勘測(cè)定界測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用研究

楊 慧

1 地質(zhì)勘測(cè)定界的相關(guān)概述

地質(zhì)勘測(cè)定界可以根據(jù)征收、出讓、劃撥、利用規(guī)劃等工作的實(shí)際需求，實(shí)地界定地質(zhì)的利用現(xiàn)狀和使用范圍等方面，從而為地質(zhì)資源用地審批與管理提供科學(xué)的現(xiàn)實(shí)依據(jù)和信息資料。地質(zhì)勘測(cè)定界需要由具有資質(zhì)的勘測(cè)單位進(jìn)行承擔(dān)，在地質(zhì)資源行政部門的引導(dǎo)和組織下進(jìn)行開(kāi)展。在測(cè)圖的精度和數(shù)據(jù)化處理上發(fā)揮著重要的作用。地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)相較于傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)具有高精度、自動(dòng)化、圖像屬性的信息豐富和儲(chǔ)存方便等優(yōu)點(diǎn)。具體而言，在測(cè)繪精度方面，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在對(duì)外業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)的信息采集時(shí)，能自動(dòng)選擇全站儀上的三維定點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)所勘測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)，有效減少人工操作測(cè)量的誤差，節(jié)省了人力資源的同時(shí)，提高了工程效率。同時(shí)，地質(zhì)勘測(cè)定界的根本作用是保障地質(zhì)用地的審查，促進(jìn)地質(zhì)審批工作可以向著規(guī)范化、科學(xué)化、制度化的方向進(jìn)行發(fā)展，使項(xiàng)目用地具有依法性、集約性、合理性。此外，對(duì)于項(xiàng)目用地來(lái)說(shuō)，從立項(xiàng)到審批的整個(gè)過(guò)程環(huán)節(jié)也是用地審批的關(guān)鍵依據(jù)和保障。

2 3S測(cè)繪技術(shù)的特征分析

2.1 GIS 技術(shù)

在地質(zhì)測(cè)量技術(shù)中，地理信息系統(tǒng)又可以稱為GIS 系統(tǒng)，是剛開(kāi)始人們用于地質(zhì)和交通方面的信息應(yīng)用和研究技術(shù)。GIS 系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集、管理、分析和存儲(chǔ)功能，而信息數(shù)據(jù)一般都是來(lái)自部分地球表面或整體和空間地理分布的主要信息?，F(xiàn)階段GIS 系統(tǒng)針對(duì)民生、經(jīng)濟(jì)、交通等方面也具有廣泛的推廣和應(yīng)用，比較常見(jiàn)的有物流領(lǐng)域、人口普查、城市規(guī)劃領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、疾病分析等等。和普通的信息系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，GIS 系統(tǒng)具有很多的應(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，比如分析查詢、空間模擬、預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)等等。同時(shí)，也能夠?qū)?shù)據(jù)在空間上的具體分布進(jìn)行顯示，其功能和效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的信息系統(tǒng)。在圖形屬性信息方面，地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)能夠在地圖的繪制過(guò)程中，調(diào)動(dòng)測(cè)圖符號(hào)，增強(qiáng)地圖的地形屬性，為地形測(cè)量和地質(zhì)定界提供豐富的技術(shù)支持。在數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存方面，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)的存放、保管，增強(qiáng)地形圖像的實(shí)用性，測(cè)量所得到的測(cè)繪數(shù)據(jù)能夠得到持久的保存，便于測(cè)繪使用者隨時(shí)隨地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，滿足各種測(cè)量的實(shí)際需求。除此之外，GIS 系統(tǒng)是基于普通地圖的基礎(chǔ)上，如果測(cè)繪人員在使用地圖或處理某區(qū)域的空間數(shù)據(jù)時(shí)，也能夠充分結(jié)合GIS 系統(tǒng)，從資源采集、規(guī)劃國(guó)土、環(huán)境預(yù)估、交通運(yùn)輸?shù)戎T多領(lǐng)域中都可以進(jìn)行廣泛的運(yùn)用。

