對(duì)地質(zhì)工程勘查中技術(shù)應(yīng)用的研究

王曉江

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第四地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016）

1 地質(zhì)工程勘查的重要意義

地質(zhì)工程勘查的目的就是為了對(duì)地質(zhì)工程的地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查和研究，以便于完整、充分的了解地質(zhì)的特點(diǎn)和情況，進(jìn)而結(jié)合地質(zhì)工程地貌、地質(zhì)、構(gòu)造等條件為地質(zhì)工程提供有效的地質(zhì)條件報(bào)告，并對(duì)地質(zhì)工程的地質(zhì)情況作出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，最終為地質(zhì)工程的進(jìn)一步開(kāi)展提供有效依據(jù)。在地質(zhì)工程建設(shè)過(guò)程中，由于地質(zhì)本身就具有一定的復(fù)雜性和特殊性，所以如果沒(méi)有提前做好地質(zhì)工程勘查工作，就很容易導(dǎo)致各種問(wèn)題、安全事故的發(fā)生，而通過(guò)實(shí)施地質(zhì)工程勘查工作，就可以基于對(duì)地質(zhì)工程地質(zhì)情況的了解，更加科學(xué)、規(guī)范、有序的開(kāi)展工程建設(shè)，這對(duì)于提高地質(zhì)工程建設(shè)的安全性、有效性、科學(xué)性都具有重要的意義[1]。

2 地質(zhì)工程勘查中技術(shù)的應(yīng)用

2.1 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用分析

全球定位GPS系統(tǒng)自投入使用之日到如今，已運(yùn)用了幾十年的時(shí)間，全球定位GPS系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?yàn)榈刭|(zhì)工作者提供地質(zhì)礦產(chǎn)的時(shí)間、空間和地理數(shù)據(jù)信息，具有非常大的應(yīng)用價(jià)值。全球定位GPS系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，衛(wèi)星定位技術(shù)作為信息化的重要組成部分，在地質(zhì)礦產(chǎn)工作的勘查領(lǐng)域已成為非常重要的部分。在礦產(chǎn)資源勘查的實(shí)踐中，我們主要通過(guò)全球定位GPS系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。全球定位GPS系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的無(wú)線電定位系統(tǒng)而言，受天氣的影響更小，準(zhǔn)確度更高，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的利用，能夠有效監(jiān)測(cè)地質(zhì)情況，能夠準(zhǔn)確定位出礦產(chǎn)資源的具體位置，對(duì)礦產(chǎn)發(fā)展情況進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，以便于地質(zhì)工作者更加高效率的開(kāi)展工作。

全球定位GPS系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域中進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的地形進(jìn)行測(cè)繪，主要的目的是為礦區(qū)提供不同比例的地形圖，以滿足實(shí)際勘查的需要，針對(duì)不同的項(xiàng)目，以往主要采取的是經(jīng)緯儀和測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)圖，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要按照設(shè)定控制網(wǎng)點(diǎn)、控制次網(wǎng)點(diǎn)并結(jié)合加密控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，上述測(cè)量的方式煩瑣，全球定位GPS系統(tǒng)的應(yīng)用能夠滿足實(shí)際項(xiàng)目所需要的精度、速度以及費(fèi)用等方面的要求，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，在地質(zhì)測(cè)量中能夠廣泛使用。

在發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)藏區(qū)后，首先應(yīng)該建立GPS網(wǎng)，由于不屬于不同的地質(zhì)勘探工程，礦區(qū)可以通過(guò)地質(zhì)技術(shù)來(lái)制作簡(jiǎn)易的全球定位GPS系統(tǒng)控制網(wǎng)，在此基礎(chǔ)之上來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)設(shè)基線的項(xiàng)目，以確保地質(zhì)勘查項(xiàng)目的順利運(yùn)行。針對(duì)礦區(qū)GPS控制網(wǎng)構(gòu)建而言，能夠完成地質(zhì)工程的測(cè)量工作，這樣一來(lái)不僅僅能夠節(jié)省工作時(shí)間，還能夠極大提升經(jīng)濟(jì)效益。在完成基線點(diǎn)測(cè)量工作之后，開(kāi)始沿著基線點(diǎn)布設(shè)主要的測(cè)量線，沿著基線點(diǎn)零的位置，順時(shí)針將望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)90°，將勘探線方向作為主要的施測(cè)剖面。然后在勘探方向分別通過(guò)全球定位GPS系統(tǒng)對(duì)不同的地形點(diǎn)進(jìn)行探勘，并利用全球定位GPS系統(tǒng)對(duì)地形點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)外出完成測(cè)量作用，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析后，可繪制出礦區(qū)的剖面圖[2]。

