李明曦　高娟

摘要：地質(zhì)測繪在地質(zhì)工程作業(yè)中屬于一項(xiàng)不可缺少的基礎(chǔ)性工作，對整個(gè)地質(zhì)工程施工、對項(xiàng)目開發(fā)的最終成果起著重要的作用。隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展，為地質(zhì)測繪工程提供了重要的技術(shù)支持，當(dāng)前已經(jīng)形成了多項(xiàng)新技術(shù)與新理念，其運(yùn)用中顯著提升了地質(zhì)測繪工程質(zhì)量，探討影像定位技術(shù)在地質(zhì)測繪中的運(yùn)用方式，分析了地質(zhì)測繪作業(yè)以及影像技術(shù)的運(yùn)用價(jià)值，為地質(zhì)測繪工作的進(jìn)行提供一定參考與指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：影像定位技術(shù);地質(zhì)測繪工作;遙感影像技術(shù);三維可視化技術(shù)

中圖分類號：P627 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1001-5922（2022）07-0193-04

Application analysis of image positioning technology in geological surveying and mapping

LI Mingxi， GAO Juan

（The Third Institute of Geology and Mineral Resources Survey， Henan Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development， Xinyang 464000， Henan China）

Abstract：The geological surveying and mapping in geological engineering work is an indispensable basic work， which plays an important role for the whole geological engineering construction and the final results of project development. Along with the gradual development of modern surveying and mapping technology， important technical support for geological mapping project is provided. At present， a number of new technologies and concepts have been formed， which have significantly improved the quality of geological surveying and mapping engineering， discussed the application mode of image positioning technology in geological surveying and mapping， and analyzed the application value of geological surveying and mapping operation and image technology， so as to provide some reference and guidance for the progress of geological surveying and mapping.

Key words：image positioning technology; geological surveying and mapping; remote sensing image technology; 3D visualization technology

當(dāng)前，我國影像技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，形成了較為系統(tǒng)的影像技術(shù)發(fā)展體系，在很多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，受到了高度評價(jià)，具有較高的便捷化與高效率，能夠提升行業(yè)工作水平，技術(shù)本身應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，獲得了市場的廣泛認(rèn)可。在地質(zhì)測繪中，該技術(shù)具有廣泛應(yīng)用價(jià)值，能夠提升測繪工作精度與測繪效率，減少人為測量工作中可能產(chǎn)生的誤差，有效分析地質(zhì)測繪工作中可能出現(xiàn)的各項(xiàng)要素，提升地質(zhì)測繪的精準(zhǔn)性，為地質(zhì)測繪工作的進(jìn)行提供必要的技術(shù)支持。本文主要探索影像定位技術(shù)的運(yùn)用。

1影像定位技術(shù)與地質(zhì)測繪

1.1地質(zhì)測繪行業(yè)

地質(zhì)工程開展的重要前提與基礎(chǔ)是地質(zhì)測繪工作，在測量之前要求掌握地質(zhì)基本情況，通過測繪工作能夠完成該任務(wù)，在地質(zhì)測繪時(shí)要求全面分析地質(zhì)剖面、礦坑深度以及地質(zhì)工程點(diǎn)，對地質(zhì)開展情況進(jìn)行全面分析與掌握，并精準(zhǔn)制定出地質(zhì)工程的設(shè)計(jì)方案，提升設(shè)計(jì)方案的有效性與準(zhǔn)確性，以此構(gòu)建地理學(xué)與地質(zhì)測繪的緊密聯(lián)系，在測繪中要求將物理知識(shí)、工業(yè)知識(shí)與地理知識(shí)等運(yùn)用至測繪工作之中，通過技術(shù)的合理利用，全面勘查分析工程施工地點(diǎn)，結(jié)合工程測量數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)分析工程測量情況[1]。

