趙子萱
(山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開發(fā)局801水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊,山東 濟(jì)南 250014)
地質(zhì)勘查工作主要指在特定范圍區(qū)域內(nèi),對地形地貌、地下水分布狀況等,進(jìn)行系統(tǒng)性勘查及調(diào)查,為后續(xù)開展其他工作奠定良好的基礎(chǔ),地質(zhì)工作順利實施,決定后續(xù)各項項目施工質(zhì)量。為實現(xiàn)上述目標(biāo),技術(shù)人員需將先進(jìn)技術(shù)引入地質(zhì)工作中,確保工作效率及勘察數(shù)據(jù)可靠性。遙感技術(shù)是地球目標(biāo)電磁輻射信息,應(yīng)用人造衛(wèi)星等,高效完成相應(yīng)數(shù)據(jù)采集工作,對各項資源分布、環(huán)境實際狀況合理判定,為地質(zhì)工作提供便捷。將遙感技術(shù)應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)工作中,不僅保證工作效率,而且促使勘查數(shù)據(jù)具有精準(zhǔn)性。
社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,人們對資源需求量持續(xù)性增長,而資源日漸匱乏程度加劇,促使人們對地質(zhì)工作愈發(fā)重視,新技術(shù)不斷入駐地質(zhì)工作中,實現(xiàn)地質(zhì)工作現(xiàn)代化、智能化,提升工作開展效率,節(jié)省大量人力資源成本投入。水工環(huán)地質(zhì)勘查工作目前可肯定的是,其具備良好的發(fā)展空間,但仍存在部分新的問題,需相關(guān)企業(yè)予以解決,體現(xiàn)在兩方面:
(1)不同地理條件造成影響。不同區(qū)域間地質(zhì)工作環(huán)境,以及地理條件不盡相同,導(dǎo)致地質(zhì)管理水平及水工環(huán)地質(zhì)勘查存在一定的差異性,特別是勘查數(shù)據(jù),缺乏從實際狀況出發(fā),僅依附于以往勘查數(shù)據(jù),造成工作中多個阻力。
(2)經(jīng)濟(jì)環(huán)境變化。伴隨地質(zhì)勘查新技術(shù)引入,地質(zhì)工作效率及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性大幅度提升,也應(yīng)關(guān)注外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境帶來影響。因此,地質(zhì)工作開展過程中,需選用合理方式,選用現(xiàn)代技術(shù)確保地質(zhì)工作可持續(xù)發(fā)展[1]。
遙感技術(shù)作為新型技術(shù)之一,主要依托人造衛(wèi)星、飛機(jī)等設(shè)備,系統(tǒng)性收集地物目標(biāo)電磁輻射信息,準(zhǔn)確判定地球環(huán)境和資源,是航空攝影技術(shù)基礎(chǔ)發(fā)展形成,作為綜合性感測技術(shù)。應(yīng)用遙感技術(shù),可積極將監(jiān)測信息傳輸至地面控制中心,人員通過此類數(shù)據(jù)信息分析,準(zhǔn)確形成有效的地面信息。傳感器作為遙感技術(shù)核心設(shè)備,不同種類傳感器所形成凸顯存在較大的差異性,現(xiàn)階段使用頻次較高的傳感器包含可見光攝影、紅外攝影等,伴隨遙感技術(shù)不斷應(yīng)用及完善,分辨率大幅度提升,可監(jiān)測范圍擴(kuò)展,受地面約束條件較少,獲取信息體量大,具有良好的精準(zhǔn)度。實際應(yīng)用過程中,遙感技術(shù)與其他GIS、GPS技術(shù)充分結(jié)合,形成現(xiàn)代3S測繪技術(shù),在多個領(lǐng)域中發(fā)揮重要價值。
遙感技術(shù)核心技術(shù)體現(xiàn)在傳感器、計算機(jī)成圖等,隨著不斷實踐中遙感技術(shù)完善,具有良好的應(yīng)用前景,在水文地質(zhì)測繪中展示重要價值,應(yīng)用遙感技術(shù)可系統(tǒng)性掌握地面信息;亦或應(yīng)用于地面污染中,檢測區(qū)域內(nèi)植被是否出現(xiàn)污染;水工環(huán)領(lǐng)域應(yīng)用遙感技術(shù),主要體現(xiàn)在以下幾方面:
