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      淺析新技術(shù)在地質(zhì)勘查方面的應用

      2015-08-04 08:16:51徐連勇
      環(huán)球人文地理·評論版 2015年6期
      關(guān)鍵詞:勘查測繪激光

      徐連勇

      摘要:隨著科技水平日益進步,在地質(zhì)勘查中不斷引入較為先進的新技術(shù),有效的提升地質(zhì)勘查水平。在地質(zhì)勘查工作中,以地質(zhì)測繪技術(shù)為主,提升地質(zhì)測繪技術(shù)是增強地質(zhì)勘查質(zhì)量和效率的重要基礎(chǔ)。本文主要從GPS-RTK技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查中應用進行分析,以促進地質(zhì)勘查生產(chǎn)實踐技術(shù)的進步。

      關(guān)鍵詞:GPS-RTK技術(shù);三維激光掃描技術(shù);地質(zhì)勘查;應用

      現(xiàn)代地質(zhì)勘查工作中以地質(zhì)測繪技術(shù)為主,其主要包括了控制測量和地形測量以及勘探網(wǎng)測量,同時地質(zhì)測繪還包括了勘探線剖面測量和勘探坑道測量以及鉆孔,甚至還包括了地質(zhì)點的定位測量和礦區(qū)勘界測量等一系列地質(zhì)勘查工作[1]。隨著科技水平的日益進步,先進技術(shù)應用于測繪之中,例如GPS-RTK技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)。本文著重從這兩種技術(shù)應用實踐進行分析。

      一、GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用

      (一)GPS-RTK技術(shù)概述

      GPS-RTK技術(shù),全稱實時動態(tài)定位技術(shù),其在GPS測量技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上形成。該系統(tǒng)主要由基準站、數(shù)據(jù)鏈和移動站三部分組成,其以載波相位觀測量為基礎(chǔ),基準站上的GPS 接收機對所有可見 GPS 衛(wèi)星進行連續(xù)不間斷觀測,并通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站信息一并傳送給移動站,而移動站在接受這些信息的同時也采集 GPS觀測數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理,同時給出厘米級定位結(jié)果[2]。

      影響GPS-RTK技術(shù)定位精度的因素諸多,主要包括基準站坐標誤差、坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換精度、信號傳播誤差、整周模糊度解算與動態(tài)基線解算誤差以及人為因素等。基于此,為提升GPS-RTK技術(shù)定位精度,一方面在開闊且較高位置設(shè)置基準站,并配套相應的三角點或高等級GPS點;另一方面,充分結(jié)合衛(wèi)星星歷報告,確定較為合適的檢測時段并且檢測過程中保證移動站天線的垂直度;此外,移動站采集數(shù)據(jù)時嚴格按照規(guī)范操作,確保限差在規(guī)定范圍以內(nèi)。

      (二)GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用

      GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用主要包括圖根控制測量、地質(zhì)工程放樣、地形測量、剖面測量和其他相關(guān)運用等。其中,在圖根控制測量方面,GPS-RTK技術(shù)測量所得坐標數(shù)據(jù)符合一般圖根點控制精度要求,通過在地質(zhì)勘查中運用GPS-RTK技術(shù),可實現(xiàn)對礦區(qū)實施圖根控制點布設(shè),既極大的方便了地質(zhì)勘查工作的簡便性,又可以保證地質(zhì)勘查工作的精度;在地質(zhì)工程放樣方面,勘探線的布設(shè)主要是為了后期鉆探、物化探、槽探以及硐探等工程的實施打下基礎(chǔ)。受礦區(qū)地形復雜、環(huán)境惡劣、面積大以及山勢陡峻等影響,常規(guī)使用

      全站儀或經(jīng)緯儀測量無法有效實施,但是通過利用GPS-RTK技術(shù),因其具有電磁波通視優(yōu)勢,可有效的簡便放樣工作;在地形測量工作方面,礦區(qū)地形圖測量標準通常為1:1000或1:2000或1:5000,在地質(zhì)勘查中利用GPS-RTK技術(shù),并聯(lián)合全站儀設(shè)備,可有效的實現(xiàn)數(shù)字化測圖,有效的節(jié)約了地質(zhì)勘查成本,提升測量工作效率;在剖面測量方面,由于GPS-RTK技術(shù)具有測、檢、放、算一體的特點,通過將其運用于勘探線的縱橫斷面上實施剖面測量之中,可完成對土石方的相關(guān)計算等;在其他相關(guān)運用方面,GPS-RTK技術(shù)的運用可實現(xiàn)對手持GPS的替代,并且其測量精度明顯高于GPS-RTK技術(shù)測量精度;此外,GPS-RTK技術(shù)具有智能化、多樣化特點,其還可以廣泛運用于通訊、導航、計算以及記錄工作之中,極大的方便了地質(zhì)勘查工作。

