長時(shí)間的應(yīng)用與開發(fā)后，遙感技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的結(jié)合，使水工環(huán)地質(zhì)勘察的工作中無論在信息的收集和處理，還是環(huán)境分析上，都有著非常重要的意義。通過遙感技術(shù)，可以得到勘察區(qū)域的具體圖像，在很大程度上使遙感圖像控件及光譜分辨率得到提升。因此，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作應(yīng)用遙感技術(shù)可以為工作帶來顯著的作用。

4 結(jié)論

地質(zhì)勘察技術(shù)中常用的有RTK技術(shù)和GPS技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)的主要原理是通過地面位置信息與衛(wèi)星信號的相互傳輸對未知地理位置進(jìn)行勘察。通過這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，水工環(huán)地質(zhì)勘察的過程中可以實(shí)時(shí)了解地質(zhì)情況，并根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)總結(jié)出地質(zhì)變化規(guī)律，這對人民資源的開發(fā)與利用，以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)非常關(guān)鍵。

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表1 譜乘方法尋峰結(jié)果對比表

4 結(jié)論

本文提出了一種適用于快速核素識別解析的核素識別方法，利用冪次方的數(shù)學(xué)特性凸顯敏感峰位，通過對22Na源實(shí)測數(shù)據(jù)的Matlab仿真，對比了傳統(tǒng)方法和冪次方法的識別效率，冪次方處理的能譜數(shù)據(jù)在核素快速定性分析上由于傳統(tǒng)識別方法，有利于提高核素識別能力。

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1674-6708（2015）144-0041-02