(1)光譜信息應(yīng)用。傳統(tǒng)測繪方式核心是利用幾何形態(tài),即便光譜技術(shù)逐漸應(yīng)用于測繪工作中,傳統(tǒng)測繪方法呈現(xiàn)的光段較少,且精準(zhǔn)度難以保證。光譜技術(shù)應(yīng)用于測繪中,不僅增加波段數(shù)量,對地面物體色調(diào)、紋理等進(jìn)行有效分析,聯(lián)合成像光譜技術(shù),保證測繪數(shù)據(jù)可靠性。
(2)多元信息融合。遙感技術(shù)在地質(zhì)測繪行業(yè)持續(xù)性應(yīng)用,并非是單一應(yīng)用遙感數(shù)據(jù),根據(jù)實際測繪需求,將多方面信息予以融合,如地質(zhì)信息、水文信息等,實現(xiàn)多元化信息融合目標(biāo),如此與其他技術(shù)聯(lián)合發(fā)揮重要成效。
(3)數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)。數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)推廣及應(yīng)用,對制圖趨于現(xiàn)代化具有促進(jìn)作用,不僅保證基礎(chǔ)成圖質(zhì)量及效率,而且對遙感技術(shù)調(diào)查方式具有一定影響,依托數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)形成圖像資料,可直接作為GIS數(shù)據(jù)源,如此確保遙感技術(shù)與GIS深層次融合,促進(jìn)兩種技術(shù)良好發(fā)展,共同協(xié)力在測繪領(lǐng)域發(fā)揮自身價值[2]。
GPR技術(shù)從本質(zhì)層面分析,即未地質(zhì)雷達(dá)技術(shù),依托電磁脈沖波反射探測目標(biāo),其主頻率為10MHz~1000MHz,地質(zhì)雷達(dá)解決地質(zhì)問題具有良好的成效。地質(zhì)雷達(dá)在地質(zhì)勘查實際中應(yīng)用原理是,地面發(fā)射天線助力下,將相應(yīng)的電磁波傳輸至地下,地面目標(biāo)體通過反射抵達(dá)地表接收天線,從而對被接收電磁波時頻與振幅規(guī)律及特征進(jìn)行系統(tǒng)性分析,最終客觀評定地質(zhì)分布狀況以及屬性。現(xiàn)階段,地質(zhì)雷達(dá)屬于一種物理方式,在地質(zhì)勘查中分辨率及精度具有良好的成效。
TEM技術(shù)即瞬變電磁法,其初期應(yīng)用于航空物探測中,特別是金屬礦勘察中,具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢,伴隨其不斷發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)性擴(kuò)展,近年來在環(huán)境勘測、工程勘測、災(zāi)害勘測等推廣實踐。TEM技術(shù)應(yīng)用原理是,依托電磁設(shè)備,通過回線將脈沖電磁波傳輸?shù)叵?,在實際傳輸過程中,對二次渦流進(jìn)行系統(tǒng)性觀察及檢測,若觀察發(fā)現(xiàn)異常的二次場,可判定地下具有不均勻的電性地質(zhì)體滯留。此外,TEM技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘查中,電磁場在不同介質(zhì)下傳輸時間不一,向深層次地質(zhì)下予以擴(kuò)展,會出現(xiàn)一定的煙圈效應(yīng),地質(zhì)工作人員對其進(jìn)行系統(tǒng)性開展,掌握瞬變場變化實際規(guī)律,為地質(zhì)形態(tài)問題處理提供參考依據(jù)。
