摘 要:测绘新技术泛指以数字化技术、通信技术和自动测量技术等为基础的各种先进测绘技术,将其应用到地质测绘工程中可有效提升工程测绘精确性及测绘效率。本文首先对测绘新技术的发展现状及特点进行分析,进而探讨各种测绘新技术在地质测绘工程中的具体应用策略,包括GPS技术、GIS技术、遥感技术、数字成图技术等。
关键词:测绘新技术;地质测绘工程;应用策略
中图分类号:P623 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)27-0224-02
前 言
在科学技术的快速发展下,测绘新技术不断涌现,实用工具越来越多,极大的促进了当代地质测绘工程的发展。目前在山东地质勘查开发局下属单位中,测绘新技术已经得到较为广泛的应用。从工程实践效果来看,新技术的应用不仅对于提高工程測绘效率有显著作用,而且有利于降低工程成本,提高测绘过程的安全性,具有多方面应用价值。因此,有必要提高对测绘新技术发展状况的关注,了解新技术特点,做到对各种新技术的灵活运用。
1 测绘新技术的发展现状及特点
1.1 测绘新技术发展现状
测绘工程是一门传统学科,但在新技术的应用下,不断迸发出新的活力,在各类工程建设工作中,占有重要地位。开展工程地质测绘的主要目的是掌握工程地质条件、水文条件、岩石构造、地貌环境等,从而分析地质水文环境可能对工程建设活动产生的影响,提前制定可行的应对措施。基于地质测绘工程的重要性,相关技术研究受到的高度重视,特别是近20年来在,在信息技术快速发展的带动下,地质测绘技术已经彻底改变了原本的面貌。其中具有代表性的技术及产品包括全站仪测量技术、电子数字水准仪的应用、高精度激光铅垂仪的应用、大比例数字测图技术、精密自动导向技术、以及“3S”技术的应用等。这些先进的测绘技术广泛引进计算机技术、网络技术、现代通信技术等,采用各种传感器实现对测绘对象信息数据的自动化采集与传输,不仅代替了大部分传统人工操作,还使测量精度得到显著提升[1]。
1.2 测绘新技术的主要特点
测绘新技术与传统测绘技术相比,具有诸多明显优势。传统测绘技术主要采用几何测量、三角测量等方法,许多测绘作业在野外完成,而且需要大量的人工操作。因此在以往的工程实践过程中,需要配置较多的专业测绘人员,而且劳动效率低,难以满足工程建设的现代化发展需求。相比之下,测绘新技术主要具备以下几方面特点:①自动化水平高,数据采集和分析处理工作主要依靠计算机精密软件处理系统实现,能够根据地质调查结果,快速绘制出精确的测绘图,人工参与少,误差概率低; ②测绘图的精确度得到显著提高,比如采用先进的遥感技术,控制距离在300m范围时,测定物点的误差仅为2mm,地形高度误差仅为18mm,采用传统测绘技术无法达到如此高的精确度,而且不会因地质条件的复杂性导致测量失真现象;③测绘资源丰富,且利用效率高,采用测绘新技术不仅能够反映出测量对象的基本性质,还能够反映出周围环境情况,从而使测绘图内容更加详细。得到的各类测绘信息可以被存储起来,方便查看和重复使用。测绘新技术与传统测绘技术的优劣势对比情况如表1所示。
2 测绘新技术在地质测绘工程中的具体应用
2.1 GPS技术的应用
GPS即全球定位系统,该技术诞生于20世纪70年代,其研究初衷是为军事行动提供全球性的精准导航服务。GPS技术发展至今,不仅覆盖范围、定位精度显著提升,应用范围也越来越广泛。GPS系统主要由GPS终端设备、监控平台和传输网络三大部分组成,其主要功能包括:①跟踪定位功能,对监测对象进行24h全天候的跟踪定位,掌握监测对象的实时信息;②轨迹回放功能,自动记录测量对象的运动轨迹,并根据需要进行回放;③即时查询功能,监控平台重点发布查询指令后,指定GPS终端立即上传测量对象的经纬度信息、方向角信息和卫星数信息等。
GPS技术的上述功能在地质测绘工程中都得到了较为广泛的应用,比如在某水下地质测绘工程中,利用GPS技术监测水文观测孔的高程、对工程地质控制网进行复测等。该工程为水利水电站测绘工程,在GPS的应用过程中,首先安装GPS控制系统,并对其性能进行检测。将天线位置设计在高于水面处,对水位高度和深度进行测量。然后进行供水线路和坝址轴线方向,利用GPS技术的导航功能进行定点策略,得到所需的坐标网图,最后根据测量数据利用软件绘制成图。相比于传统技术,利用GPS技术进行地质测绘有效解决了水下地质测绘人工难以实施的问题,而且使测量效率和成图准确率得到明显提升[2]。
