郭凱斌

【摘 要】現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪是以現(xiàn)代自動(dòng)化、智能化測(cè)繪手段為基礎(chǔ)開展的地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查及成果圖鑒編制所涉及的全部測(cè)繪工作的總稱，根據(jù)測(cè)量所在地及所測(cè)量的物理量的不同又可細(xì)分為其它類型。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)地質(zhì)測(cè)繪的精度、效率以及制圖的精度有了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，“3S”技術(shù)的應(yīng)用為地質(zhì)測(cè)繪的發(fā)展提供了高效的解決方案。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪；現(xiàn)狀；展望

一、現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪概述

地質(zhì)測(cè)繪即采用精確的定位儀器和專業(yè)的測(cè)量?jī)x器對(duì)目標(biāo)施工區(qū)進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)完成目標(biāo)區(qū)成果圖的編制。在科技不發(fā)達(dá)的過去，傳統(tǒng)地質(zhì)測(cè)量主要包括地質(zhì)點(diǎn)測(cè)量和地質(zhì)剖面測(cè)量?jī)纱笾饕矫?，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，又發(fā)展了物化探測(cè)量、礦區(qū)測(cè)量（地形測(cè)量、控制測(cè)量、露天礦測(cè)量等）、勘探測(cè)量（用于布設(shè)勘探網(wǎng)和工程定位）、基坑和井探測(cè)量等，還包括測(cè)量之后的成圖、印制以及地質(zhì)礦產(chǎn)信息系統(tǒng)的建立。

基于“3S（Remote Sensing，遙感；Global Position System，全球定位系統(tǒng)；Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）”的現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)，能夠更精確地掌握地理位置信息，極大地滿足工程測(cè)繪、地球物理測(cè)量、軍事等對(duì)定位精度的要求；城市測(cè)繪的成果能夠更好地服務(wù)于智慧城市建設(shè)，對(duì)城市規(guī)劃、工程施工、土地管理等具有重要現(xiàn)實(shí)性意義。現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪除了可服務(wù)于工程地質(zhì)外，也為環(huán)境地質(zhì)、資源勘探效率提升、成本降低、精度提高等有著不可磨滅的功績(jī)。

二、現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀

野外地質(zhì)測(cè)繪環(huán)境差、難度大，極容易受天氣、地形等自然條件的影響，而且由于設(shè)備的自動(dòng)化和智能化程度低，測(cè)量過程在很大程度上取決于人工因素，易受主觀因素的影響，產(chǎn)生很大的誤差，進(jìn)而影響著成圖精度和基于測(cè)繪圖鑒的工程項(xiàng)目的順利開展。從地質(zhì)測(cè)繪所使用工具的特點(diǎn)來講，我國(guó)先后歷經(jīng)了人工階段和自動(dòng)化階段，當(dāng)前正處于由自動(dòng)化地質(zhì)測(cè)繪向智能化測(cè)繪的現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪發(fā)展轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，如何把握好科技發(fā)展的浪潮，特別是自動(dòng)化設(shè)備向智能化設(shè)備過渡階段，地質(zhì)測(cè)繪走向究竟如何引人深思。

現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪的發(fā)展離不開三種測(cè)量、定位和成像技術(shù)的綜合使用，下面就這三種技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用簡(jiǎn)要說明其發(fā)展現(xiàn)狀。

（1）GPS技術(shù)，也即全球定位系統(tǒng)。GPS技術(shù)最早起源于美國(guó)軍方項(xiàng)目，其提供的陸?？諏?shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)能夠被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)測(cè)繪的各個(gè)方面，而且不僅適用于陸上測(cè)繪，對(duì)于海上測(cè)繪的定位和監(jiān)控也有著舉足輕重的作用。GPS具有定位精度高、工作效率高、設(shè)備操作簡(jiǎn)便、提供全球統(tǒng)一的坐標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。GPS在現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用主要有以下幾方面：①在實(shí)際地質(zhì)測(cè)繪工作中，需要根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)環(huán)境來進(jìn)行勘查，通常首先要確定觀測(cè)的控制點(diǎn)、以及后續(xù)的轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)置，GPS的應(yīng)用能夠幫助建立基于準(zhǔn)確定位的控制系統(tǒng)，同時(shí)收集定位數(shù)據(jù)便于后面檢查工作的開展。一旦發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)的布設(shè)存在問題或數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，可以利用前一準(zhǔn)確點(diǎn)位信息進(jìn)行重新測(cè)量，通過不斷的收集數(shù)據(jù)、校正數(shù)據(jù)來提升地質(zhì)測(cè)繪效率和準(zhǔn)確性。②在地質(zhì)條件復(fù)雜的野外開展地質(zhì)測(cè)繪時(shí)，GPS能夠幫助工作人員確認(rèn)當(dāng)前位置，同時(shí)還可利用GPS實(shí)現(xiàn)對(duì)勘測(cè)點(diǎn)的導(dǎo)航，降低野外測(cè)繪的難度，提高工作效率和安全性。③與GPS設(shè)備相連接的接收機(jī)能夠?qū)崟r(shí)處理和分析GPS接收的數(shù)據(jù)，處理常規(guī)GPS數(shù)據(jù)時(shí)，需要從GPS上下載數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)做基線向量解算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等操作，最終形成地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)包。GPS的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測(cè)量被廣泛應(yīng)用于我國(guó)地質(zhì)測(cè)量和監(jiān)測(cè)工作中，極大提升了野外測(cè)繪的工作效率，對(duì)我國(guó)基本控制網(wǎng)改造起著關(guān)鍵性作用。