2.2 RS 技術(shù)

遙感技術(shù)也可以稱為RS 技術(shù)，主要指通過(guò)利用地面空飛行物的遙感器或傳感器進(jìn)行物體電磁波反射和輻射特性的探測(cè)與測(cè)量，以獲得所需信息并通過(guò)判讀、傳送、記錄用以對(duì)地物進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。在遙感技術(shù)中，具體可以分為航空遙感技術(shù)與衛(wèi)星遙感技術(shù)這兩種內(nèi)容組成，一般情況下，航空遙感技術(shù)適合用于地形測(cè)繪方面，而且在具體的測(cè)繪工作中也得到了充分的運(yùn)用。而衛(wèi)星遙感技術(shù)具有成像效果好的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，所以將其應(yīng)用于測(cè)圖也可以產(chǎn)生良好的作用效果。目前遙感技術(shù)已經(jīng)成為測(cè)繪工作的主要方式，通過(guò)建立數(shù)字地面模型，利用紅外線、微波和可見(jiàn)光等電磁波探測(cè)技術(shù)進(jìn)行測(cè)量工作的開(kāi)展。該技術(shù)的應(yīng)用原理是由于地球所有物體都在發(fā)射、反射并吸收各種電磁波，物體不同所具有的電磁波規(guī)律也不相同，所以可以呈現(xiàn)出人類無(wú)法進(jìn)行觀察的東西。因此，通過(guò)了解物體反射和接收電磁波的相關(guān)規(guī)律，可以結(jié)合遙感技術(shù)進(jìn)行不同物體的測(cè)繪和辨別。

2.3 GPS 技術(shù)

全球定位系統(tǒng)又被稱為GPS 技術(shù)，該技術(shù)具有速度快、精確度高、自動(dòng)化、方便操作等眾多的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，由于可以進(jìn)行不間斷的監(jiān)控管理，所以也被廣泛的運(yùn)用到各個(gè)不同的測(cè)繪領(lǐng)域中。最初美國(guó)設(shè)立了全球定位系統(tǒng)，目的是為了用于進(jìn)行軍事目的，如對(duì)海、陸、空設(shè)施進(jìn)行導(dǎo)航和定位。在全球定位系統(tǒng)中具體可以劃分為三個(gè)組成部分，即空間、地面、用戶設(shè)備。在GPS測(cè)繪技術(shù)中，主要是通過(guò)導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)時(shí)間和距離的測(cè)量，并且可以在三維空間中實(shí)現(xiàn)即時(shí)性和全方位的導(dǎo)航、定位功能。隨著GPS 技術(shù)的應(yīng)用效果十分良好，所以也慢慢滲入其他的行業(yè)領(lǐng)域中，比如地質(zhì)勘測(cè)定界，一方面可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化測(cè)量工作的流程，另一方面也可以有效取代人工測(cè)量，提高測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。而GPS 技術(shù)的廣泛應(yīng)用也給地質(zhì)勘測(cè)創(chuàng)造了前所未有的革新變化。如果可以將其深入運(yùn)用到地質(zhì)勘測(cè)行業(yè)中，可以突破時(shí)間和空間的限制，促進(jìn)全天作業(yè)的產(chǎn)生。同時(shí)也可以顯著提高測(cè)繪工作的精確性，減少了人工作業(yè)的工作量和物力的大量投入。

3 3S測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)定界中的具體應(yīng)用

3.1 GIS 測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)定界中的應(yīng)用分析

GIS 測(cè)繪技術(shù)主要是用于解決各類數(shù)據(jù)的分析，通過(guò)結(jié)合計(jì)算機(jī)的分析和整理能力可以建立相應(yīng)的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息庫(kù)，目前GIS 技術(shù)也被視為地質(zhì)勘測(cè)定界工作中的常規(guī)內(nèi)容環(huán)節(jié)?；贏utoCADMap 的平臺(tái)基礎(chǔ)，可以完成地質(zhì)勘測(cè)定界工作中的自動(dòng)化管理，實(shí)現(xiàn)提高工作效率和簡(jiǎn)化流程操作的目的。其中地質(zhì)勘測(cè)定界成圖子系統(tǒng)是GIS 技術(shù)的核心，具體的應(yīng)用內(nèi)容包括自動(dòng)搜索、自動(dòng)生成報(bào)告書等方面，并且也在實(shí)際工作中取得了良好的應(yīng)用效果。