2.2 GIS技术的应用
GIS即地理信息系统,是一种在计算机软硬件技术支持下实现的重要空间信息系统,可以对地球表层或局部空间的地理信息数据进行自动采集、分析和处理。GIS技术的功能主要体现在以下几个方面:①资料采集,操作人员可以通过多种方式向GIS系统输入信息数据,并以数字形式进行存储。比如纸印的地图可直接扫描成为数字数据,并在数字地图中对其进行进一步操作,从GPS系统中测量得到的地理位置信息等也可以直接输入到GPS中;②资料处理,GIS系统在对地理信息数据进行处理时,可将其转化为不同结构,从而使异构数据源相互兼容,确保操作顺利完成;③空间分析,作为GIS技术的主要功能,GIS以空间统计学、拓扑学和图论等为基础,能够对空间构成进行准确描述,为工程地质分析提供知识和机理;④资料展示功能,完成数据分析处理后,GIS系统可以将结果数据以数字形式进行展示,将客观对象分为离散对象和连续对象,分别用栅格和矢量的形式进行展示[3]。
比如在某地质测绘工程中,测绘任务是得到4个1:20万比例矿产资源测绘图。利用GIS技术进行测绘,首先建立数学地质模型,然后利用GIS软件进行矢量叉积计算、线段最近点计算、交点坐标计算、点坐标方位判断、两线段相交判断等。由于GIS技术提供了完整的数据提取和管理方案,使数值计算以及图形能力得到显著增强,圆满的完成了工程测绘任务。
2.3 RS技术的应用
RS即遥感技术,在地质测绘工程中,主要利用RS技术获得工程测量所需的不同比例地形图。RS技术的三大要素为目标物、传感器和测量方法。按照遥感平台进行划分,具体可将其分为地面遥感技术、机载遥感技术和星载遥感技术等。比如目前在复杂地形地貌条件应用较为广泛的机载遥感技术,可以通过在无人飞行器上搭载传感器、CCD相机等设备,实现对目标区域图像的自动采集。该技术起源于航空摄影技术,利用物体的波普响应特征,识别地面物质,获取被工程所需的各类地质信息。由于其测量精度高,可以获得各种比例的地形图,具有数据采集速度快、勘测范围广等优点。
RS技术在地质测绘工程中的应用,不仅能够反映出地表物体结构,还能够准确捕捉物体大小、形态、颜色等信息,最后集成在数字图像中。比如某沙漠地区的地质测绘工程,由于地形地质条件恶劣,人员难以达到现场进行测量,采用RS技术则没有此类限制,可以方便的使用机载遥感技术获取目标地质信息,其获取信息手段多,可以采用遥感仪器、可见光等进行探测,还能够利用不同波段的物体穿透性,获取地面深层或地下水体信息等。
2.4 数字成图技术的应用
数字化成图技术在当今地质测绘工程中的应用十分广泛,具有代表性的是全站仪系列设备,主要包括电子经纬仪、数据记录装置、光电测距仪等,是目前地质测绘中最常用的仪器。比如Gpl-2A陀螺全站仪可以在20min中以小于±20的误差测定真北方向及真方位角,利用所測数据为后续测量工作提供支持。全站仪能够在同一测站中进行距离和角度测量,计算目标测点的坐标,其特点是可通过一次观测获得多种数据,而且具有强大的计算功能。将此类数字成图技术应用到地质测绘工程中,可大幅度降低测绘人员的工作量和测量难度,实现全自动化的数据采集、记录、存储和输出。上述几种测绘新技术在地质测绘工程中的应用彻底改变了传统测绘工作模式,使工程地质测绘能力得到显著提升。
3 结束语
综上所述,测绘新技术在地质测绘工程中的应用具有多方面优势,通过对其发展现状及技术特点进行分析,可以为地质测绘工程的选择、运用提供参考。在此基础上,对各种常用测绘新技术的具体功能和用途进行分析,可以为实际应用操作提供指导,促进相关测绘新技术的推广应用。
参考文献
[1]斯琴高娃,郭文军,翁根花.测绘新技术在地质测绘工程中的运用研究[J].化工管理,2018(10):79~80.
[2]蔡安宏,许恩庆.微探当代测绘新技术在测绘工程中的应用[J].低碳世界,2017(10):86~87.
[3]代川平.当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用[J].低碳世界,2016(20):89~90.
收稿日期:2018-8-17
作者简介:李 建(1993-)男,助理工程师,本科,主要从事测量工作。
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