現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析

林文杰

（福建省地質(zhì)測繪院，福建 福州 350000）

影像定位是遙感技術(shù)中的核心技術(shù)，在二十世紀(jì)六十年代被提出，發(fā)展至今共經(jīng)歷了三個(gè)階段，依次是二維影像定位階段、模擬影像定位階段、三維影像定位階段[1]。目前影像定位技術(shù)已經(jīng)全面進(jìn)入三維影像定位時(shí)代，影像定位技術(shù)融合了攝影、測量、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)現(xiàn)代信息技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中主要依托衛(wèi)星遙感平臺(tái)，利用無線傳感器接收到定位對(duì)象反射回來的電磁波信號(hào)，以及定位對(duì)象發(fā)射回來的反射線，對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收、解譯、處理，以此獲取到定位對(duì)象的地質(zhì)條件狀況[2]。其不僅適用于比較大范圍的區(qū)域影像定位，而且其定位精度和定位效率不會(huì)因?yàn)樘鞖狻⒐庹?、攝影高度等因素而受到影響，影像定位測量周期較短，影像定位技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，在礦山地質(zhì)勘查、水利電力、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、交通等方面都發(fā)揮著重要的作用，尤其是在現(xiàn)代地質(zhì)測繪中發(fā)揮著重要的作用[3]。在現(xiàn)代地質(zhì)測繪工作中，影像定位作為非常關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，其主要是為地質(zhì)地形圖的繪制提供高精度的測繪數(shù)據(jù)作為依據(jù)，并且能夠?qū)r層、地層、構(gòu)造等地質(zhì)基本屬性準(zhǔn)確劃分，根據(jù)以上分析可以看出，影像定位技術(shù)的應(yīng)用效果將直接影響到地質(zhì)測繪結(jié)果。但隨著現(xiàn)代地質(zhì)測繪技術(shù)的不斷發(fā)展，為影像定位技術(shù)的先進(jìn)性、安全性、適用性提出了更好的要求，因此提出現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析，對(duì)影像定位技術(shù)完善與優(yōu)化提供依據(jù)。

1 現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析方法

此次以模糊分析作為理論依據(jù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析方法。該方法遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、可比性、可操作性以及簡明性原則，對(duì)現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析指標(biāo)進(jìn)行選??；利用模糊分析理論構(gòu)建分析矩陣，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，對(duì)分析指標(biāo)集進(jìn)行評(píng)價(jià)；將分析矩陣得到的評(píng)分對(duì)照分析語集，得到最終的分析結(jié)果。

1.1 選取分析指標(biāo)

對(duì)現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析主要是對(duì)技術(shù)的安全性、實(shí)施效率、適用性、準(zhǔn)確性以及成本進(jìn)行分析，因此將以上幾點(diǎn)作為一級(jí)分析指標(biāo)，在影像定位技術(shù)安全性一級(jí)指標(biāo)基礎(chǔ)上，選取了施工安全、人身安全二級(jí)指標(biāo)，以及人員傷亡率、重大事故發(fā)生率三級(jí)指標(biāo)；在影像定位技術(shù)實(shí)施效率一級(jí)指標(biāo)基礎(chǔ)上，選取了施工進(jìn)度影響作為二級(jí)指標(biāo)，以及影像定位按期完成率作為三級(jí)指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：

公式（1）中，F(xiàn)為影像定位工作按期完成率；d為影像定位技術(shù)按期完成的項(xiàng)目數(shù)量；g為影像定位技術(shù)實(shí)際實(shí)施項(xiàng)目數(shù)量；N為影像定位工作按期完成項(xiàng)目總投資；M為影像定位技術(shù)實(shí)際實(shí)施項(xiàng)目的總投資。在影像定位技術(shù)適用性一級(jí)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，選取了技術(shù)合理適用性、技術(shù)創(chuàng)新性、技術(shù)先進(jìn)性作為二級(jí)指標(biāo)，并且選取設(shè)備參數(shù)修正合理性、設(shè)備先進(jìn)性、設(shè)備創(chuàng)新性作為三級(jí)指標(biāo)；在影像定位技術(shù)準(zhǔn)確性一級(jí)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，以獲取定位數(shù)據(jù)精度作為二級(jí)指標(biāo)，并且以一次驗(yàn)收合格率作為三級(jí)指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：

公式（2）中，L為影像定位技術(shù)實(shí)施一次驗(yàn)收合格率；α為一次驗(yàn)收合格的技術(shù)項(xiàng)目數(shù)量；β為需要驗(yàn)收的技術(shù)項(xiàng)目總數(shù)量；κ為一次驗(yàn)收合格技術(shù)項(xiàng)目總投資；γ為需要驗(yàn)收的技術(shù)項(xiàng)目投資總和。在影像定位技術(shù)實(shí)施成本一級(jí)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，以設(shè)備成本作為二級(jí)指標(biāo)，以設(shè)備采購成本以及設(shè)備維護(hù)成本作為三級(jí)指標(biāo)。通過以上一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)指標(biāo)的確定，完成了現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析指標(biāo)的選取。