（2）遙感技術(shù)。遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水文地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防、礦產(chǎn)調(diào)查等多個(gè)方面。以水文地質(zhì)調(diào)查為例，闡述遙感技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景：通過遙感獲取目標(biāo)區(qū)域的水文地質(zhì)特征、地質(zhì)界線、活動(dòng)斷裂等信息，對(duì)于工作人員無法到達(dá)的野外工作區(qū)和危險(xiǎn)性高的作業(yè)區(qū)勘探具有重要作用。通過對(duì)遙感圖像的解譯還可以判斷地下水資源的富集程度，對(duì)儲(chǔ)量、分布區(qū)等進(jìn)行更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)；還可利用遙感獲取的水文地質(zhì)影像分析礦區(qū)的巖層走向、滲水性等因素，降低工程建設(shè)中的事故發(fā)生率；或利用三維影像科學(xué)預(yù)測(cè)水文地質(zhì)災(zāi)害，再或者利用時(shí)序性的遙感資料分析礦區(qū)沉降、城市地基沉降等，對(duì)災(zāi)害做出預(yù)測(cè)。

（3）RTK（Real time kinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）載波相位差分技術(shù)。該技術(shù)的高精度和高效性等優(yōu)點(diǎn)使得其被廣泛應(yīng)用于地形、控制等測(cè)量中。RTK比GPS定位最大的優(yōu)勢(shì)在于，野外工作時(shí)能夠?qū)崟r(shí)獲得厘米級(jí)定位精度，而不必在經(jīng)過基線向量計(jì)算等一系列操作之后才可達(dá)到厘米級(jí)精度，是GPS發(fā)展史上的關(guān)鍵性標(biāo)志。在利用RTK進(jìn)行野外測(cè)繪時(shí)，僅僅需要工作人員在被測(cè)碎部點(diǎn)固定站立1～2s，然后將特征編碼輸入設(shè)備，當(dāng)工區(qū)內(nèi)所有點(diǎn)全部測(cè)量完成后，由專業(yè)軟件就可輸出地形圖，完全不需要使用全站儀、或經(jīng)緯儀等設(shè)備時(shí)對(duì)點(diǎn)位之間通視的要求。RTK與電子手簿的配合使用能夠高效率、方便地測(cè)設(shè)管線圖、帶狀鐵路線路圖等，配合CTD等測(cè)深儀能夠用于海洋測(cè)圖的測(cè)量與繪制。RTK同樣可應(yīng)用于施工放樣，即在設(shè)計(jì)點(diǎn)位的基礎(chǔ)上，將其輸入電子手簿中，利用GPS對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行導(dǎo)航，將極大地提升外業(yè)工作效率。

三、現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪發(fā)展展望

（一）技術(shù)高端化

我國(guó)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了人工—人工+傳統(tǒng)測(cè)繪設(shè)備—基于“3S”的地質(zhì)測(cè)繪的過程，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)快速發(fā)展的信息化時(shí)代下，測(cè)繪技術(shù)也正向高端化方向發(fā)展。相關(guān)測(cè)繪理論的完善和測(cè)繪工具的推陳出新，以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善和統(tǒng)一，都為技術(shù)高端化的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

（二）設(shè)備國(guó)產(chǎn)化

從2013年04月26日到2018年07月31日，我國(guó)先后發(fā)射了高分一號(hào)到高分十一號(hào)（除高分十號(hào)外）衛(wèi)星，其中高分五號(hào)、六號(hào)衛(wèi)星于2019年03月21日的正式投入使用標(biāo)志著我國(guó)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高分辨率（高時(shí)間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率）對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的形成，我國(guó)已經(jīng)基本建立起了國(guó)產(chǎn)的全球觀測(cè)系統(tǒng)。此外，基于三頻定位技術(shù)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)量精度達(dá)到厘米級(jí)，其COMPASS-RTK技術(shù)集測(cè)量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)為一體，能夠大大提升測(cè)量精度和運(yùn)行穩(wěn)定性。

（三）測(cè)繪智能化

從人工測(cè)繪到自動(dòng)化測(cè)繪，再到智能化測(cè)繪是現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在不久的將來，地質(zhì)測(cè)繪可能會(huì)迎來“足不出戶，盡知天下地質(zhì)概況”的智能化時(shí)代。

四、結(jié)語

現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展日新月異，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)地質(zhì)測(cè)繪將向著向技術(shù)高端化、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、測(cè)繪智能化的方向發(fā)展，其應(yīng)用也會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)生活和軍事等方面帶來巨大的效益。

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