由此得出地質(zhì)工程的勘探圖，并使用專業(yè)符號與顏色進(jìn)行標(biāo)記。通過專業(yè)分析工具的運(yùn)用得出地質(zhì)信息，在這一工作開展中，要求測繪人員具有專業(yè)的測繪知識(shí)，保持良好的工作態(tài)度，細(xì)心處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)，得出精準(zhǔn)全面的測量數(shù)據(jù)。

1.2影像定位技術(shù)

當(dāng)前，我國影像定位技術(shù)逐漸成熟，但是由于其發(fā)展起步較晚，進(jìn)入地質(zhì)工程施工測繪的時(shí)間相對較短，在地質(zhì)工程分析中依然處于初步的探索階段，影像定位技術(shù)的應(yīng)用原理是采用遙感器對勘探地質(zhì)形成電磁波，接收遠(yuǎn)距離目標(biāo)反射線。將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整理分析與處理，以此綜合全面地反映出施工地段的各項(xiàng)信息，并將信息提交至地質(zhì)工程，為工程的順利進(jìn)行提供必要的支持依據(jù)。影像定位技術(shù)運(yùn)用中采集不同波段的電磁波信息，使得傳感器像素值能夠反映不同波段的電磁波信息，對地質(zhì)測繪工作提供依據(jù)[2]。

在使用過程中，應(yīng)當(dāng)注意避免出現(xiàn)壓縮遙感圖像的現(xiàn)象，以此對收集到的全部信息進(jìn)行歸類分析與整理提升，使得遙感信息圖像具有較高的精準(zhǔn)度。[JP2]當(dāng)前在野外地質(zhì)勘測中大量運(yùn)用了影像定位技術(shù)，是對人工測量技術(shù)的重要補(bǔ)充。該技術(shù)當(dāng)前在地質(zhì)勘測中屬于先進(jìn)的發(fā)展方式，在地質(zhì)構(gòu)造與空間分布層面具有精準(zhǔn)的測量價(jià)值，在地質(zhì)測繪方面具有較大的應(yīng)用空間。在波動(dòng)較大的地段能夠構(gòu)建信息追蹤方式，為工程的順利施工提供必要的支持依據(jù)。

2影像定位技術(shù)在地質(zhì)測繪中的應(yīng)用價(jià)值

隨著工程地質(zhì)測繪工作的逐漸積累，當(dāng)前我國測繪工作的發(fā)展逐漸成熟，在運(yùn)營過程中，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)得出測區(qū)監(jiān)控范圍內(nèi)的地質(zhì)信息，具有非常高的精準(zhǔn)度。在工程測繪中，逐漸顯示出重要的應(yīng)用價(jià)值，能夠全方位、全天候進(jìn)行實(shí)時(shí)測量作業(yè)，通過全球定位技術(shù)的運(yùn)用，提升影像定位技術(shù)的可靠性，在測量監(jiān)控區(qū)域內(nèi)構(gòu)建定位與導(dǎo)航體系。

影像定位技術(shù)能夠建立24 h地質(zhì)信息監(jiān)控方式，有效克服了傳統(tǒng)人為測量工作中存在的弊端，由此得出監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)數(shù)據(jù)具有極高的準(zhǔn)確性。由于測繪技術(shù)的便捷與高效應(yīng)用優(yōu)勢，當(dāng)前在國內(nèi)外地質(zhì)測量中均得到了廣泛運(yùn)用。在對礦區(qū)巖層劃分上，可以使用影像定位技術(shù)得出地質(zhì)基本屬性，以此為地質(zhì)類型劃分提供基本依據(jù)。遙感影像定位技術(shù)在當(dāng)前影像定位中運(yùn)用較為頻繁，能夠準(zhǔn)確得出勘測工程周邊區(qū)域的存在規(guī)律以及地質(zhì)特征，由此得出勘測地質(zhì)巖層的實(shí)際發(fā)展情況以及空間分布特征，在地質(zhì)工程中運(yùn)用較為廣泛。其能夠提升地質(zhì)工程施工效率，使得地質(zhì)測量單位與施工單位準(zhǔn)確掌握地質(zhì)周邊區(qū)域的紋理特征以及地質(zhì)狀況，具有傳統(tǒng)測繪技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢，顯著提升了影像定位測繪技術(shù)的應(yīng)用效率及測量精度，為地質(zhì)工程后續(xù)施工作業(yè)提供基本的數(shù)據(jù)支持[3]。