GPS技術(shù)全稱是全球定位系統(tǒng),該技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘查中應(yīng)用頻次較高,核心優(yōu)勢突破傳統(tǒng)工作模式,無需在地面上開展相應(yīng)勘察工作。充分借助各類先進(jìn)技術(shù),實現(xiàn)對衛(wèi)星導(dǎo)航準(zhǔn)確定位目標(biāo),相關(guān)人員根據(jù)實際所需,有計劃、有目標(biāo)開展無線信號發(fā)射方向,應(yīng)用3顆以上的衛(wèi)星達(dá)到定位地面接收具體位置,在地面基準(zhǔn)站點中增設(shè)一臺高性能GPS接收機(jī),其可實現(xiàn)對多顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測,并依托傳輸設(shè)備及時將觀測信息轉(zhuǎn)化為無線信號,傳輸至地面接收器,接收設(shè)備對其無線信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理,準(zhǔn)確獲取基準(zhǔn)站基線向量,以及基準(zhǔn)站實際坐標(biāo),為地質(zhì)工作人員操作提供便捷[3]。
地下水勘察是水工環(huán)地質(zhì)勘查核心內(nèi)容,對水資源利用開發(fā)具有重要作用,傳統(tǒng)地下水勘察過程中,受多方面因素影響,影響勘察區(qū)域內(nèi)實際數(shù)據(jù)缺乏可靠性,以及數(shù)據(jù)缺乏完整性,整體工作效率低下。地下水勘察中應(yīng)用遙感技術(shù),有助于提升地質(zhì)勘查效率及質(zhì)量,選用混合比圖像方式,對陸地衛(wèi)星MISS影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,可直觀獲取清晰地下水影像信息,為后續(xù)地質(zhì)工作開展提供便捷。水下水勘查圖像具有良好的清晰度,核心因素是陸地衛(wèi)星反束光道影響數(shù)據(jù)與MISS有效融合,圖像實現(xiàn)具體化,多數(shù)細(xì)節(jié)可直觀展示。通過應(yīng)用遙感技術(shù),可精準(zhǔn)確定富水區(qū)域,通過實踐調(diào)查可確定地下水存儲位置,有助于解決水資源匱乏問題。譬如塔薩克斯坦政府科學(xué)、合理應(yīng)用遙感技術(shù),可對深度為100m~300m地下水進(jìn)行勘測,以及數(shù)字圖像處理軟件聯(lián)合應(yīng)用,對勘查最終數(shù)據(jù)及圖像進(jìn)行深層次處理。依托此種方式,不僅可獲取相應(yīng)的濕度分量,而且確保數(shù)據(jù)具有精準(zhǔn)性,針對濕度分量實際分析過程中,呈現(xiàn)方式是可見光、近紅外波等,數(shù)值間存在一定的差異性,所以應(yīng)用此種技術(shù)可準(zhǔn)確確定圖像中水源位置。
經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,人類對各項資源開采力度增加,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境失去平衡,部分區(qū)域內(nèi)水土流失狀況較為嚴(yán)重,不利于人民群眾正常發(fā)展及生活,與我國倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展理念相悖。因此,為進(jìn)一步掌握我國區(qū)域內(nèi)水土流失實際狀況,需收集全面數(shù)據(jù)信息,便于為后續(xù)質(zhì)量針對性防治措施提供助力。將遙感技術(shù)應(yīng)用于水土流失地質(zhì)勘查中,可提升勘查實際效率,確保調(diào)查數(shù)據(jù)全面性、準(zhǔn)確性,同時可明確水土流失實際區(qū)域內(nèi),為后續(xù)區(qū)域間開展水土流失防治工作奠定良好基礎(chǔ)。譬如2013年我國應(yīng)用遙感技術(shù),對全國范圍內(nèi)對水土流失狀況進(jìn)行調(diào)查及研究,并將調(diào)查結(jié)果與之前數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,確定水土流失工作控制成效,為后續(xù)進(jìn)一步采取有效措施奠定良好基礎(chǔ)。需特別注意的是,應(yīng)交由專業(yè)人員進(jìn)行實施,掌握其應(yīng)用規(guī)范要求,加強(qiáng)獲取信息準(zhǔn)確性和代表性,保證調(diào)查結(jié)果可靠性,促進(jìn)我國生態(tài)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。工作人員需不斷提升自身勘察技能,掌握先進(jìn)遙感技術(shù),并將其應(yīng)用于實際工作中,促進(jìn)遙感技術(shù)在水土流失中應(yīng)用。針對不同區(qū)域內(nèi)采取合適的勘察方式,為后續(xù)治理提供數(shù)據(jù)支撐[4]。