3.2 RS 測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)定界中的應(yīng)用分析

RS 測(cè)繪技術(shù)在進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用時(shí)，首先要進(jìn)行勘測(cè)地質(zhì)和時(shí)間的選擇，通過(guò)把地質(zhì)范圍內(nèi)的界限轉(zhuǎn)繪在圖紙中，利用實(shí)踐調(diào)查結(jié)果進(jìn)行初步的判斷，并且保證調(diào)繪工作的準(zhǔn)確性。具體內(nèi)容如下：首先要建立注釋標(biāo)志，用于連接實(shí)際類型和遙感得到的圖像。其次是內(nèi)業(yè)調(diào)繪，根據(jù)注釋標(biāo)志對(duì)比勘測(cè)所獲得的平面圖，并從中提取有效信息為外業(yè)調(diào)查工作做鋪墊準(zhǔn)備。最后是外業(yè)調(diào)查，通過(guò)利用GPS 技術(shù)建立和連接實(shí)地與圖像，并將其繪制到工作圖中。

3.3 GPS 測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)定界中的應(yīng)用分析

在GPS 測(cè)繪技術(shù)中，主要應(yīng)用了GPS-RTK 技術(shù)，具有提高測(cè)繪精確度和測(cè)繪效率的優(yōu)勢(shì)，可以促進(jìn)理想勘測(cè)效果的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。其實(shí)RTK 技術(shù)是GPS 測(cè)量技術(shù)的一種延伸，通過(guò)利用載波相位動(dòng)態(tài)技術(shù)，以載波相位的觀察值為基礎(chǔ)進(jìn)行定位測(cè)量，并且可以把坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為其他的坐標(biāo)系統(tǒng)，以減少常規(guī)測(cè)量工作中的儀器搬站和人力勞動(dòng)，提高勘測(cè)定界的準(zhǔn)確性。在GPSRTK 系統(tǒng)中，主要由數(shù)據(jù)鏈、基準(zhǔn)站、控制軟件、數(shù)據(jù)鏈、流動(dòng)站等方面所組成，可以直接影響到動(dòng)態(tài)測(cè)量的準(zhǔn)確結(jié)果，因此用戶可以根據(jù)監(jiān)測(cè)基線的結(jié)構(gòu)以及待測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的觀測(cè)結(jié)果對(duì)觀測(cè)時(shí)間進(jìn)行確定，提高定位工作的效率。同時(shí)，也可以實(shí)時(shí)計(jì)算定位結(jié)果，減少觀測(cè)的次數(shù)和時(shí)間。

4 GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)分析

載波相位差分技術(shù)又被稱之為GPS-RTK 技術(shù)，RTK 系統(tǒng)由數(shù)據(jù)鏈、移動(dòng)接收機(jī)和基準(zhǔn)站接收機(jī)這三個(gè)部分所組成，通過(guò)運(yùn)用兩臺(tái)或以上的GPS 接收機(jī)對(duì)外部衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行快速接收。其中，在已知坐標(biāo)點(diǎn)位置設(shè)置一臺(tái)GPS 接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，另外再設(shè)置一臺(tái)進(jìn)行各個(gè)未知點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)量，也可以作為移動(dòng)站。移動(dòng)站提供具體坐標(biāo)，基準(zhǔn)站進(jìn)行接收后可以對(duì)周圍衛(wèi)星的具體位置進(jìn)行計(jì)算，然后再把正確的數(shù)據(jù)發(fā)送至移動(dòng)站，通過(guò)結(jié)合修改后的數(shù)據(jù)實(shí)施目標(biāo)定位，從而提高測(cè)量定位的準(zhǔn)確性。在GPS-RTK 技術(shù)中具有如下的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：①可以優(yōu)化測(cè)量流程，突破內(nèi)業(yè)與外業(yè)的界線限制，實(shí)現(xiàn)首級(jí)控制再到成圖的一體化目標(biāo)，降低了室外工作者的作業(yè)量。②打破了傳統(tǒng)的分級(jí)布網(wǎng)限制，優(yōu)化測(cè)量流程并促進(jìn)各個(gè)測(cè)區(qū)快速整平布網(wǎng)，有效減少了控制點(diǎn)的數(shù)量。③提高數(shù)據(jù)采集的工作效率。在進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集時(shí)無(wú)須繪制草圖，通過(guò)運(yùn)用特定格式記錄碎部點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)名和編碼等功能，在編輯圖形時(shí)也可以快速處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)。④由于在測(cè)量碎部時(shí)受圖幅邊界限制比較小，所以在內(nèi)業(yè)成圖過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分幅和接邊處理。⑤測(cè)量準(zhǔn)確度很高。在GPSRTK 技術(shù)中可以充分保證測(cè)量誤差的分布均勻，避免產(chǎn)生誤差積累的問(wèn)題，滿足了大比例尺度測(cè)量的實(shí)際需求。