3影像定位技術(shù)在地質(zhì)測繪中的應(yīng)用分析

3.1遙感影像技術(shù)

遙感影像技術(shù)當(dāng)前在很多地質(zhì)測繪工作中均有廣泛應(yīng)用，能夠獲取真實(shí)的影像遙感資料，運(yùn)用的技術(shù)原理為通過遙感接收器接收地面反射信號，并發(fā)出電磁波，由此建立信息傳遞方式，當(dāng)前在地質(zhì)工作中運(yùn)用廣泛，包括煤層開采、礦石開采以及地質(zhì)勘探等[4]。

遙感影像技術(shù)運(yùn)用中每一個(gè)遙感影像對應(yīng)一個(gè)數(shù)值，主要通過波段描述來獲取數(shù)據(jù)。結(jié)合傳感器的不同，遙感資料像素值也具有一定的差異性。該技術(shù)運(yùn)用中所得到的信息不能壓縮，以此避免信息傳遞過程中出現(xiàn)損壞或丟失等現(xiàn)象。使用過程中由于使用了不同的傳感器類別，采用了不同的信息處理格式。當(dāng)前我國影像技術(shù)逐漸成熟，影像技術(shù)生產(chǎn)廠家逐漸增多，要求將描述傳感器影像資料時(shí)與傳感器的使用類型相結(jié)合，提升影像描述資料的針對性與精準(zhǔn)性[5]。

3.2三維可視化技術(shù)、影像動(dòng)態(tài)技術(shù)

地質(zhì)測繪工作進(jìn)行中，三維可視化技術(shù)和影像動(dòng)態(tài)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，該技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一是野外地質(zhì)測繪，與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，運(yùn)用優(yōu)勢明顯，是對遙感技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步突破與完善，能夠深化地質(zhì)勘測，從宏觀與微觀層面建立更為廣泛的地質(zhì)測繪方式，提升地質(zhì)測繪精度，并對此構(gòu)建可行性的測繪方案，將其與地質(zhì)條件分析相結(jié)合，最終分析出測區(qū)明確的地質(zhì)特征[6]。

三維測繪技術(shù)運(yùn)用中結(jié)合測區(qū)確定地質(zhì)觀察路線以及解譯標(biāo)志，并結(jié)合測區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行布置，主要將其布置于巖石較多以及地質(zhì)條件良好的區(qū)域，以此提升測量精準(zhǔn)性，要求地質(zhì)觀測路線與測量區(qū)域的構(gòu)造成垂直狀態(tài)。測量作業(yè)進(jìn)行過程中以穿越線路為主得出相應(yīng)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際條件進(jìn)行測量線路的布置與追蹤;若測量區(qū)域中巖石巖性呈現(xiàn)出較為明顯的變化，則要求布置專門的追蹤路線，對路線進(jìn)行及時(shí)追蹤與技術(shù)分析，全面掌握測量區(qū)域的巖石分布情況、地質(zhì)接觸關(guān)系以及地質(zhì)空間構(gòu)造情況等。

4影像定位技術(shù)在地質(zhì)測繪中的具體運(yùn)用

4.1地震預(yù)警

地震產(chǎn)生的原因主要是由于出現(xiàn)活斷層以及地質(zhì)構(gòu)造等，導(dǎo)致出現(xiàn)地震災(zāi)害，對人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生了極大的威脅，影響工程區(qū)域內(nèi)巖體的穩(wěn)定性以及不同性質(zhì)巖體的穩(wěn)定性。通過地質(zhì)測繪技術(shù)的運(yùn)用，能夠有效分析地質(zhì)構(gòu)造情況;因此影像定位技術(shù)對地震災(zāi)害預(yù)警具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

