测绘新技术在地质测绘工程中的运用研究

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  【摘 要】 我们国家的现代化建设在不断的发展,科学技术水平也在不断的提高。地质测绘工作的质量对地质勘探工作的意义重大,各种工程开展都要以地质工作作为基础,都离不开地质测绘技术和设备的运用。现代测绘技术水平的提高有助于我国地质测绘工作的科学、顺利进行,本文对此展开探索。
  【关键词】 测绘新技术;地质测绘工程;运用研究
  前言:
  我国现阶段的测绘技术和仪器正在向现代化方向发展,依托信息化、数字化、自动化、网络化的新技术,逐步改变落后、低效、人工的传统测绘方式,降低了测绘工作的成本、提高了测绘的精准度。在地质测绘中运用现代测绘技术,能更好的提高地质测绘水平,推动地质测绘和地质勘探工作的发展。
  一、现代测绘技术的特点
  随着现代测绘技术的不断发展和工程测绘技术的不断提高,现代测绘技术表现出了巨大的优越性,具有以下几个方面的特点:一是精确度高。由于我国进行市场经济改革以及加入世界贸易组织,我国许多的科学技术得到了进步与发展,并在实际生活当中得到了广泛的应用,特别是在工程测量方面的应用较广。比如水利、建筑、交通等等,由于这些工程的性质和特点的需要,测绘技术的精确度要求也就越来越高,现代测绘技术正好满足了他们的这个需求,使得工程测量中的数据精确度变得更高。二是自动化加入到现代测绘技术当中。由于测绘技术要进行一定的数据的处理,所以现代测绘技术加入了自动化和智能化,对于那些测量的数据能够自己进行收集和处理,然后自动绘图。这样就大大的提高了工程测量以及绘图的效率。同时,自动化的加入避免了人工操作带来的新的失误,使各项数据也变得更加科学可靠。三是人力投入减少。在工程测量的过程中,需要我们的人员进入到工程实地进行考察,并且搜集相关的数据来进行绘图,因此投入的人员较多也较大,工作人员也十分幸苦。而现代测绘技术则可以运用自动化的手段进行数据的收集和绘图,这样就减少了人员的投入。四是提高了存储能力。在现代测绘技术当中,数字化技术得到了广泛的应用,同时随着科学技术的不断进步以及配套领域科学技术和数字化的发展,现代测绘技术的存储性也将会得到极大的提高,测绘人员可以将利用现代测绘技术自动测绘的图形保存到软盘当中,以便于我们随时进行运用,若发现了错误或者失误我们还可以进行修改。
  二、现代测绘新技术
  地质测绘是工程地质勘查中的一项重要的勘察方法,运用地质、工程理论对工程建设的有关地质现象进行详细的观察和描述,查明工程地质条件和要素之间的内在联系,然后按照精度的要求准确的反应在一定的比例尺的地形设计图上。然后在配合工程地质勘探所取得的资料编织成工程地质图。工程地质测绘要反应所测试地质的空间分布、形成条件和发育规律。在工程地质测绘中,现代测绘技术主要有GPS测量,数字影像和卫星遥感测量,野外数字化地形测量模式,扫描数字化地质测量模式。
  1、 GPS测量
  GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用。20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
  GPS就是利用GPS定位卫星,在全球范围内实时进行定位、导航的系统,称为全球卫星定位系统。GPS导航系统的基本原理是测量出己知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。运用GPS测量可以实时、精确的取得地质管理的基本数据。GPS测量虽然有很多优越性,但在实际的地质测绘中还是出现了很多不足。GPS系统能够精确定位是因为能对卫星和接收器之间的距离进行准确的计算,在地质测绘中,信号要通过地质层,地质层不是真空状态,信号就会受到干扰,进而影响定位的精确度。在地质测绘的工程测量控制点上,受到地质坐标的影响GPS测量的精确度也会出现误差。
