测绘地理信息技术在地质勘察中的应用探讨

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

姜铭煊 张海峰

济南市勘察测绘研究院,山东 济南 250000

摘要

我国国土面积广阔,土地资源丰富,在今天仍有许多土地资源尚未得到勘察与开发,对测绘技术进行优化、为地质勘查提供技术支持,显得尤为迫切。勘察手段的多样性决定了获取地质信息的方式渠道,直接影响着地质勘察结论的可靠性。在传统的工程测绘项目中,受限于地形复杂、环境恶劣、人力物力投入大等因素,往往面临诸多挑战,难以保证测绘数据的精确性。然而,利用测绘地理信息技术,能够有效弥补传统勘察方式中的一些不足,消除外界因素的干扰,提高测绘技术的精准程度。基于此,本文对测绘地理信息技术展开分析,简述我国常用的GPS、RS、GIS技术,总结其在地质勘察中的应用。


关键词

测绘地理信息技术;地质勘察;应用

正文


前言

地质勘察作为工程项目开工建设前的重要环节,能够为后续的项目施工提供准确、全面的地质信息。在传统的地质测绘中,受到技术条件、自然因素的限制,整个勘察过程往往要耗费大量的时间与精力,且准确率低、勘察成本高,难以发挥出地质勘察在工程建设中的作用[1]。另外,随着现代社会的不断发展,地质勘察工作也面临着更大的挑战,创新传统测绘技术,尤为迫切。在现代信息技术发展中,新型测绘技术持续更新,技术服务价值也不断提升,在一定程度上体现着社会经济发展与环境资源之间的关系,是人类认识、改造世界的重要技术。其中,测绘地理信息技术能够便捷、快速、准确地获取地质勘察数据,为工程项目的建设提供了全面的数据支撑。

1 测绘地理信息技术简介

1.1 GPS测绘技术(全球定位系统)

GPS技术有着精确、实时、可靠等优点,可以更为高效地收集空间资源。一般所说的GPS系统是指美国的全球定位系统,它的应用范围最广,准确度较高。全球定位系统在日常生活中的定位和导航功能,与我们的生活联系较为紧密,特别是我国北斗卫星导航系统,在防灾减灾中发挥着巨大作用。在GPS测绘中,勘察工作主要包括两个方面的内容,一方面是外部作业,即选择控制点、建立观测标志、检测测绘成果,另一方面是内部作业,即数据加工[2]。在实际勘察工作,工作人员需要将两台接收机架设在同一条基线的两个端点上,结合勘察要求,展开同步测绘操作,将卫星数的时段、长度作为观测依据,准确地记录下观测数据。除此之外,在应用GPS测绘技术的过程中,工作人员还需选择通视条件良好的高程点作为观测点,避免在测量点附近出现障碍物,确保测绘设备安装准确就位,不会出现信号遮挡的问题。由此可见,在地质勘察中应用GPS测绘技术,有助于提高测绘的准确度和效率,有效规避了户外危险区域测绘可能带来的事故风险,保障了人员安全。

1.2 RS测绘技术(遥感技术)

遥感测绘技术通常用于对区域构造样式、地层分布、岩石类型、地形地貌和地质环境等信息进行提取,获取地理信息。例如,对场地的地貌、地形等情况加以勘察,从而对岩土层的实际状况有一个基础了解对地基的承载力、稳定性等进行分析和评价对影响地质的各种成因进行分析,并探明其分布情况,然后对其发展趋势做出预测,并提出整治方案。在0-50m范围内可选择近景摄影测量,在50-500m范围内可选择低空摄影测量,在500-8000m范围内可选择航空摄影测量,在240-350km范围内可选择航天摄影测量。通过对遥感测绘的技术层面进行分析,可以发现,促进遥感测绘技术在我国迅速发展的因素较多,尤其是遥感地质解译,对于解译标志清晰、解译效果好的地区,在野外地质验证基础上,可用遥感解译路线替代地质观测路线。利用高分辨率的优势,遥感技术能够大幅提升勘察数据的准确性、全面性以及勘察工作的快速性、便捷性,受地面环境的干扰小,在矿产勘查、资源管理、环境监测等领域发挥的作用越来越大,彰显出遥感技术快速、精确、高效的优势。

1.3 GIS测绘技术(地理信息系统)

GIS测绘技术是在遥感技术全球卫星导航系统之后呈现的内容,重点突出与前面两者的关系,能够以数字形式呈现地质勘察的空间信息,是提高地质勘察水平的重要技术类型之一。GIS测绘技术功能主要包括以下两个方面的功能:一方面,是空间分析功能。空间分析功能是指对地理网络展开分析,实现对地理信息数据的有效、系统处理,确保处理后的数据具有完整性。另一方面,是数据集成处理技术。数据集成处理功能是指对表格、文档中重要、但不属于空间数据的信息进行分析、处理,能够有效缩短测量的时间,减少测量投入,提高测量精度。GIS技术拥有强大的图像、数据处理功能,几乎覆盖了全网空间,利用GIS技术获取勘察数据并将其储存在计算机中,能够快速分析出勘察结果[3]。另外,在GIS技术上建立起数据库,将高恒变量独立出来进行处理,还可采集实景三维模型,通过搭载机载激光雷达以及配合航拍相机,可以获取具有影像真实感的质勘察模型。利用GIS数据中的海量数据源,构建起一个完整的数据分析系统,运算三维空间中的元数据,进而优化土地资源的开发方案,彰显地质勘察的实用性。