2.2 地理信息技術(shù)的應(yīng)用分析

地理信息技術(shù)是基于信息技術(shù)發(fā)展而來(lái)的地理信息管理系統(tǒng)，信息技術(shù)本身就具備了綜合信息、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、信息分析和處理的能力，因此地理信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)十分明顯。地理信息技術(shù)包含了數(shù)據(jù)的管理、傳輸、錄入和分析等，最后經(jīng)過(guò)處理得出最終的數(shù)據(jù)，能夠直觀地展現(xiàn)在地質(zhì)工作者面前，在減災(zāi)防災(zāi)方面具有非常大的應(yīng)用價(jià)值。我國(guó)各地區(qū)的自然資源局就通過(guò)地理信息技術(shù)，繪制了全國(guó)的地質(zhì)信息圖，這對(duì)于全國(guó)各地的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)、勘查工作提供了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也避免了數(shù)據(jù)重復(fù)產(chǎn)生的成本。利用地理信息技術(shù)還能夠?qū)^(qū)域的礦洞、山脈等地形圖具體成數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)生多維度的信息預(yù)報(bào)，為地質(zhì)發(fā)展情況提供準(zhǔn)確有效的信息數(shù)據(jù)，同時(shí)也為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和開(kāi)發(fā)提供信息平臺(tái)，有效提高了工作效率。

在開(kāi)展地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的過(guò)程中，地理信息技術(shù)應(yīng)用的地質(zhì)圖像能夠發(fā)揮出重要的作用，因此在進(jìn)行勘查的過(guò)程中，地質(zhì)圖像的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，是之后工作的重要基礎(chǔ)，為確保地質(zhì)圖像的準(zhǔn)確性，需要在測(cè)繪領(lǐng)域、采礦領(lǐng)域數(shù)據(jù)工作等方面加強(qiáng)質(zhì)量控制，在實(shí)際勘查的工作中，工作人員可以應(yīng)用專業(yè)的分析模型和地理信息系統(tǒng)，這對(duì)確保地質(zhì)圖像的準(zhǔn)確性有很大的效果。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的信息資料對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有很大的影響，地質(zhì)工作人員在工作中會(huì)引用到前人留下的信息資料，因此為提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的質(zhì)量，必須要加強(qiáng)地質(zhì)探勘的資料管理工作，應(yīng)用地理信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)勘探資料的電子化錄入，這對(duì)于信息資料的安全性保障有了很大的提高，通過(guò)地理信息技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)圖形與信息資料的建立，能夠?yàn)橛脩籼峁┛煽康囊罁?jù)，因此為確保地理信息系統(tǒng)的高效性，必須要加強(qiáng)礦產(chǎn)勘查資料的完整性和真實(shí)性。

為進(jìn)一步提高地質(zhì)勘查工作的有效性和高效性，還需要加強(qiáng)地質(zhì)定量分析工作，這是非常關(guān)鍵的內(nèi)容。在實(shí)際工作過(guò)程中，地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的充分利用，同時(shí)還可以構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，提高信息數(shù)據(jù)的處理效率，這對(duì)促進(jìn)礦產(chǎn)勘查工作的順利進(jìn)行意義重大，目前這項(xiàng)信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)發(fā)展并不全面，在外來(lái)需要不斷地提高智能化的技術(shù)水平，才能夠有效發(fā)揮出地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