1.2 建立分析矩陣

根據(jù)以上選取的分析指標(biāo)建立矩陣，首先要建立矩陣的層次結(jié)構(gòu)。由于現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析是對(duì)一個(gè)復(fù)雜對(duì)象進(jìn)行有效分析，具有一定的分析難度，此次以模糊分析理論作為理論依據(jù)，建立分析矩陣。分析矩陣層次結(jié)構(gòu)主要由目標(biāo)層和準(zhǔn)則層構(gòu)成，目標(biāo)層包括上文選取的分析指標(biāo)；準(zhǔn)則層是由根據(jù)分析要求預(yù)先設(shè)定的分析準(zhǔn)則。分析矩陣表示針對(duì)目標(biāo)層和準(zhǔn)則層的某一指標(biāo)，該指標(biāo)與本層次之間其指標(biāo)之間的相對(duì)重要性的比較，假設(shè)分析指標(biāo)為A，指標(biāo)A對(duì)應(yīng)的分析級(jí)Vj則指標(biāo)A的分析矩陣為：

公式（3）中，D為分析矩陣；C為分析指標(biāo)的特征向量；n為目標(biāo)層中分析矩陣的數(shù)量。按照模糊分析標(biāo)度原則，采用1-9的比率標(biāo)度進(jìn)行兩兩分析指標(biāo)的對(duì)比，以此建立了現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析。

為了保證所建立分析矩陣的有效性，對(duì)分析矩陣進(jìn)行層次單排序及檢驗(yàn)、層次總排序及檢驗(yàn)。在多目標(biāo)模糊綜合分析方法中用模糊分析矩陣特征向量變化作為衡量分析矩陣偏離一致性指標(biāo)排序，并對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)公式如下：

公式（4）中，v為模糊分析矩陣最大的特征特征向量；k為分析矩陣的階數(shù)。在完成層次單排序及檢驗(yàn)后，為了判斷不同階數(shù)分析矩陣是否具有滿意的一致性，還需要引入分析矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)值，當(dāng)多階數(shù)時(shí)，對(duì)分析矩陣進(jìn)行層次總排序及檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)公式如下：

公式（5）中，P表示同階平均隨機(jī)一致性；C表示分析矩陣一致性指標(biāo)。當(dāng)Z≤1時(shí)，即可認(rèn)為此次建立的分析矩陣具有滿意的一致性指標(biāo)，否則需要對(duì)建立的分析矩陣進(jìn)行調(diào)整，以此保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.3 模糊綜合分析得分

利用上文建立的分析矩陣對(duì)選取的分析指標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)模糊綜合分析，對(duì)所有的分析指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，每個(gè)分析指標(biāo)集合的總分為二十分，共五個(gè)分析指標(biāo)集合，總分為一百分。然后將所有的得分加到一起，得到一個(gè)模糊綜合分析結(jié)果，最后根據(jù)分析對(duì)象的特點(diǎn)，建立分析評(píng)價(jià)集，該評(píng)價(jià)集由五中分析結(jié)果組成，其中包括應(yīng)用效果非常好、應(yīng)用效果良好、應(yīng)用效果較好、應(yīng)用效果一般、應(yīng)用效果較差，分析矩陣計(jì)算的結(jié)果在80分以上為應(yīng)用效果非常好；分析矩陣計(jì)算的結(jié)果在60分～80分之間為應(yīng)用效果良好；分析矩陣計(jì)算的結(jié)果在40分～60分之間為應(yīng)用效果較好；分析矩陣計(jì)算的結(jié)果在20分～40分之間為應(yīng)用效果一般；分析矩陣計(jì)算的結(jié)果在20分以下，則為應(yīng)用效果較差，以此為分析依據(jù)，確定最終的分析結(jié)果，以此完成現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析。

2 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)選取十處不同地質(zhì)條件的區(qū)域作為地質(zhì)測繪對(duì)象，待測繪區(qū)域面積分別為2634m2、2948m2、3126m2、4065m2、4168m2、4664m2、5035m2、5567m2、5869m2、6235m2。運(yùn)用影像定位技術(shù)對(duì)其進(jìn)行地質(zhì)測繪，對(duì)影像定位技術(shù)實(shí)施流程及數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，然后運(yùn)用此次設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法對(duì)地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果進(jìn)行分析，對(duì)比兩種方法的分析矢量，其計(jì)算公式如下：

公式（6）中，υ為分析方法的評(píng)價(jià)矢量；p為實(shí)驗(yàn)方法得到的應(yīng)用效果得分；r為實(shí)際應(yīng)用效果評(píng)分。分析矢量值在0～1之間，值越大說明分析方法精度越高；反之，則分析方法精度越低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

表1 兩種方法分析矢量對(duì)比（N）

從上表可以看出，此次設(shè)計(jì)方法分析矢量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法，證明設(shè)計(jì)方法準(zhǔn)確性較高，能夠精準(zhǔn)的分析出現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果，可以滿足現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果分析要求。

3 結(jié)語

此次對(duì)現(xiàn)代地質(zhì)測繪中影像定位技術(shù)應(yīng)用效果進(jìn)行了分析，為現(xiàn)代地質(zhì)測繪工作的開展提供了影像定位技術(shù)保證，有助于影像定位技術(shù)水平的提高，促進(jìn)影像定位技術(shù)不斷發(fā)展與完善，對(duì)提高現(xiàn)代地質(zhì)測繪技術(shù)實(shí)施質(zhì)量及效果具有重要作用。由于此次研究時(shí)間的限制，雖然在該方面取得了一定的研究成果，但研究內(nèi)容還存在一些不足之處，提出的分析方法需要做出進(jìn)一步完善，今后還會(huì)在該方面進(jìn)行深度研究。