5 GPS-RTK技術(shù)的整合運(yùn)用要點(diǎn)分析

5.1 平面控制的測(cè)量要點(diǎn)

由于地籍控制網(wǎng)的面積比較大，所以在進(jìn)行地質(zhì)測(cè)量的過(guò)程中，需要測(cè)量人員科學(xué)選取地籍控制點(diǎn)，一般會(huì)高于地面特定距離?？墒请S著地質(zhì)工程的快速發(fā)展，一些地面控制點(diǎn)大多都已經(jīng)被破壞，如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)的測(cè)量方式可以保證不同實(shí)施點(diǎn)之間的通視，可是測(cè)量精度比較低。在應(yīng)用GPS-RTK 技術(shù)以后，可以明顯降低測(cè)量誤差，而且測(cè)量人員不需要考慮通視條件，也減少了人力和物力的大量消耗。因此，只需按照規(guī)定流程的相關(guān)操作結(jié)合GPS-RTK 技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，及時(shí)處理測(cè)量工作中的問(wèn)題，可以保證勘測(cè)定界工作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)充分了解GPS-RTK 技術(shù)的實(shí)際參數(shù)，提高定位精度。除此之外，在地質(zhì)勘測(cè)的過(guò)程中，對(duì)于碎部測(cè)量需要運(yùn)用動(dòng)態(tài)定位的方法，全面勘測(cè)建設(shè)用地，由于具有定位速度快的特點(diǎn)，在GPS-RTK 技術(shù)中只需要10s 即可進(jìn)行單點(diǎn)測(cè)量，而且不需要多次變換基準(zhǔn)站，能夠保證多個(gè)流動(dòng)站同時(shí)工作，通過(guò)把接收器的接收天線與信號(hào)進(jìn)行連接，也提高了碎部測(cè)量的工作效率。

5.2 地籍控制測(cè)量和坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換

在應(yīng)用GPS-RTK 技術(shù)以后，地籍控制測(cè)量精度也得到了相應(yīng)的提高，與GPS 定位靜態(tài)測(cè)量技術(shù)相比，GPS-RTK 技術(shù)可以更好地簡(jiǎn)化地籍控制測(cè)量工作的環(huán)節(jié)和流程，尤其是在平面轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，可以顯著提高坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，并把WGS-84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變成地質(zhì)勘測(cè)定界中的獨(dú)立坐標(biāo)系，從而減少測(cè)量工作中的工作強(qiáng)度和測(cè)量次數(shù)。

5.3 合理選擇控制網(wǎng)點(diǎn)

在開(kāi)展地質(zhì)勘測(cè)的活動(dòng)工作時(shí)，測(cè)量人員必須要加強(qiáng)各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)的控制作用，利用GPS-RTK 技術(shù)提高網(wǎng)點(diǎn)的準(zhǔn)確性，選擇視野比較開(kāi)闊的位置進(jìn)行針對(duì)性地網(wǎng)點(diǎn)選取。一般情況下，選擇網(wǎng)點(diǎn)時(shí)為了減小磁場(chǎng)的干擾作用，應(yīng)當(dāng)避免在四周分布大功率的發(fā)電源。此外，也不宜選擇裂隙較大的地面，可以結(jié)合多項(xiàng)測(cè)量技術(shù)提高測(cè)量工作的效率。