在作業(yè)過程中，能夠獲取測量區(qū)域內(nèi)地質(zhì)變化的圖像信息，通過專業(yè)分析工具的運(yùn)用，得出地質(zhì)構(gòu)造與地震之間的有效關(guān)系，為地震災(zāi)害的預(yù)測提供全面真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)信息，并采用有針對性的預(yù)防措施，減少地震災(zāi)害對工程建設(shè)可能造成的危害。對地震災(zāi)害制定預(yù)警方案，通過對地質(zhì)影像資料的分析，結(jié)合影像定位技術(shù)，明確地震發(fā)生與地質(zhì)構(gòu)造之間的關(guān)系，并采取積極的規(guī)避措施;聯(lián)合衛(wèi)星技術(shù)對得出的信息進(jìn)行深入分析，對地震的發(fā)生建立預(yù)警機(jī)制，獲取地質(zhì)資料，在地震預(yù)警分析中作用顯著[7]。

4.2水文地質(zhì)勘察

在水文地質(zhì)勘察中影像定位技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，能夠通過衛(wèi)星反饋獲取航空相片以及其他信息，使得測量人員精準(zhǔn)掌握水文測區(qū)各個(gè)階段的實(shí)際情況，明晰水文地質(zhì)的分布情況，及時(shí)追蹤核查地下水的形成情況、存儲(chǔ)情況、流量變化情況以及不同階段的變化趨勢等，為地下水資源的開發(fā)與利用提供數(shù)據(jù)依據(jù)，包括對地下水的排出作業(yè)等。

地下水位測量工作具有較強(qiáng)的綜合性與難度，衛(wèi)星遙感技術(shù)的運(yùn)用為信息整合與分析提供了必要的工具，能夠在短時(shí)間內(nèi)得出精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)，反映水文地質(zhì)的運(yùn)行規(guī)律。遙感衛(wèi)星技術(shù)能夠?yàn)閭鬏數(shù)叵滤Y源的有效信息并構(gòu)建信息分析方式，真實(shí)全面的反映地下水含水量以及含水構(gòu)造情況等。在地下水資源測繪工作中，影像定位技術(shù)能夠提升測繪效果。

4.3礦區(qū)水文測繪

測繪工作是礦區(qū)工作開展的重要依據(jù)，要求開展礦區(qū)水文測量作業(yè)，解譯遙感圖像的運(yùn)用在礦區(qū)測繪中具有運(yùn)用價(jià)值。其能夠在短時(shí)間內(nèi)分析出地質(zhì)點(diǎn)構(gòu)造中的含水量情況，通過精準(zhǔn)測算得出礦井位置，從而有計(jì)劃地進(jìn)行礦產(chǎn)資源開采，有效定位礦井位置。通過影像定位技術(shù)，能夠?qū)︻A(yù)防礦井水透水起到良好的預(yù)防作用，對礦區(qū)工作開展起到一定指導(dǎo)意義。從而更好地保證礦井人員的人身安全，為礦區(qū)工作開展提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

4.4鐵路工程地質(zhì)勘察

當(dāng)前我國在鐵路建設(shè)中也大量運(yùn)用了影像定位技術(shù)，隨著我國鐵路事業(yè)的建設(shè)與完善，在鐵路地質(zhì)勘察與測繪中廣泛使用了影像定位技術(shù)，如青藏鐵路、懷渝鐵路、西康鐵路、內(nèi)昆鐵路、枝萬鐵路以及贛龍鐵路等。不同的鐵路路線在建設(shè)的前期規(guī)劃階段、中期建設(shè)階段以及后期收工階段大量運(yùn)用了影像定位技術(shù)，由此在地質(zhì)勘查中能夠獲得鐵路項(xiàng)目建設(shè)所需要的地質(zhì)資料。

