3S技術(shù)在水利地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

【摘要】隨著新型科學(xué)技術(shù)的興起與發(fā)展，地質(zhì)勘查測(cè)量領(lǐng)域里取得的進(jìn)步有目共睹，這種進(jìn)步主要體現(xiàn)在3S技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用上。3S技術(shù)使地質(zhì)測(cè)量變得更加高精度與高質(zhì)量，對(duì)地質(zhì)勘查工作產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。本文分別對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)與3S技術(shù)的特點(diǎn)以及在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用作了分析，以對(duì)3S技術(shù)得應(yīng)用有較為深刻的認(rèn)識(shí)。

【關(guān)鍵詞】3S技術(shù)；水利工程；地質(zhì)勘查

引言

當(dāng)前，我國(guó)基礎(chǔ)水利工程建設(shè)的腳步逐漸加快，各種工程建設(shè)項(xiàng)目如雨后春筍般興起，而問(wèn)題工程也層出不窮，導(dǎo)致近年國(guó)家對(duì)工程質(zhì)量越來(lái)越重視，要求也更加嚴(yán)格，因此更加需要工程地質(zhì)勘查工作來(lái)為工程建設(shè)的質(zhì)量保駕護(hù)航，從第一步來(lái)保證水利工程建設(shè)順利進(jìn)行。

實(shí)際工程中，區(qū)域地質(zhì)背景決定了工程地質(zhì)條件，而工程地質(zhì)情況的把握與否，直接或間接的影響工程質(zhì)量。例如，很多水工建筑物都是建在地面上的，對(duì)其的設(shè)計(jì)與施工不僅要充分利用有利的地形與地質(zhì)條件，尤其也要注意不良地質(zhì)問(wèn)題對(duì)水工建筑物的影響。因此可以看出，工程中必須重視和做好地質(zhì)勘察工作，以保障工程的高質(zhì)量高效率完成。

1、傳統(tǒng)水利工程地質(zhì)勘查手段

為進(jìn)行水利工程地質(zhì)勘查工作，需要對(duì)該地區(qū)進(jìn)行控制測(cè)量、地形測(cè)量和地質(zhì)勘探測(cè)量等工作。傳統(tǒng)的測(cè)量工作大多采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和全站儀等儀器配合大量人力來(lái)進(jìn)行，這種傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)有：

①地質(zhì)控制測(cè)量一般需要利用國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)，進(jìn)而采取測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)等技術(shù)方式進(jìn)行。這些方式非常容易受外界環(huán)境例如時(shí)間、氣象等條件的干擾和限制，因此有費(fèi)時(shí)費(fèi)力、精度不高等缺點(diǎn)，難以保證效率；

②繪制地形圖需要先建立控制網(wǎng)，設(shè)立加密控制點(diǎn)，然后利用加密的控制點(diǎn)布設(shè)圖根點(diǎn)，最后在圖根點(diǎn)上安置儀器進(jìn)行測(cè)量，才能繪制出大比例尺地形圖。這種方式的測(cè)量所需儀器多、勞動(dòng)強(qiáng)度大且繁重?zé)o比；

③地質(zhì)勘查測(cè)量往往需要若干個(gè)作業(yè)組駐扎于野外勘探區(qū)，野外工作完成后還需花費(fèi)很長(zhǎng)一段時(shí)間來(lái)整理資料。因此特點(diǎn)是工作艱辛、效率低下和成圖的質(zhì)量不高。

2、3S技術(shù)簡(jiǎn)介

3S 技術(shù)，是遙感技術(shù)（Remote Sensing）、地理信息系統(tǒng)（Geographical information System）、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）這三種技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)?，F(xiàn)簡(jiǎn)要介紹如下：

①遙感技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)是RS。它的原理是不同物體會(huì)吸收和輻射不同類(lèi)型的電磁波。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以根據(jù)檢測(cè)到的不同電磁波信息，來(lái)分析一類(lèi)物體，獲得它的相關(guān)信息；

②地理信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)是GIS，是一種專(zhuān)門(mén)管理地理信息的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是通過(guò)分類(lèi)、分級(jí)和分層的方法來(lái)管理地理信息，同時(shí)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多種組合、分析、檢索和輸出等，還能將所有處理過(guò)的信息再現(xiàn)到圖像上，讓信息可視化；

③全球定位系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)是GPS，是一個(gè)美國(guó)開(kāi)發(fā)的衛(wèi)星系統(tǒng)。特點(diǎn)是能夠向地面用戶(hù)提供其精確的定位，甚至還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)分析出用戶(hù)的速度、位移等信息。

3、3S技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

3.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)由于具有視域廣闊、信息豐富以及獲取資料迅速等特點(diǎn)，在水利工程或其他工程的工程地質(zhì)問(wèn)題中應(yīng)用廣泛。就以下方面作簡(jiǎn)要介紹：