5.4 GPS-RTK 界址點(diǎn)的放樣和界樁埋設(shè)

地質(zhì)勘探工作中進(jìn)行勘測(cè)界址點(diǎn)的放樣時(shí)，需要將接收機(jī)點(diǎn)位作為固定站，首先要建立工作項(xiàng)目，準(zhǔn)確輸入各項(xiàng)參數(shù)并強(qiáng)化坐標(biāo)系統(tǒng)的管理。其次，要結(jié)合測(cè)量區(qū)域的無(wú)線電頻率，合理調(diào)整地質(zhì)測(cè)量的頻率。再次，測(cè)量菜單中需要進(jìn)行初始化設(shè)置，然后啟動(dòng)RTK 系統(tǒng)設(shè)備。進(jìn)行定位時(shí)需要對(duì)項(xiàng)目?jī)?nèi)部的所有樣點(diǎn)實(shí)行全面的檢測(cè)，確定放樣點(diǎn)后將移動(dòng)站對(duì)準(zhǔn)，然后可以根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的提示音進(jìn)行定位的成功確定。但是在一些偏遠(yuǎn)區(qū)域，由于地形復(fù)雜、通視條件比較差，所以會(huì)增大測(cè)量工作的難度，有時(shí)雖然會(huì)出現(xiàn)地圖看到地質(zhì)權(quán)屬界線，可是考慮到地形復(fù)雜的問(wèn)題，很難完成落界，而應(yīng)用GPS-RTK 技術(shù)以后可以在電子端呈現(xiàn)出各個(gè)流動(dòng)站的距離和方向，實(shí)現(xiàn)了地形環(huán)境復(fù)雜區(qū)域的測(cè)量工作。此外，在地質(zhì)勘測(cè)定界的測(cè)量過(guò)程中，由于各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)的精度要求比較高，通過(guò)運(yùn)用該技術(shù)可以對(duì)各個(gè)移動(dòng)站所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，3S 測(cè)繪技術(shù)利用自身強(qiáng)大的精確定位功能，在地質(zhì)勘測(cè)定界工作中得到了廣泛的融入和應(yīng)用，可以為勘測(cè)技術(shù)人員提供豐富、準(zhǔn)確的地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)和信息。作為定界工作人員，需要明確不同技術(shù)的不同使用范圍，科學(xué)選取適合的測(cè)量技術(shù)，避免盲目進(jìn)行選擇。在投入使用前應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際，充分發(fā)揮出3S 測(cè)繪技術(shù)的實(shí)效性，綜合分析GPS-RTK 技術(shù)的整合要點(diǎn)以及注意事項(xiàng)，比如碎部測(cè)量要點(diǎn)、平面控制測(cè)量要點(diǎn)、地籍控制測(cè)量要點(diǎn)、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換、控制網(wǎng)點(diǎn)的選擇、GPS-RTK 界址點(diǎn)的放樣和界樁埋設(shè)以及精度分析等等方面，從多方面提高地質(zhì)勘測(cè)定界工作的精確度。經(jīng)過(guò)分析后可以發(fā)現(xiàn)，GPS-RTK 技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，而GPS 技術(shù)具有一定的限制條件，但是隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和時(shí)間的推移，GPS衛(wèi)星空間的組成和信號(hào)強(qiáng)度可能無(wú)法完全滿足具體工作的需求，所以測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)在實(shí)踐中積極分析和解決該問(wèn)題，通過(guò)在衛(wèi)星時(shí)段比較穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi)采取密閉和遮擋的方法，可以提高該地區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度。加地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)在礦產(chǎn)勘測(cè)定界測(cè)量中的應(yīng)用研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，與傳統(tǒng)的礦產(chǎn)勘測(cè)定界測(cè)量相比，地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用極大的節(jié)省了人力和物力資源，并且兼具數(shù)據(jù)處理精確到位、測(cè)量速度快和測(cè)量成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足勘測(cè)定界的精度要求，為礦產(chǎn)資源綜合管理與地質(zhì)綜合利用提供了新的技術(shù)手段。此外，GPS-RTK 技術(shù)也會(huì)容易受到外界電離層的影響，共用衛(wèi)星的數(shù)量少，容易產(chǎn)生初始時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，為了減小電離層對(duì)測(cè)量工作的干擾，需要選擇穩(wěn)定的作業(yè)時(shí)段進(jìn)行測(cè)量工作的開(kāi)展，減少測(cè)量過(guò)程中的阻礙因素。