淺析新技術(shù)在地質(zhì)勘查方面的應用

徐連勇

摘要：隨著科技水平日益進步，在地質(zhì)勘查中不斷引入較為先進的新技術(shù)，有效的提升地質(zhì)勘查水平。在地質(zhì)勘查工作中，以地質(zhì)測繪技術(shù)為主，提升地質(zhì)測繪技術(shù)是增強地質(zhì)勘查質(zhì)量和效率的重要基礎(chǔ)。本文主要從GPS-RTK技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查中應用進行分析，以促進地質(zhì)勘查生產(chǎn)實踐技術(shù)的進步。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù)；三維激光掃描技術(shù)；地質(zhì)勘查；應用

現(xiàn)代地質(zhì)勘查工作中以地質(zhì)測繪技術(shù)為主，其主要包括了控制測量和地形測量以及勘探網(wǎng)測量，同時地質(zhì)測繪還包括了勘探線剖面測量和勘探坑道測量以及鉆孔，甚至還包括了地質(zhì)點的定位測量和礦區(qū)勘界測量等一系列地質(zhì)勘查工作[1]。隨著科技水平的日益進步，先進技術(shù)應用于測繪之中，例如GPS-RTK技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)。本文著重從這兩種技術(shù)應用實踐進行分析。

一、GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用

（一）GPS-RTK技術(shù)概述

GPS-RTK技術(shù)，全稱實時動態(tài)定位技術(shù)，其在GPS測量技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上形成。該系統(tǒng)主要由基準站、數(shù)據(jù)鏈和移動站三部分組成，其以載波相位觀測量為基礎(chǔ)，基準站上的GPS 接收機對所有可見 GPS 衛(wèi)星進行連續(xù)不間斷觀測，并通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站信息一并傳送給移動站，而移動站在接受這些信息的同時也采集 GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，同時給出厘米級定位結(jié)果[2]。

影響GPS-RTK技術(shù)定位精度的因素諸多，主要包括基準站坐標誤差、坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換精度、信號傳播誤差、整周模糊度解算與動態(tài)基線解算誤差以及人為因素等。基于此，為提升GPS-RTK技術(shù)定位精度，一方面在開闊且較高位置設(shè)置基準站，并配套相應的三角點或高等級GPS點；另一方面，充分結(jié)合衛(wèi)星星歷報告，確定較為合適的檢測時段并且檢測過程中保證移動站天線的垂直度；此外，移動站采集數(shù)據(jù)時嚴格按照規(guī)范操作，確保限差在規(guī)定范圍以內(nèi)。

（二）GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用

GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用主要包括圖根控制測量、地質(zhì)工程放樣、地形測量、剖面測量和其他相關(guān)運用等。其中，在圖根控制測量方面，GPS-RTK技術(shù)測量所得坐標數(shù)據(jù)符合一般圖根點控制精度要求，通過在地質(zhì)勘查中運用GPS-RTK技術(shù)，可實現(xiàn)對礦區(qū)實施圖根控制點布設(shè)，既極大的方便了地質(zhì)勘查工作的簡便性，又可以保證地質(zhì)勘查工作的精度；在地質(zhì)工程放樣方面，勘探線的布設(shè)主要是為了后期鉆探、物化探、槽探以及硐探等工程的實施打下基礎(chǔ)。受礦區(qū)地形復雜、環(huán)境惡劣、面積大以及山勢陡峻等影響，常規(guī)使用

全站儀或經(jīng)緯儀測量無法有效實施，但是通過利用GPS-RTK技術(shù)，因其具有電磁波通視優(yōu)勢，可有效的簡便放樣工作；在地形測量工作方面，礦區(qū)地形圖測量標準通常為1：1000或1：2000或1：5000，在地質(zhì)勘查中利用GPS-RTK技術(shù)，并聯(lián)合全站儀設(shè)備，可有效的實現(xiàn)數(shù)字化測圖，有效的節(jié)約了地質(zhì)勘查成本，提升測量工作效率；在剖面測量方面，由于GPS-RTK技術(shù)具有測、檢、放、算一體的特點，通過將其運用于勘探線的縱橫斷面上實施剖面測量之中，可完成對土石方的相關(guān)計算等；在其他相關(guān)運用方面，GPS-RTK技術(shù)的運用可實現(xiàn)對手持GPS的替代，并且其測量精度明顯高于GPS-RTK技術(shù)測量精度；此外，GPS-RTK技術(shù)具有智能化、多樣化特點，其還可以廣泛運用于通訊、導航、計算以及記錄工作之中，極大的方便了地質(zhì)勘查工作。