      二、三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查的應用

      (一)三維激光掃描技術(shù)簡介

      三維激光掃描技術(shù),又稱實景復制計算,是繼GPS技術(shù)后一次新的技術(shù)革命,其從復雜實體或?qū)嵕爸兄亟繕说娜叭S數(shù)據(jù)及模型,主要是獲取目標的線、面、體、空間等三維實測數(shù)據(jù)并進行高精度的三維逆向建模[3]。按照三維激光掃描技術(shù)原理,其主要分為三類,即基于相位差(連續(xù)波式)的三維激光掃描儀、基于三角測距的三維激光掃描儀、基于時間—飛行差的三維激光掃描儀。較GPS技術(shù),三維激光掃描技術(shù)突破了傳統(tǒng)的單點測量方法,有效的提高了地質(zhì)測繪工作效率和測量精度等。

      基于三維激光掃描技術(shù)諸多優(yōu)勢特點,其應用日漸廣泛,如建筑業(yè)、民生、交通、軍事、制造業(yè)以及醫(yī)學等領(lǐng)域,尤其是在地質(zhì)勘查方面的應用日益成熟。下面著重對三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用進行分析。

      (二)三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查的應用

      三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查的應用以地形地質(zhì)研究、測繪和地質(zhì)礦產(chǎn)三方面為主。其中,在地形地質(zhì)研究方面,利用三維激光掃描技術(shù),可獲取精度較高的影像數(shù)據(jù)和點云數(shù)據(jù),并經(jīng)過對數(shù)據(jù)分析處理,實現(xiàn)Mesh模型和地形地質(zhì)三維點云模型的構(gòu)建,同時還可將提取巖石裂隙走向進行明確,從而提供了大量的地質(zhì)基礎(chǔ)調(diào)查資料,以備地質(zhì)災害防治與地質(zhì)勘查工作開展;在測繪方面,三維激光掃描技術(shù)常用于洪水區(qū)域分析、地形測繪、地理信息、立體模型構(gòu)建、沙化監(jiān)測、大氣監(jiān)測、形變監(jiān)測以及洞穴考察等。三維激光掃描技術(shù)手續(xù)對地理坐標系進行掃描進和數(shù)據(jù)拼接轉(zhuǎn)換,并完成高線圖構(gòu)建與TM構(gòu)造,其次建立相應的立體模型,再次開展洪水區(qū)域的分析、形變監(jiān)測等;在測繪和地質(zhì)礦產(chǎn)應用方面,三維激光掃描儀通過對礦區(qū)的地形、地貌進行掃描,經(jīng)后續(xù)數(shù)據(jù)處理,構(gòu)建區(qū)域的三維模型,提取礦區(qū)三維點、線、面信息,構(gòu)建相關(guān)數(shù)據(jù)庫,為進一步的地質(zhì)編錄服務,提高了后期勘探設(shè)計的工作效率和精度。

      三、小結(jié)

      總而言之,作為地質(zhì)勘查工作的一個重要組成,地質(zhì)測繪技術(shù)是否先進直接決定了地質(zhì)勘查工作能否順利開展。隨著科技水平的不斷進步,在地質(zhì)測繪中引入了新的技術(shù),尤其以GPS-RTK技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)最為典型。通過不斷研究GPS-RTK技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查中的實踐應用,優(yōu)化和完善地質(zhì)測繪技術(shù),進而提高地質(zhì)勘查工作質(zhì)量與效率。

      參考文獻:

      [1] 趙得思,以地質(zhì)專業(yè)工作者的觀點探討測繪新技術(shù)在地質(zhì)勘查中的運用[J].礦山測量,2015年4月,第2期:55-58

      [2] 陳睿,GPS-RTK 技術(shù)在地質(zhì)勘查工作中的應用[J].北京測繪,2010年第3期:84-88

      [3] 王麗坤,三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘查的應用概述[J].工程技術(shù),165endprint

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