當(dāng)前我國鐵路工程建設(shè)中可能出現(xiàn)一些問題，包括資料老化、施工地質(zhì)條件記載不詳細(xì)以及材料中各項(xiàng)資料比例不適合等，給工程勘察帶來了一定的難度，可能延長施工周期，降低了鐵路工程測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。影像測繪技術(shù)的運(yùn)用能夠有效突破這一困局，釋放大量人力與物力，省去了野外作業(yè)環(huán)節(jié)，對鐵路建設(shè)起到了顯著應(yīng)用效果，提升勘探效率，為鐵路工程勘察工作提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。能夠有效解決地質(zhì)勘查中的一些問題與困境，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)勘查目標(biāo)，避免施工出現(xiàn)盲目性建設(shè)現(xiàn)象，提升工程建設(shè)效率[8]。

4.5野外施測選點(diǎn)運(yùn)用

野外工作是地質(zhì)工程測量工作的重要內(nèi)容之一，具有較高的測量難度，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對野外工程測量提出了更高的要求。影像定位技術(shù)的運(yùn)用能夠提升野外測量數(shù)據(jù)的專業(yè)度與精準(zhǔn)度，在野外勘察測繪中容易受到野外環(huán)境的限制，包括高地流水冰川及其他條件等，可能降低地質(zhì)工程勘測精度。

此時(shí)可以選擇GPS測繪技術(shù)，該技術(shù)在較為惡劣的野外環(huán)境中依然能夠保持較高的測量精度，能夠有效避免戶外因素對測繪工作造成的不良影響。其主要采用大功率無線發(fā)射源為主的測量方式，在測繪作業(yè)進(jìn)行中能夠減少電磁干擾。例如在勘查全新區(qū)域時(shí)，若未使用大比例地形圖，則要求構(gòu)建一個(gè)全新的勘探區(qū)控制網(wǎng)，并結(jié)合測量工作的開展需要進(jìn)行分級布置，按照一定的間隔布置被測區(qū)域近期以及遠(yuǎn)期的測量位置，由此進(jìn)行全區(qū)域以及全時(shí)間段的測繪工作，減少測繪工作中的邊緣誤差。

5應(yīng)用案例

某海洋海圖編制過程中運(yùn)用了影像定位技術(shù)，采用了專業(yè)化的營銷編制方法，顯著提升了測繪工作效率，提升了測繪工作的精準(zhǔn)性。在實(shí)際測量作業(yè)過程中要求結(jié)合該海洋海圖制作與使用要求，選擇不同分辨率的測繪遙感影像數(shù)據(jù)信息，在實(shí)際地質(zhì)測繪中，不同領(lǐng)域的測繪對分辨率的要求有所差異，主要采用較高分辨率的影像數(shù)據(jù)資料，結(jié)果如表1所示。

在實(shí)際測量作業(yè)進(jìn)行過程中，要求測繪工作人員將藍(lán)光、綠光、紅光波段通過專業(yè)技術(shù)進(jìn)行色彩合成，構(gòu)成與地物顏色一致的真彩色，將其運(yùn)用于測繪工作之中，獲得能夠解讀的遙感影像;運(yùn)用專業(yè)分析技術(shù)對遙感影像進(jìn)行破譯，解讀該海洋中相關(guān)地理信息要素，對地理要素構(gòu)建數(shù)字化顯示方式，為測繪信息分析提供基本數(shù)據(jù)支持。

若需要更新地圖，可將得到的影像信息與舊地圖進(jìn)行對比，找出需要更新的信息，并結(jié)合影像定位技術(shù)，如實(shí)反映測區(qū)地形、地貌以及水文地質(zhì)狀況;綜合反映出整個(gè)測區(qū)的宏觀面貌，并從微觀層面進(jìn)行深入剖析，通過測繪技術(shù)的運(yùn)用，使得測繪人員能夠全面把握測區(qū)的地質(zhì)情況。