二、三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查的應用

（一）三維激光掃描技術(shù)簡介

三維激光掃描技術(shù)，又稱實景復制計算，是繼GPS技術(shù)后一次新的技術(shù)革命，其從復雜實體或?qū)嵕爸兄亟繕说娜叭S數(shù)據(jù)及模型，主要是獲取目標的線、面、體、空間等三維實測數(shù)據(jù)并進行高精度的三維逆向建模[3]。按照三維激光掃描技術(shù)原理，其主要分為三類，即基于相位差（連續(xù)波式）的三維激光掃描儀、基于三角測距的三維激光掃描儀、基于時間—飛行差的三維激光掃描儀。較GPS技術(shù)，三維激光掃描技術(shù)突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，有效的提高了地質(zhì)測繪工作效率和測量精度等。

基于三維激光掃描技術(shù)諸多優(yōu)勢特點，其應用日漸廣泛，如建筑業(yè)、民生、交通、軍事、制造業(yè)以及醫(yī)學等領(lǐng)域，尤其是在地質(zhì)勘查方面的應用日益成熟。下面著重對三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用進行分析。

（二）三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查的應用

三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查的應用以地形地質(zhì)研究、測繪和地質(zhì)礦產(chǎn)三方面為主。其中，在地形地質(zhì)研究方面，利用三維激光掃描技術(shù)，可獲取精度較高的影像數(shù)據(jù)和點云數(shù)據(jù)，并經(jīng)過對數(shù)據(jù)分析處理，實現(xiàn)Mesh模型和地形地質(zhì)三維點云模型的構(gòu)建，同時還可將提取巖石裂隙走向進行明確，從而提供了大量的地質(zhì)基礎(chǔ)調(diào)查資料，以備地質(zhì)災害防治與地質(zhì)勘查工作開展；在測繪方面，三維激光掃描技術(shù)常用于洪水區(qū)域分析、地形測繪、地理信息、立體模型構(gòu)建、沙化監(jiān)測、大氣監(jiān)測、形變監(jiān)測以及洞穴考察等。三維激光掃描技術(shù)手續(xù)對地理坐標系進行掃描進和數(shù)據(jù)拼接轉(zhuǎn)換，并完成高線圖構(gòu)建與TM構(gòu)造，其次建立相應的立體模型，再次開展洪水區(qū)域的分析、形變監(jiān)測等；在測繪和地質(zhì)礦產(chǎn)應用方面，三維激光掃描儀通過對礦區(qū)的地形、地貌進行掃描，經(jīng)后續(xù)數(shù)據(jù)處理，構(gòu)建區(qū)域的三維模型，提取礦區(qū)三維點、線、面信息，構(gòu)建相關(guān)數(shù)據(jù)庫，為進一步的地質(zhì)編錄服務，提高了后期勘探設(shè)計的工作效率和精度。

三、小結(jié)

總而言之，作為地質(zhì)勘查工作的一個重要組成，地質(zhì)測繪技術(shù)是否先進直接決定了地質(zhì)勘查工作能否順利開展。隨著科技水平的不斷進步，在地質(zhì)測繪中引入了新的技術(shù)，尤其以GPS-RTK技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)最為典型。通過不斷研究GPS-RTK技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查中的實踐應用，優(yōu)化和完善地質(zhì)測繪技術(shù)，進而提高地質(zhì)勘查工作質(zhì)量與效率。

參考文獻：

[1] 趙得思，以地質(zhì)專業(yè)工作者的觀點探討測繪新技術(shù)在地質(zhì)勘查中的運用[J].礦山測量，2015年4月，第2期：55-58

[2] 陳睿，GPS-RTK 技術(shù)在地質(zhì)勘查工作中的應用[J].北京測繪，2010年第3期：84-88

[3] 王麗坤，三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查的應用概述[J].工程技術(shù)，165endprint