水工環(huán)地質(zhì)勘查工作實際開展過程中,需立足實際狀況,科學(xué)、合理將遙感技術(shù)予以應(yīng)用,如此保證對整個區(qū)域內(nèi)狀況進(jìn)行觀測。宏觀觀測方面,遙感技術(shù)多用于宏觀普查和動態(tài)監(jiān)測,專業(yè)人員從多維度進(jìn)行勘察觀測,系統(tǒng)性掌握觀測點地質(zhì)狀況;對當(dāng)?shù)貐^(qū)域環(huán)境及資源開發(fā)實際狀況進(jìn)行監(jiān)測,以此了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況,為地質(zhì)勘查及地質(zhì)開發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。利用遙感技術(shù)獲取地質(zhì)圖像,更具清晰性及完整性,有助于專業(yè)人員直觀掌握細(xì)節(jié)地質(zhì)狀況,為后續(xù)針對性開展地質(zhì)工作提供便捷。遙感技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展,逐漸從單一信息源分析逐漸趨于多個信息分析方向發(fā)展,具體過程中人員通過相應(yīng)的模型,對目標(biāo)對象進(jìn)行多源性分析,生成各類專題圖,為地質(zhì)工作開展做以參考。譬如,環(huán)境部門應(yīng)用遙感技術(shù),并將其與IRS、TM圖像聯(lián)合應(yīng)用,對周圍省市綠化狀況進(jìn)行調(diào)查,對其進(jìn)行多源性分析,最終為綠化城市評定提供可靠數(shù)據(jù)支撐[5]。
科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展,光譜信息成像化、雷達(dá)成像多極化,地學(xué)分析趨于智能化,提升遙感技術(shù)實時性及運行性,促使其趨于全天候、高精度及高效目標(biāo)發(fā)展。首先,遙感影像獲取及時越先進(jìn)。高空間及高分辨率是遙感影像未來發(fā)展主趨,對地質(zhì)勘查具有良好成效。雷達(dá)遙感具有權(quán)全天候獲取影像能力,對地觀測領(lǐng)域優(yōu)勢較為凸顯,提升環(huán)境動態(tài)監(jiān)測能力。高分辨率促使遙感信息量爆發(fā)式增長,對數(shù)據(jù)傳輸具有較高的要求,設(shè)備儀器逐漸趨于智能化。小型化等發(fā)展,確保傳感器圖像更具清晰性,數(shù)據(jù)豐富性得以保證。其次,遙感信息處理方法和模型愈發(fā)具有科學(xué)性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知模式、地學(xué)專家知識等信息模型技術(shù),有助于將多方面信息集成融合,分類識別及提取的可靠性。多角度和多空間分辨率融合應(yīng)用,是遙感技術(shù)重要發(fā)展方向,為水工環(huán)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性做以保障。最后,促進(jìn)3S技術(shù)有效融合。計算機(jī)和空間技術(shù)良好發(fā)展,信息共享實際需求以及生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)空間分布特征,僅有效促進(jìn)3S實現(xiàn)一體化,三者有效集成應(yīng)用,為水工環(huán)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)全面性、時效性提供便捷。
我國科技水平不斷提升,對水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)要求愈發(fā)嚴(yán)格,應(yīng)用遙感技術(shù),有助于提升地質(zhì)勘查質(zhì)量及成效,數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性越來越高,專業(yè)人員系統(tǒng)性掌握地質(zhì)狀況,促使地質(zhì)工作良好開展。因此,需不斷完善遙感技術(shù),強(qiáng)化其在水工環(huán)地質(zhì)中應(yīng)用成效,促進(jìn)地質(zhì)工作不斷發(fā)展。