張隨甲/武警黃金第三支隊

改革物化探測網(wǎng)布設(shè)方法初議

張隨甲/武警黃金第三支隊

根據(jù)實際工作需要討論了改革物化探測網(wǎng)布設(shè)方法的可能性，介紹了一種新的布設(shè)方法及其實際應(yīng)用情況。

物化探測網(wǎng)布設(shè)；手持GPS；區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查

一、問題的提出

在物化探工作中，為了準(zhǔn)確地標(biāo)定取樣點的位置，需要用一定的方法、按一定的規(guī)格和要求布設(shè)測網(wǎng)。傳統(tǒng)的測網(wǎng)布設(shè)方法是按照控制一基線一測線一取樣點定位的順序開展工作。從我部前些年使用這種方法開展物化探工作的效果來看，它存在著明顯的缺點：一是投入的人力物力較多，花費(fèi)的財力大；二是勞動強(qiáng)度大，工作效率低；三是地質(zhì)找礦工作在林區(qū)作業(yè)，施工將出現(xiàn)砍伐樹木、損毀農(nóng)田的問題，產(chǎn)生林地占用、青苗賠償?shù)荣M(fèi)用，隨著林權(quán)制度的改革和各地普遍設(shè)立生態(tài)和自然保護(hù)區(qū)，繼續(xù)這樣施工將導(dǎo)致生產(chǎn)費(fèi)用成倍增加，施工難度大、進(jìn)度減慢，效率更低；四是布設(shè)測網(wǎng)時間較長，物化探人員窩工，工作上難以統(tǒng)籌兼顧。顯而易見，傳統(tǒng)的物化探測網(wǎng)布設(shè)方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)階段工作的需要，因此改革普查階段物化探測網(wǎng)布設(shè)方法的問題就顯得尤為重要。

二、改革傳統(tǒng)物化探測網(wǎng)布設(shè)方法的可行性

地質(zhì)堪查工作中，物化探工作的目的是通過面積性物化探測量手段，研究各種地球物理和地球化學(xué)場的分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)有一定找礦價值的異常，從而篩選出找礦的有利地段，達(dá)到找礦的目的。普查階段以不漏掉有意義的地質(zhì)體為原則，只要能提供點位分布均勻的測網(wǎng)就可滿足物化探工作的需要，不同于詳查時對測網(wǎng)的測點既均勻又準(zhǔn)確的嚴(yán)格要求。因此普查階段測網(wǎng)的布設(shè)，只要相對線距和點距的精度能滿足物探要求即可。

我們目前執(zhí)行的“物化探工程測量規(guī)范"(地質(zhì)礦產(chǎn)部l995年9月14日批準(zhǔn)，1996年月3月1日開始實施)和“土壤地球化學(xué)測量規(guī)范"(地質(zhì)礦產(chǎn)部1995年1月27日批準(zhǔn)，1995年月12月1日開始實施)所采用的傳統(tǒng)布網(wǎng)方法和精度要求是五十年代初期從蘇聯(lián)引入沿用至今，基本上沒有多少變化。很多國家在進(jìn)行這項工作時，早已使用了簡易的測網(wǎng)或根本不用測網(wǎng)，只在成礦的有利地區(qū)進(jìn)行精度較高的剖面測量。更為重要的是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展，日臻完善的精確定位能力為物化探測網(wǎng)的準(zhǔn)確布設(shè)提供了可能。

三、規(guī)范中對測網(wǎng)布設(shè)的相關(guān)要求

1.在中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤地球化學(xué)測量規(guī)范》中，對工作比例尺和測網(wǎng)的密度有如下規(guī)定：

表1 工作比例尺與測網(wǎng)密度

對野外工作定點時的點位誤差要求是：普查、詳查工作≤2mm（圖上）。

對采樣工作的要求是：詳查在測定的采樣點周圍點線距的1/10范圍內(nèi)采樣。

可以看出，對于我部經(jīng)常進(jìn)行的1：1萬土壤地球化學(xué)測量來說，野外定點時的點位誤差在基線方向小于或等于10-20米即可，而在野外進(jìn)行采樣時，采樣點的選取范圍在基線方向10米、測線方向2—5米就能滿足規(guī)范要求。