2 测绘地理信息技术在地质勘察中的应用

2.1应用于矿产勘探测绘中

在地质勘查中,矿区控制测量是至关重要的一环。工作人员必须全面收集该区域内的地质信息,并展开科学分析,以获取有用的勘察结果,为后续的资源开发提供详实、准确的数据信息,以提高矿产资源开发的整体效益[4]。但是,在传统的矿产勘探中,工作人员需要对区域内的地表土进行抽样采集,然后再利用实验室仪器进行分析,结合专业知识,判断本地区资源具有的开发性与利用性,该种传统的测量方法往往受限于国家等级控制点的分布和数量,不仅可能会对当地生态环境,尤其是水环境,造成污染和破坏,在后续的土地资源开发中,还极有可能引起环境污染。然而,测绘地理信息技术的引入,使这一局面得到了极大改善。例如,RTK技术基于高精度的卫星定位,结合地面基准站,能够直接测量矿区控制点,不仅提高了测量的精度,还大大提升了测量的效率,能够为勘探工作的良性发展提供助力,推动矿产企业的高效、可持续发展。又如,利用无人机搭载光谱仪、红外探测器等多种传感器,对矿区进行矿产资源勘查,可以实时获取矿区的元素分布、矿化带等信息,为地质勘查工作提供更加高效、精确、安全的解决方案。

2.2应用于工程勘探测绘中

对于岩土工程建设而言,运用勘察工作,其主要的目的就是对岩土工程建设时所需要的岩土参数、相关资料进行分析;对地基的性质进行评价,结合其中的不良地质现状,提出针对性的防治意见。由此可见,岩土地质勘察工作具有很重要的作用。当前,由于我国岩土勘探工作普遍为户外勘探,给测绘人员提出了较高的要求,不仅要具备专业知识和专业技能,还要面临自然环境恶劣的作业条件。在过去的数据采集中,由于人工测量记录难免存在操作失误的情况,因此即使测绘人员反复多次确认测量数据,也无法保证测绘数据的准确性。加之勘察工作受到外部自然因素干扰强,测绘现场的环境、地理位置和天气变化等,都可能影响勘察工作的顺利进行。利用测绘地理信息技术,则能够有效弥补传统人工勘察的弊端,利用栅格、矢量等方式保存数据,实现跨时空、跨地域测量。在勘察工作中,测绘人员利用地理信息系统,对测绘数据进行转化、编辑,进而完成建模,获取空间事物的定量描述。例如,对于任何硬岩隧道工程,全面的地质和水文地质调查是建设成功的必要步骤。通过优先考虑这些勘察,工程师可以克服由不同地质条件和水文复杂性所带来的挑战,最终提供强大而高效的隧道解决方案。

2.3应用于地质灾害防治中

受到自然演化、人为因素的影响,在现代社会中,地质灾害事件频发,如水土流失、山洪、地面沉降等,给当地人民的生命财产安全带来了巨大威胁。尤其是近年来,我国现代化建设步伐加快,生态环境日益恶化,洪灾、泥石流和土地荒漠化等地质灾害时有发生,不利于经济和生态的协同发展。例如,风云号卫星覆盖范围广、重返周期短,一直应用于天气预报、台风监测等方面;高分系列卫星等能够提供高空间分辨率遥感影像,多次应用于灾情评估、灾后救援救助等[5]。地质勘查作为灾害预防的基础性工作,其精度、效率和安全性直接关系到后续工作的成败。结合测绘地理信息技术,能够实现对灾害前到灾害后的全过程管控:灾害发生前,展开地质调查,向预报中心传输调查数据,预报中心在接收到数据信息后展开研究分析,以对灾害等级进行预测,通知社会做好应对灾害的准备。在发生灾害时,利用无人机技术,能够在地质灾害发生后迅速到达现场,通过航拍和遥感技术获取灾害现场的图像和数据,为救援工作提供一手资料。同时,也可利用RS技术,全面、快速地获取灾害现场的全貌图像和详细数据,包括受灾范围、损失程度、人员分布等,结合不同灾害的形态、特征对地质灾害的类型进行划分,为地质灾害预防提供有价值的数据信息,为灾害评估提供科学依据。在灾害救援和重建阶段,也可以继续发挥监测作用,跟踪灾害区域的变化情况,为后续的救援和恢复工作提供持续支持。

结语

随着科学技术的不断发展,测绘技术的未来发展也得到了扩宽,而在新地理信息时代的影响下,信息化技术对测绘技术的优化效果比较明显。因此,为促进测绘地理信息行业健康发展,必须加强基础地质调查工作部署,加大区域基础地质调查工作力度,依赖科技创新,加强调查技术创新攻关,基于人工智能、大数据等技术,为破除能源资源安全瓶颈夯实基础,给地勘行业注入源源不断的动力。一线测绘人员要高度重视测绘地理信息技术的应用,通过全面的地质和水文调查,识别潜在危险并采取适当措施确保人员安全;通过调查获得准确数据,开发出高效的项目设计,降低建设成本。

参考文献

[1]罗新建,李松,张晓.测绘地理信息技术在矿山地质勘查工作中的应用发展[J].中国金属通报,2024,(02):10-12.

[2]陈伟.地理信息技术在地质测绘中的应用[J].冶金管理,2023,(23):59-61.

[3]于文庆.测绘地理信息技术在地质测绘工程中的应用实践[J].电子元器件与信息技术,2023,7(10):211-213+217.DOI:10.19772/j.cnki.2096-4455.2023.10.054.

[4]朱琳,王悦.测绘地理信息技术在矿产地质勘查工作中的应用[J].中国金属通报,2023,(10):110-112.

[5]陈佐明.测绘地理信息技术在地质勘查中的应用[J].信息系统工程,2023,(10):47-50.

 

 


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