水工環(huán)地質(zhì)勘察及遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中的應(yīng)用

王長平

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計算機技術(shù)在各行各業(yè)都得到了廣泛發(fā)展，地質(zhì)工作也不例外，先進(jìn)科技設(shè)備的應(yīng)用令地質(zhì)勘查工作向著數(shù)字化、智能化以及精準(zhǔn)化方向發(fā)展，遙感技術(shù)作為地質(zhì)勘查工作與科技的結(jié)合，有效提高了水工環(huán)地質(zhì)勘察工作效率，為我國地質(zhì)勘測精準(zhǔn)度的提升提供了條件。水工環(huán)地質(zhì)勘察涉及因素眾多，是有效緩解能源緊張，減少資源浪費的重要手段，是國家城市化建設(shè)的基礎(chǔ)，只有提高水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)水平，才能維護(hù)生態(tài)平衡、促進(jìn)資源的合理利用，從而使國家堅持可持續(xù)發(fā)展理念。本文針對遙感技術(shù)以及水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用特點與應(yīng)用范圍進(jìn)行闡述，探究其應(yīng)用優(yōu)勢，為相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)工作；遙感技術(shù)；水工環(huán)地質(zhì)勘察

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高，我國能源資源需求量飛速增長，對資源的過度浪費以及對環(huán)境的破壞造成了巨大能源壓力，生態(tài)環(huán)境破壞給人們帶來嚴(yán)重生命威脅，水工環(huán)將水文條件以及自然環(huán)境與工程建設(shè)相聯(lián)系，對二者之間相互影響關(guān)系進(jìn)行分析，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市化規(guī)模越來越大，水工環(huán)狀況越來越復(fù)雜，涉及因素增對，給水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)帶來一定阻礙。水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用能夠有效預(yù)防自然災(zāi)害，通過環(huán)境數(shù)據(jù)的收集分析對風(fēng)險進(jìn)行評估，分析環(huán)境對工程可能造成的影響，從而保證工程以及人身安全，降低建設(shè)風(fēng)險。而遙感技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展變得更加先進(jìn)，對地質(zhì)條件觀測更加清晰，收集數(shù)據(jù)更加具有準(zhǔn)確性，使其地質(zhì)環(huán)境模擬越來越接近真實情況，促進(jìn)勘測結(jié)果精確度提升。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察的發(fā)展及其應(yīng)用范圍分析

在現(xiàn)階段水工環(huán)發(fā)展中，其地質(zhì)勘測技術(shù)主要應(yīng)用于以下幾方面：

（1）地方病研究與預(yù)防。通常某一地區(qū)居民普遍出現(xiàn)同一癥狀，而位于其他地區(qū)的人則沒有或者本地人離開居住地后就消失的病癥被稱為地方病，這種病癥出現(xiàn)的原因一般與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和水文條件相關(guān)，因此通過水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)的應(yīng)用能夠有效找出病癥原因并提供預(yù)防措施。

（2）提高土地利用效率。我國城市化進(jìn)程步伐的加快使土地資源日益緊張，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展要求促進(jìn)資源利用率提高，而水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用能夠滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)要求。

（3）城市規(guī)劃要綜合考慮環(huán)境因素與建設(shè)因素，規(guī)劃建設(shè)效率的提高離不開對周邊環(huán)境數(shù)據(jù)的收集調(diào)查與分析，地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用能夠促進(jìn)數(shù)據(jù)分析的全面準(zhǔn)確，提高城市規(guī)劃科學(xué)合理性，加快城市建設(shè)效率，避免安全問題產(chǎn)生，降低建設(shè)成本。

（4）為節(jié)能減排，當(dāng)前資源短缺現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重，利用水工環(huán)地質(zhì)勘察可準(zhǔn)確了解各種資源、能源的實際儲備與利用方法。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘察在地質(zhì)工作中的具體應(yīng)用