2.在中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《物化探工程測量規(guī)范》中，對物化探測網(wǎng)（點）的三維定位精度規(guī)定為：當(dāng)采用面積性化探方法時，其點位中誤差為圖上1.25mm，相鄰點距相對中誤差12.5%。而對于測網(wǎng)的布設(shè)方法，規(guī)范中明確規(guī)定：物化探測網(wǎng)(點)的布設(shè)可采用物化探GPS定位測量。

在該規(guī)范的第6.3.6.1條中，明確提出“采用GPS定位測量方法測定物化探測點兩維或三維坐標(biāo)，主要適用于灘涂、戈壁、沙漠、草原、高山等特殊困難地區(qū)開展小于1：50000工作比例尺物化探測點定位。對于只要求兩維定位物化探工作，在無SA政策影響下可采用導(dǎo)航型GPS儀器進(jìn)行單點定位；如有SA政策影響時可采用差分GPS定位事后改正方法?！?/p>

以上規(guī)定為使用手持GPS進(jìn)行物化探測網(wǎng)布設(shè)提供了先決條件。

四、GPS與行業(yè)應(yīng)用

1973年，美國國防部開始組織陸?？杖娐?lián)合研制新一代軍用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，簡稱GPS。發(fā)展到今天，GPS提供的定位精度已經(jīng)優(yōu)于10米。在這里，筆者想強(qiáng)調(diào)的是，在本文中提到的《土壤地球化學(xué)測量規(guī)范》和《物化探工程測量規(guī)范》實施和生效之時，GPS剛剛進(jìn)入實用階段，所以，規(guī)范當(dāng)時只規(guī)定了使用GPS進(jìn)行物化探控制測量的標(biāo)準(zhǔn)和要求，對于使用GPS進(jìn)行物化探測網(wǎng)布設(shè)的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)卻沒有涉及。

隨著GPS的發(fā)展，出現(xiàn)了更為便利的RTK測量，它采用載波相位動態(tài)實時差分方法，能夠在野外實時得到厘米級的定位精度。

手持式GPS是一種使用衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)進(jìn)行定位導(dǎo)航的專業(yè)設(shè)備，體積小巧、攜帶方便，具有全天候、全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力，已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)調(diào)查、資源勘查、野外地質(zhì)找礦等眾多領(lǐng)域，越來越受到野外一線技術(shù)人員的重視和青睞。

目前，市場上手持式GPS的種類較多，且出現(xiàn)了一些更高精度的新機(jī)型，為滿足物化探測網(wǎng)布設(shè)所需要的精度和要求提供了保證。

五、使用手持GPS布設(shè)物化探測網(wǎng)的可行性

由以上討論及分析得知，物化探測網(wǎng)中對各取樣點的在基線方向的要求是點位中誤差不大于10-20米，而目前手持GPS的定位精度已經(jīng)達(dá)到或優(yōu)于10米，有的則標(biāo)稱精度在收星情況良好時均為小于3米，可見使用手持GPS布設(shè)比例尺不大于1：1萬物化探測網(wǎng)完全成為可能。

1.基線布設(shè)。對于精度要求相對較高的基線測量來說，基線點的定位是關(guān)鍵。所以，在施工基線時，可以先在測區(qū)內(nèi)做一個高等級的控制網(wǎng)或幾個高等級的控制點，再使用RTK技術(shù)將各基線的基點及測網(wǎng)的角點測出，此時，測網(wǎng)中各基線的端點的精度均為厘米級，完全滿足規(guī)范的要求。

2.測線布設(shè)。對于測線來說，它的兩個

端點是擁有厘米級精度的基線點。在實際的施工中，可以先根據(jù)基線點的坐標(biāo)計算出各采樣點的理論坐標(biāo)值，將其輸入到手持GPS中，再利用它的導(dǎo)航功能按一定的點距進(jìn)行測線的放樣和布設(shè)。