2.3 遙感技術(shù)在的應(yīng)用分析

2.3.1 地質(zhì)構(gòu)造信息的采集

眾所周知，內(nèi)生礦產(chǎn)的主要分布區(qū)域是在不同地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的邊緣處或者發(fā)生變異的位置，其中主要的礦產(chǎn)是分布在不同板塊、不同構(gòu)造及塊體的邊緣區(qū)，通常會(huì)和地質(zhì)構(gòu)造事件伴生出現(xiàn)。礦床的分布情況是以帶狀為主，成礦帶的規(guī)模與地質(zhì)構(gòu)造具有較高的相似度。把遙感技術(shù)運(yùn)用到找礦過(guò)程中，就能夠輕松地把地質(zhì)標(biāo)志映射到整個(gè)地質(zhì)環(huán)境信息數(shù)據(jù)里。首先，把區(qū)域成礦的線性圖像里進(jìn)行進(jìn)行比對(duì)與分析，然后再?gòu)闹姓页鲋匾獌?nèi)容（例如斷裂、芍理、推覆體等等）；其次，把采集到的數(shù)據(jù)信息里找出酸性巖體、火山盆地以及深享巖漿等帶有環(huán)狀特征的影象信息，再把這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化整合后提出取有用的內(nèi)容（例如火山形成的盆地以及構(gòu)造細(xì)節(jié)等等）；在采集的地質(zhì)構(gòu)造信息里找出礦源層、賦礦巖以及相關(guān)的地質(zhì)圖象中找出信啟（即巖層內(nèi)部的詳細(xì)信息）；在控礦斷裂交切所構(gòu)成的地質(zhì)影象，或者和感礦相關(guān)的顏色異常情況里找出因蝕變或者接觸帶引起的色帶、色塊等等。值得注意的是，如果斷裂的對(duì)象是主控礦時(shí)，那么在進(jìn)行斷裂構(gòu)造遙感信息分析與提取時(shí)的效率就會(huì)有提提升。由于技術(shù)上的原因，遙感技術(shù)在運(yùn)用的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)引起成像模糊的情況，導(dǎo)致影象中的線性紋理以及其他參數(shù)信息無(wú)法被清楚地顯示出來(lái)，識(shí)別度變得更差。為了能夠提升影象的清晰度，操作人員在遙感技術(shù)的運(yùn)用上加入了目視解譯與人機(jī)交互的方式來(lái)優(yōu)化影像效果，或者采取影響邊緣強(qiáng)化、濾波、拉伸以及卷積運(yùn)算等方式來(lái)把地質(zhì)構(gòu)造信息體現(xiàn)出來(lái)。此外，遙感技術(shù)還可以運(yùn)用在地表巖性、地質(zhì)構(gòu)造以及地表水源分布情況等方面，并從中獲得地質(zhì)中是否出現(xiàn)斷裂以及褶皺等信息[3]。