2.1 GPS技術(shù)

GPS（GlobalPositioningSystem，全球定位系統(tǒng)）技術(shù)在當(dāng)前的水工環(huán)地質(zhì)勘察中得到了廣泛的應(yīng)用，較為成熟。與傳統(tǒng)意義上的人工地面勘測相比，該系統(tǒng)的成功應(yīng)用極大地減少了人力、物力的投入，而且勘測精度也有保障。GPS主要利用衛(wèi)星定位，考慮到地球自身特點與衛(wèi)星監(jiān)測范圍，僅需三個衛(wèi)星即可對地球上的任意點進(jìn)行監(jiān)測，工作原理為：測出某已知點位置的衛(wèi)星至接收機的距離，在對多顆衛(wèi)星的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合僅可得知接收機的具體位置。想要達(dá)到這一目標(biāo)，衛(wèi)星實際位置可根據(jù)星載時鐘記錄的時間在衛(wèi)星星歷中查出。而接收機和衛(wèi)星之間的距離可用光速乘以信號傳播時間得出。GPS衛(wèi)星在正常狀況下運行時，會不斷發(fā)送導(dǎo)航電文，電文主要由偽隨機碼組成。系統(tǒng)所用的偽隨機碼主要有兩類，一種為C/A碼（民用），另一種為P（Y）碼（軍用）。其中，C/A碼的頻率為1.023MHz，重復(fù)周期為1ms，碼間距為1s；P（Y）碼中的P碼頻率為10.23MHz，重復(fù)周期為266.4d，碼間距為0.1ms；Y碼的形成基礎(chǔ)為P碼，具有更強的保密性。導(dǎo)航電文中，主要包含以下幾種信息：衛(wèi)星星歷、運行情況、時鐘修正等。電文主要通過解調(diào)制得出，再以50b/s的速度發(fā)射。電文中每個主幀都含有五個子幀，每個子幀長約6.0s。其中，前三個子幀均有10個字碼，重復(fù)周期為30s，更新頻率為1h，后兩個子幀共計1.5×104b。接收機接收到電文信息后，通過對衛(wèi)星時間和自身始終的比較即可得出衛(wèi)星和接收機之間的距離，然后再使用衛(wèi)星星歷得出衛(wèi)星在發(fā)送導(dǎo)航電文時的具體位置，最后即可得到接收機也就是用戶的坐標(biāo)位置。

2.2 GPR技術(shù)

GPR（GroundPenetratingRadar，探地雷達(dá)）的基本原理和GPS較為相近，都是借助電磁波對地質(zhì)信息進(jìn)行收集和發(fā)送的。在運用GPR技術(shù)時，首先要在待測位置的地面上安裝電磁波發(fā)送裝置，然后向地下發(fā)送電磁波，收集反射電磁波，再將收集到的信息導(dǎo)入計算機程序進(jìn)行構(gòu)圖，通過這樣的方式，工作人員即可清晰準(zhǔn)確的了解到各項地質(zhì)信息。GPR技術(shù)具有圖像清晰、靈敏度高等特點，在地質(zhì)工作中的應(yīng)用較為廣泛。然而，該技術(shù)也存在地質(zhì)勘測距離較短的不足，如果使用在長距離勘測過程中，會因受到眾多因素的干擾而出現(xiàn)一些誤差。

2.3 RTK技術(shù)

RTK（Real-timekinematic，載波相位差分技術(shù)）的應(yīng)用方法為：在基準(zhǔn)臺上設(shè)置信號接收裝置，同時在流動站上也設(shè)置一定數(shù)量的接收裝置，然后使所有裝置一同接收衛(wèi)星信號，通過對信號的對比，得出差分改正值，傳輸?shù)搅鲃诱局?，從而得到相對?zhǔn)確的信息。由于流動站的狀態(tài)既可靜止也能運動，所以該技術(shù)的應(yīng)用較為靈活，不會受到地形等因素的影響。如今，RTK技術(shù)主要應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害防治、環(huán)境污染治理等工作中，不僅是水工環(huán)地質(zhì)勘察的重要組成部分，也是當(dāng)前常用的檢測技術(shù)之一。

2.4 TEM技術(shù)

TEM（Transmissionelectronmicroscope，透射電子顯微鏡）起初是一種用來太空物質(zhì)探測的技術(shù)，后來經(jīng)過改進(jìn)逐漸被應(yīng)用至更多的領(lǐng)域，并在水工環(huán)地質(zhì)勘察中取得了顯著的成效。該技術(shù)是建立在垂直磁偶源法基礎(chǔ)上形成的，在地質(zhì)勘察工作中有著特有的優(yōu)勢，不僅勘察精度高，而且還不會受到外界因素的干擾，支持懸空作業(yè)。

3 遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中的具體應(yīng)用

遙感技術(shù)（RemoteSensing，RS）技術(shù)在災(zāi)害預(yù)測、資源分析以及地質(zhì)勘察等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。RS技術(shù)和計算機技術(shù)之間的聯(lián)系更加緊密，逐漸成為地質(zhì)工作的重要一環(huán)。RS技術(shù)逐漸從單一波段轉(zhuǎn)變成多元遙感，支持多元模型研究，可得到十分詳細(xì)具體的圖像，而且在光譜分辨率快速提升的局勢下，其在城市建設(shè)等領(lǐng)域中也將得到利用，由此可見，RS技術(shù)有著良好的應(yīng)用與發(fā)展前景。

結(jié)束語

水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)是我國各項工程建設(shè)中必不可少的技術(shù)措施，其技術(shù)水平影響著工程建設(shè)質(zhì)量與安全。促進(jìn)水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)提升需要不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，從而促進(jìn)地質(zhì)勘探設(shè)備更新、勘探技術(shù)進(jìn)步，充分利用遙感技術(shù)對地質(zhì)環(huán)境狀況進(jìn)行模擬，為地質(zhì)勘探人員提供更加高效便捷的勘察技術(shù)，提高勘察準(zhǔn)確性，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)成本降低，提高地質(zhì)工作水平。

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