  2、数字影像和卫星遥感测量
  数字摄影测量(Basic concept of digital photogrammetry)是基于数字影像和摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法,提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。数字影像测量具有高精度、非接触测量、测量速度快、可以在不稳定的环境中测量(温度,震动)、特别适合狭小空间的测量、数据率高,可以方便获取大量数据、适应性好、便携性好等特点。
  卫星遥感就是根据不同地物的光谱响应特征不同,区分不同的物质。例如在近红外波段,洁净水体的反射率远比土壤和植被的反射率低,所以就容易区分水体和非水体的界限。
  利用数字影像和卫星遥感对地质进行测绘,可以使所采集的数据图像更有丰富性和实时性。但数字影像测量的方式主要是依靠比例偏大的航空相片作为采集数据的对象,所以在精准度上可能会出现误差。
  3、工程测量
  工程测量在地质勘探中是经常应用到的一种测绘测量方法。同控制测量和地形测量一样,工程测量通常也有两种方法,一种为常规工程测量,这种常规工程测量作业的程序复杂繁琐,对于一般的测量技术人员,特别是专业技能不是很强的测量人员都是力所不及的,而更为重要的是,这种测量方法程序复杂不说,精确度还很差,所以,这种测量方法一般测量人员都不愿意采纳。另一种为GPS工程测量,这种测量方法相对于常规的工程测量方法从操作方法和手段上要简单、快捷的多,从精确度上来讲,也要比常规的测量方法要精确几倍。运用GPS工程测量时,一个基准点可以进行多个移动站进行测量,更为先进的是R丁K测量方法,使得GPS工程测量方法更为的先进、快捷。4测绘新技术在地质测量工程中的应用范围   三、地质测绘中运用现代测绘技术
  1、 GPS在地质勘探中的应用
  如果单独的对GPS进行讨论,相信大多数人都会有很多自己的见解。所谓的GPS指的就是全球定位系统,这种先进的技术是源自美国开始研究的,多年的探索和研究后,这种崭新的且为人类做出了巨大贡献的技术在陆海空多个领域得到了应用,从而为陆海空的领域做出了一定的贡献。而后,随着人们对这种技术夜以继日、不懈努力的进行研究,该种技术又应用到了地质勘测中的测绘测蛋领域。运用到地质勘测中的测绘测量技术主要是通过实时动态差分技术实现的。通过该测量技术,在已知点上安装上一台GPS接收机,通过实时监测等几个专业操作方法,计算出可精确到厘米级的流动站位里。简而言之,通过GPS测量,测量人员无需在辛辛苦苦的设盆各级控制点,在很大程度上减轻了测量人员的辛苦劳动。而更为重要的是GPS在地质勘探中的运用,使得地质勘探的效率和质量有了很大的发展和进步。
  2、 野外数字化地形测量技术的运用。
  数字测图(Digital Surveying and Mapping,DSM)系统是以计算机及其软件为核心在外接输入输出设备的支持下,对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。数字地图可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接,形成新的地图。可以对数字地图进行任意比例尺、任意范围的绘图输出。它易于修改,可极大的缩短成图时间;可以很方便地与卫星影象、航空照片等其他信息源结合,生成新的图种。可以利用数字地图记录的信息,派生新的数据。野外数字化地形测量就是利用数字测绘技术对野外地质进行数字化的地质数据采集。野外数字化地形测量需要国土、房产、城市建设、水利工程建设、电力部门等多个系统部门的配合,提供相关的数据信息。在测绘中还需要相关的测绘工具。如果测绘工具没有选择好,各个部门没有配合好,就会出现地质测绘数据误差,甚至数据错误的问题。
  3、数字影像和卫星遥感技术的运用。