3.實際應(yīng)用。幾年來，我部在對手持式GPS機(jī)性能和定位精度研究的基礎(chǔ)上，將這一方法應(yīng)用于野外的工作實踐中，既提高了工作效率，又增加了地質(zhì)工作的技術(shù)含量，取得了良好的工作效果和經(jīng)濟(jì)效益。2008年，在吉林省樺甸市夾皮溝金礦1：1萬土壤地球化學(xué)測量中，我們使用華測天驕X90型GPS確定基線點，使用手持式GPS76進(jìn)行了測線的施工，結(jié)果經(jīng)驗證完全符合規(guī)范要求。

2012年黃金部隊的職能任務(wù)發(fā)生了變化，由原來的以黃金地質(zhì)勘探為主改為以執(zhí)行區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查為主，這說明說部隊必將承擔(dān)更多更大面積的物化探工作。對黃金部隊來說，物化探測網(wǎng)的布設(shè)與施工將直接影響區(qū)礦調(diào)任務(wù)的能否順利完成。在2012年的施工中，我們有目的的對不同工作區(qū)的測網(wǎng)使用了傳統(tǒng)布設(shè)法和用手持GPS直接測量法。結(jié)果顯示，只要能精確校正參數(shù)，認(rèn)真使用手持GPS，它完全可以替代傳統(tǒng)布設(shè)方法而用于物化探施工。下圖為2012年物化探測網(wǎng)施工中實際點位與設(shè)計點位比較圖。

注：圖中的空心圓表示設(shè)計點位，實心圓為實際測定點位。

更為可貴的是，我們使用這種方法布設(shè)物化探測網(wǎng)，不僅不砍一棵樹、不毀一棵苗，而且在人力的使用上也大大減少，同時也證明化探取樣和測網(wǎng)布設(shè)使用手持GPS直接施工成為可能，而且完全滿足規(guī)范要求。

六、幾點體會

與任何事情都有兩面性一樣，利用GPS進(jìn)行物化探測網(wǎng)布設(shè)一樣存在優(yōu)勢與不足。

（一）優(yōu)勢

1.工作過程有“跡”可尋，定點目標(biāo)準(zhǔn)確到位，異常驗證指哪打哪。

2.降低勞動強(qiáng)度和成本，縮短外業(yè)時間，提高效率和工作質(zhì)量。

3.工作中不砍樹不毀林，既為單位節(jié)約林地占用、青苗賠償?shù)荣M(fèi)用，也減少了發(fā)生警政、警民糾紛的可能性。

（二）不足

1.在地形陡峭、森林茂密的測區(qū)使用RTK時，基準(zhǔn)點設(shè)置不當(dāng)將會導(dǎo)致移動站在工作中接收信號困難。

2.在地形地勢較復(fù)雜或者森林特別茂密的地方使用手持GPS進(jìn)行測線施工時，會發(fā)生可見衛(wèi)星數(shù)較少甚至失去衛(wèi)星信號的情況，此時定位精度較差，應(yīng)配合羅盤、測繩等簡易測量工具來確定點位實地位置。

3.使用中應(yīng)確保手持GPS電量充足，否則會導(dǎo)致定點精度較差。

七、結(jié)論

利用GPS布設(shè)物化探測網(wǎng)，我部進(jìn)行了大量的生產(chǎn)施工，經(jīng)進(jìn)一步地質(zhì)工作驗證，取得了良好的找礦效果和明顯的經(jīng)濟(jì)效益。實踐證明上述方法完全可以滿足比例尺不大于1：10000時土壤地球化學(xué)測量的測網(wǎng)布設(shè)工作，是一種布設(shè)物化探測網(wǎng)的好方法。

【1】．“物化探工程測量規(guī)范”一一地質(zhì)礦產(chǎn)部1995年9月制定.

【2】．“土壤地球化學(xué)測量規(guī)范”一一地質(zhì)礦產(chǎn)部1995年1月制定.

【3】． 手持GPS72型說明書一一北京合從思壯科技有限公司.

【4】．“普查階段物化探測網(wǎng)布設(shè)方法的探討”一一肖伯震、韓秀萍.