1 區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性控制

對(duì)一定區(qū)域整體的地質(zhì)條件進(jìn)行的綜合性測(cè)量，有利于把握該區(qū)域地質(zhì)狀況，可以保障工程的綜合性控制分析，保障整體的施工質(zhì)量。

2 比例尺地質(zhì)圖測(cè)繪

目前在眾多工程實(shí)踐中，中小比例尺地質(zhì)圖的繪制采用了遙感成圖，而不是常規(guī)的地質(zhì)測(cè)繪，這種改變不但節(jié)約了財(cái)力物力，也使測(cè)量工作質(zhì)量得到了提高。

3 巖土工程開(kāi)挖面地質(zhì)編錄

采用遙感技術(shù)進(jìn)行土石方工程中地質(zhì)測(cè)量工作，同樣可以提高工作效率，保障工作質(zhì)量。

3.2 地理信息系統(tǒng)

利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以方便有效的自動(dòng)制作剖面圖、平面圖和等值線圖等各種工程地質(zhì)用圖，還能結(jié)合自身的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)地質(zhì)圖進(jìn)行一定程度的分析整合，為工程所用。例如，該系統(tǒng)能有效的進(jìn)行河道分析，繪制其橫縱斷面圖、沖淤累積圖等，還可直接從圖上讀取數(shù)據(jù)并成圖，將水下地形圖數(shù)字化，建立其數(shù)字模型加以?xún)?chǔ)存?zhèn)溆?。因此，將GIS技術(shù)應(yīng)用于工程地質(zhì)信息管理和地質(zhì)圖像制作是未來(lái)工程地質(zhì)勘查的必然發(fā)展趨勢(shì)。

3.3 全球定位系統(tǒng)

隨著GPS技術(shù)的成熟和普及，GPS技術(shù)在水利工程地質(zhì)勘查測(cè)量也是越來(lái)越受到重視。例如，在水利工程地質(zhì)勘測(cè)中應(yīng)用最為廣泛的是GPS靜態(tài)定位技術(shù)，其在測(cè)控網(wǎng)的布設(shè)、大壩變形的監(jiān)測(cè)、地面沉降的監(jiān)測(cè)等方面均有所體現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)各種水利工程設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。未來(lái)GPS控制網(wǎng)將得到進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)展，必將提高運(yùn)用GPS技術(shù)的水利水電工程的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。

4、3S技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3S系統(tǒng)擁有巨大的功效、優(yōu)良的性能，良好的應(yīng)用前景，勢(shì)必在工程勘查領(lǐng)域得到穩(wěn)健發(fā)展，未來(lái)3S技術(shù)越來(lái)越朝著標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化發(fā)展。

所謂標(biāo)準(zhǔn)化，即是有其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、操作標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，有據(jù)可依；網(wǎng)絡(luò)化是指在信息化時(shí)代，將其技術(shù)數(shù)據(jù)接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)各類(lèi)機(jī)構(gòu)對(duì)資料的交流與共享，提高效率；智能化是指未來(lái)在信息管理方面提高智能程度，降低人工作業(yè)，在勘查設(shè)計(jì)上一定程度的解放勞動(dòng)力。

“數(shù)字化”是未來(lái)水利工程發(fā)展的必然追求，因?yàn)閿?shù)字化的設(shè)計(jì)勘查工作意味著更高的效率與質(zhì)量，隨著遙感、衛(wèi)星及雷達(dá)等硬件設(shè)施和地理信息系統(tǒng)等軟件程序的發(fā)展完善，3S技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水利工程勘測(cè)工作達(dá)到進(jìn)一步“數(shù)字化”的重要保障。

5、結(jié)語(yǔ)

3S技術(shù)在水利工程勘查中逐漸興起，和傳統(tǒng)地質(zhì)勘查測(cè)量相比，它有著眾多的優(yōu)勢(shì)，如若能合理有效的加以利用，能為工程地質(zhì)的勘查提供無(wú)限便利。在實(shí)際工作中，需將全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)三者有機(jī)結(jié)合，并取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能熟練運(yùn)用技術(shù)，在地質(zhì)測(cè)量工作中發(fā)揮其最大的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而降低地質(zhì)測(cè)量的工作量，提高地質(zhì)測(cè)量的效率與質(zhì)量，積極的促進(jìn)水利工程向好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫忠武， 李芳. （2010）. 工程地質(zhì)勘察在水利工程中的作用. 科技信息（1）， 327-327.

[2]謝艷紅. （2013）. 地質(zhì)勘察工作對(duì)水利工程的重要影響. 水利科技與經(jīng)濟(jì)， 19（11）， 50-51.

[3]李保杰. （2011）. GPS與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)勘查中應(yīng)用比較. 地理空間信息， 09（3）， 56-57.