2.3.2 利用植被波譜特性進(jìn)行探礦

經(jīng)由各種微生物以及復(fù)雜地下環(huán)境的影響與相互作用下，礦區(qū)內(nèi)部的一些金屬元素和礦物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)異常變化，導(dǎo)致礦區(qū)位置的土壤層的成分以及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而礦區(qū)內(nèi)的植物也會(huì)吸收、聚集礦藏內(nèi)的金屬成分，綠植的葉綠素、植株的含水成份都會(huì)受到不同程度的影響，導(dǎo)致礦區(qū)的植被地區(qū)遙感在反射光譜上會(huì)有所差異。而礦區(qū)的生物地球化學(xué)特性也為遙感尋礦提供了良好的契機(jī)。利用遙感技術(shù)能夠在圖象中獲取礦區(qū)物生的地球化學(xué)特性以及詳盡的光譜信息，為后續(xù)的找礦工作提供重要數(shù)據(jù)參考。由于植物的不同器官所包含的金屬成分有著明顯的不同，所以可利用這種特性在礦區(qū)內(nèi)采集不同植物的樣品來(lái)進(jìn)行光譜測(cè)試，把富含金屬成分最高的植被作為礦產(chǎn)勘探特征植被，而礦區(qū)的其他植被可以作為輔助參考植被。遙感技術(shù)可以把不同的光譜內(nèi)容進(jìn)行采集、分析，再把相關(guān)的特性進(jìn)行強(qiáng)化處理，通過(guò)對(duì)光譜內(nèi)容來(lái)判斷其主要成份并進(jìn)行監(jiān)督與分類。礦區(qū)植被的反射光譜所構(gòu)成的異常信息在采集到的圖像上所表現(xiàn)出的其他色調(diào)有所不同，只需要利用圖像處理的方式就可以把細(xì)微的差別進(jìn)行分離并歸納，再把內(nèi)容用鮮艷的色調(diào)展現(xiàn)，再以此來(lái)確定礦靶區(qū)的準(zhǔn)確位置。例如說(shuō)在礦區(qū)內(nèi)的植被含有一些微量的金屬元素，但是在進(jìn)行金屬檢測(cè)時(shí)會(huì)被譜測(cè)試技術(shù)的限制而無(wú)法準(zhǔn)確地把握檢測(cè)下限的定量化區(qū)間。按照理解的角度進(jìn)行分析，在運(yùn)用遙感技術(shù)的時(shí)候如果使用高光譜儀來(lái)進(jìn)行植被波譜提取的效果會(huì)比多光譜要更具優(yōu)勢(shì)。比如在管理某個(gè)區(qū)域撾程中，把該區(qū)域分成不同的小區(qū)塊，然后再對(duì)每個(gè)小區(qū)塊的波譜空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這樣就可以準(zhǔn)確地作出何時(shí)對(duì)區(qū)塊內(nèi)的作物進(jìn)行施肥、噴農(nóng)藥或者灌溉等等;如果區(qū)塊的作物出現(xiàn)干枯的情況時(shí)，通過(guò)多光譜的圖像分析只能夠判斷出農(nóng)作物的受損情況，而利用高光譜的方式就能夠準(zhǔn)確地確定出農(nóng)作物受損的原因（干旱或者病蟲(chóng)害等等）。由此可見(jiàn)利用高光譜能夠更加精確地完成探礦任務(wù)。

2.4 探地雷達(dá)技術(shù)

探地雷達(dá)技術(shù)就是最常見(jiàn)的地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)，這種技術(shù)的工作原理和定位系統(tǒng)的工作原理非常相似。但是，探地雷達(dá)技術(shù)主要是通過(guò)電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)信息的偵測(cè)，在具體工作過(guò)程中使用探地雷達(dá)技術(shù)時(shí)需要現(xiàn)在勘查地區(qū)建造一個(gè)發(fā)射裝置，這個(gè)發(fā)射裝置在工作過(guò)程中可以一直向地表以下發(fā)送電磁波信號(hào)，電磁波信號(hào)進(jìn)入地下可以對(duì)地表下的地質(zhì)信息進(jìn)行偵測(cè)，偵測(cè)后再將這些信息反饋給地面。探地雷達(dá)技術(shù)還需要和計(jì)算機(jī)成像技術(shù)配合使用，兩者互相配合可以保證信息的收集和反饋快速準(zhǔn)確，相關(guān)信息也可以得到保存，進(jìn)行后續(xù)資料的調(diào)用也很方便。在地質(zhì)勘查工作中，該技術(shù)主要是探測(cè)地下的實(shí)際狀況，進(jìn)而通過(guò)圖像的方式表現(xiàn)地下環(huán)境[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地質(zhì)勘查工作中使用了許多新型技術(shù)，提升了勘查效果，并呈現(xiàn)出準(zhǔn)確性高、利用價(jià)值高的特點(diǎn)。地質(zhì)勘查工作一直以來(lái)都是我國(guó)建設(shè)重點(diǎn)，也是基礎(chǔ)工作，對(duì)整個(gè)工程的完成有至關(guān)重要的作用。在具體實(shí)施過(guò)程中為了保證勘查結(jié)果的利用效果，可以借助多種勘查技術(shù)提高勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性，并在應(yīng)用中不斷提升和研發(fā)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境和能源的和諧發(fā)展。