此次工作進(jìn)行過程中，順利完成了對海洋海圖的編制工作，為相應(yīng)工程建設(shè)提供了基本的數(shù)據(jù)支持依據(jù)。例如某高速公路在測繪中采用了遙感影像定位技術(shù)，以此獲取圖像分析數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)中能夠清楚地顯示當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)工程建設(shè)中的地質(zhì)標(biāo)志，通過分析設(shè)計(jì)地質(zhì)勘測路線，采用垂直于區(qū)域構(gòu)造路線的主路線，必要情況下設(shè)置追溯路線作為輔助路線，采用了6條航飛像片基線，進(jìn)行地形圖資料的收集與分析。選擇兩個(gè)明顯的坐標(biāo)作為像控點(diǎn)，在測繪工作中將高層與平面物的誤差放寬至5 m范圍，采用了特征線測量、模型定向以及相關(guān)地物屬性測量方式。通過不同測量方式的綜合運(yùn)用得出最終的測量結(jié)果，以此為依據(jù)創(chuàng)造影像模型，構(gòu)成建筑物正射影像圖。該工程測量中形狀表現(xiàn)成條帶狀，對高速公路施工提供指導(dǎo)。

6結(jié)語

當(dāng)前我國影像定位技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，對地質(zhì)測繪工作提供了必要的技術(shù)支撐，應(yīng)用較為廣泛，在地質(zhì)測繪工作中要求準(zhǔn)確把握影像測繪技術(shù)，運(yùn)用正確的使用方式與專業(yè)測繪手段，提升影像定位技術(shù)在地質(zhì)測繪中的運(yùn)用效率，提升勘測精準(zhǔn)度與勘測效率。通過地質(zhì)測繪技術(shù)的運(yùn)用，有效分析地質(zhì)構(gòu)造情況，采用有針對性的預(yù)防措施，明確地震發(fā)生與地質(zhì)構(gòu)造之間的關(guān)系。在水文地質(zhì)勘查中影像定位技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，能夠明晰水文地質(zhì)的分布情況，追蹤核查地下水的形成情況、存儲(chǔ)情況、流量變化情況以及變化趨勢，解譯遙感圖像的運(yùn)用在礦區(qū)測繪中能夠在短時(shí)間內(nèi)分析出地質(zhì)點(diǎn)構(gòu)造中的含水量情況。在鐵路地質(zhì)勘察與測繪中廣泛使用了影像定位技術(shù)，能夠減少戶外測量測繪作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)，為地質(zhì)測繪工作的順利進(jìn)行保駕護(hù)航。

【參考文獻(xiàn)】

[1]程小河，段文華.基于高分七號衛(wèi)星影像的空三加密優(yōu)化方案探索[J].地理空間信息，2021，19（4）：1-3.

[2]林璐，楊青，譚寶琳，等.基于高分三號衛(wèi)星SAR影像的DOM制作方法研究[J].測繪與空間地理信息，2021，44（4）：88-90.

[3]牛麗娟，李立功，劉莎.高樁樁基工程測量施工投影變形與放樣精度的問題研究[J].粘接，2020，44（10）：119-121.

[4]王青.地面三維激光掃描技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用[J].粘接，2020，43（9）：94-97.

[5]武堅(jiān)，王佑武，劉建成，等.單Geo Eye-1影像對的高原區(qū)域像控點(diǎn)布設(shè)與定位精度探討[J].測繪，2020，43（5）：220-222.

[6]張西軍，薄成，劉暢.鑲嵌數(shù)據(jù)集框架下海量影像管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].測繪地理信息，2021，46（2）：101-105.

[7]張曉東，楊元喜，崔先強(qiáng).可量測影像序列的組合定位算法及其在1∶50 000地圖測繪中的應(yīng)用[J].測繪學(xué)報(bào)，2010，39（3）：231-237.

[8]QIN J Q，? LAN C Z，? CUI Z X，? et al. A reference satellite Image retrieval method for drone absolute positioning[J/OL].Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi： 10.13203/j.whugis20200229.