  数字影像和卫星遥感技术在地质测绘中有很大的开发利用空间,其中的航空影像的技术不断进步,获取影像分辨率和光谱度都很高,获取方式多花样化。数字摄影的采集对象为比例偏大的航空相片,在航空相片上利用数字影像技术采集数据,再利用专业的数据处理软件对数据做处理。数字影像测量的数据和图像清晰、全面、实时性和直观性强,因为地质测量工作要求准确的数据,数字化摄影能较好地满足这个要求。
  4、扫描数字化地质测量技术的运用。
  这种技术不是对地质情况做原始测绘,而是一种电脑技术分析技术。具体说是把现有的地质测绘目标的数据输入电脑或者是将以两种测量技术采集的数据综合分析计算的基础上,运用扫描数字化地质测量软件进行处理,得出地质图像和地质表册。比较常见的模式是“准地质测量”,按照现有地质图上的地质点记录簿坐标,划分地质类型、地质编号、地质区域,绘制地质体。这是在正式勘查地质前的准备,可以在正式勘测时根据实际情况更改和完善。
  5 、大比例尺数字测图技术
  目前,数字测图正处于蓬勃发展的时期,随着自动跟踪全站仪推出 GPS(R量K)实时动态定位技术以及当前先进的电子平板测绘模式的应用,使数字测图将向更自动化的方向发展,标志着地形测绘科技发展的新阶段。国外美国的 Penmap、瑞士 Leica、日本的杰科等公司都推出了类似的地面数字测图系统。国内清华大学及清华山维新技术开发公司首创了电子平板测绘模式,实现了测图内外业一体化,所显即所测,实时成图,其成图质量与效率全面超过了模拟法测图。
  6、精密自动导向技术
  随着计算机与激光技术、自动跟踪全站仪的发展与使用,精密自动导向技术,在我国交通隧道工程、水利工程、市政工程、大坝安全监控等领域得到广泛应用。目前该技术在国内主要以解决施工技术及施工中的问题为主,尤其对现代化的施工设备,采用该技术可以准确、动态实时、自动快速地检测地下盾构机头中心的偏离值,保证工程按设计要求准确贯通,达到自动控制的目的。当前美国和德国均有不同的系统设计方案。
  以上几种典型的地质测绘技术,专业化、数字化和网络化的性质很突出,将数字化的测绘技术和专业性强的地质勘测很好的结合,从而有助于我们的地质工作人员不断健全地质测绘信息系统。当然,上述的测量技术和组合模式不都完美,因为各自的适应条件不同,因此要根据具体的测量区域和范围选择适当的地质测量技术,提高地质测量的精确性。
  四、测绘新技术在地质测绘中改良应用
  1、 GPS测量
  GPS测量具有全球全天候定位,定位精度高,观测时间短,测站间无需通视,仪器操作简便,可提供全球统一的三维地心坐标等优点。我们要充分的利用GPS测量的优点,根据不同的地区,进行准确的定位测量。
  2、数字影像和卫星遥感测量
  数字影像和卫星遥感具有多平台、多时向、多传感器的特点,获取的影像具有高分辨率和高光谱的特点,采集的数据丰富且具有实时性。要充分的利用数字影像和卫星遥感的这些优点,获得直观的数字,封号的线划地质的几何特点。
  3、野外数字化地形测量模式
  野外数字化地形测量技术把现代的信息产业和计算机制图结合起来,确定好地质分布的区域,地质的测量和地质的编绘。选择合适的测绘工具,确保测绘的科学运作,保证测绘的质量。
  4、扫描数字化地质测量模式
  依据地质的类型、编号、调查区域,精确的采集现有的地形地质图像数据。制定完善的控制点和目标点,做好扫描数字化地质测量。
  当今的地质测绘技术具有专业性强、数字化、网络化的特点,在工程地质测绘中,要依据四种测量模式的优缺点,根据测量区域的实际情况,合理的选择运用。从而测得精准度更高的地质测量数据。
  五、结束语
  综上所述,地质测绘工程中运用现代测绘技术,能增加测绘工作的准确程度,提高地质测绘工作的整体效益,在地质调查和矿产勘探等工程中发挥着不可替代的作用。我们的地质测绘人员要不断学习和改进地质测绘技术和仪器,能随着社会和科学技术的不断进步而改良和创新,从而促进我国地质勘探工作做出更大的成绩。
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