浅议新时期地质测绘技术与发展

        关键词：测绘技术；地质；GPS

 

        地质测绘长期依靠经纬仪、平板仪、水准仪“老三仪”进行工作，新技术的应用较局限。在未来的 发展 中，随着现代测绘技术的逐步扩大应用，向“老三仪”告别的时代已经到来。    

        现代测绘技术的核心是卫星导航定位技术、遥感技术和地理信息系统技术。其中，卫星导航定位技术和遥感技术是航天技术、卫星技术、传感器技术、现代通信技术、 计算 机技术等高新技术综合集成的结果，地理信息系统技术是计算机技术、数据库技术、空间分析与模拟(虚拟现实)技术综合集成的结果。因此，现代测绘技术是空间技术和信息技术等现代高新技术的综合集成，也是国家高新技术的重要组织部分。

 

        工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，在诸项勘察方法中最先进行。

按一般勘察程序，主要是在可行性研究和初步勘察阶段安排此项工作。但在详细勘察阶段为了对某些专门的地质问题作补充调查，也进行工程地质测绘。

        工程地质测绘是运用地质、工程地质理论，对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。将工程地质条件诸要素采用不同的颜色、符号，按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上，并结合勘探、测试和其他勘察工作的资料，编制成工程地质图。这一重要的勘察成果可对场地或各建筑地段的稳定性和适宜性作出评价。

        工程地质测绘所需仪器设备简单，耗费资金较少，工作周期又短，所以测绘工作在结合岩土工程时应力图通过它获取尽可能多的地质信息，对建筑场地或各建筑地段的地面地质情况有深入的了解，并对地下地质情况有较准确的判断，为布置勘探、测试等其他勘察工作提供依据。高质量的工程地质测绘还可以节省其他勘察方法的工作量，提高勘察工作的效率。

        根据研究内容的不同，工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。综合性工程地质测绘是对场地或建筑地段工程地质条件要素的空间分布以及各要素之间的内在联系进行全面综合的研究，为编制综合工程地质图提供资料。在测绘地区如果从未进行过相同的或更大比例尺的地质或水文地质测绘，那就必须进行综合性工程地质测绘。专门性工程地质测绘是对工程地质条件的某一要素进行专门研究，如第四纪地质、地貌、斜坡变形破坏等；研究它们的分布、成因、发展演化 规律 等。所以专门性测绘是为编制专用工程地质图或工程地质分析图提供资料的。无论何种工程地质测绘，都是为工程的设计、施工服务的，都有其特定的研究目的。

 

        2.1全球定位系统（GPS）的发展

        GPS即全球卫星定位系统(Global Positioning System)。它最初是由美国国防部开发的,利用离地面约两万多公里高的轨道上运行的24颗人造卫星所发射出来的讯号，以三角测量原理计算出收讯者在地球上的位置。GPS采用的是全球性地心坐标系统，坐标原点为地球质量中心。 

        美国于上世纪70年代开始研制GPS，1994年全面建成，目前在地球上空已有27颗卫星(包括3颗备份卫星)在运行，轨道高度为20200公里。GPS自问世以来，充分显示了其在无线导航、定位领域的霸主地位。

        2.2遥感技术的发展

        遥感技术在近一、二十年内飞速发展，这种发展主要表现在新型传感器的研制和应用的日新月异，其发展的特点如下： 

        ①不断研制新型传感器，既有框幅式可见光黑白摄影、多光谱摄影、彩色摄影、彩红外摄影、紫外摄影，又有全景摄影机、红外扫描仪，红外辐射计、多光谱扫描仪、成象光谱仪，CCD线阵列扫描和矩阵摄影机、微波辐射计、散射计，合成孔径雷达及各种雷达和激光测高仪等。②形成多级空间分辨率影象序列的金字塔，以提供从粗到精的观测数据源。传感器的研制在向更高的空间分辨率方向发展的同时，也向全方位的立体观测能力方向发展。③可反复获取同一地区影象数据的多时相性。一般是空间分辨率低的而时间分辨率高。　　遥感多时相性，提供了人们长期、系统和动态研究地球表面的变化及其规律的可能性。　　

        2.3地理信息系统的发展

        从系统角度看，在未来的几十年内，地理信息系统（GIS）将向着数据标准化（Interoperable GIS）、数据多维化（3D&4D GIS）、系统集成化（Component GIS）、系统智能化（Cyber GIS）、平台 网络 化（Web GIS）和应用社会化（数字地球DE）的方向发展。

        Interoperable GIS 互操作地理信息系统（Interoperable GIS）是GIS系统集成平台，它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。

3D&4D GIS 三维（四维）地理信息系统（3D&4D GIS）目前研究重点集中在三维数据结构的设计，优化与实现，以及体视化技术的运用，三维系统的功能和模块设计等方面。

        Com GIS 面向对象和构件技术的地理信息系统（Com GIS）是把GIS的功能模块划分为多个控件，每个控件完成不同的功能，通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终GIS应用。

 

        3.1大地控制测量

        控制测量是地质测绘的基础，地质矿区布设平面控制的方法，一是在国家一、二等三角控制下进行三、四等三角点的加密，另一是在国家一、二等三角点下不能加密情况下布设独立的三、四等三角或五秒小三角锁网作为矿区基本“平面控制．独立的三角锁网必须测定锁网的起算边长。我单位在上世纪末期引入载波静态相对定位技术即多台套GPS接收机结合后处理软件以来，精密控制测量就不再限制于通视条件、距离条件这些因素，控制测量的工作模式有了很大的改观，对于相对独立断点分布的矿区工程点不再需要长远距离的测三角锁从其他地方引入控制点，只需从起算点采用边点连接跳跃式地可以直接引入到测区，极大地简化了工作步骤，节省了时间和人力。对于内部范围不大的测区来说，采用光电测距仪、全站仪进行三角锁、导线的测量，生产效率比丈量基线也提高几十倍。所以对于小范围测区来讲，光电测距（半站仪、全站仪）除测定起算边外，还应用于测边网、测距导线代替常规的测角网。

        大地控制测量成果的平差 计算 ，以往用对数表人工计算，进度慢、差错多，现在也普遍引入计算机软件进行处理，象GPS后处理软件、控制精灵等等，又提高效率也减少误差出现的几率，所以在短时间内就得到了很大的普及。

        3.2地形测量技术

        地形测量的加密图根控制，传统的方法是在矿区基本控制点下布设测角图根线形锁及测角交会点，现在则采用导线测量、GPSRTK模式，极大地减少工作量，也提高了精度。地形测量是地质测绘工作重要的任务，长期以来的测图方法，以大平扳仪测图，至今在大比例尺地形测图中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主导地位的已经是全野外数字化测量了，采用全站仪、RTK一天的工作量已是大平板仪所不能比拟，完全不可同日而语了。

        以我单位近几年在缅甸、印尼找矿项目中所进行的地形测量，工程点测量为例，两年内在缅甸就完成了1：2000地形测量200平方公里，1：500地形图10平方公里，600多个工程点测量；在印尼完成了1：2000地形图50平方公里，1：2000水下地形测量5平方公里，工程点近千个。这在以前的测量技术下不是10几个人在这么短的时间内可以完成的，因为我们大量采用了GPS技术，RTK，水下测量仪，全站仪等全野外数字化测图手段，极大地提高了工作效率，出色地完成了测量任务，得到了合作方的认可。

 

        现代 科学 技术发展的综合化整体方向极大地影响着现代测绘科学的发展趋势，这种趋势表现在现代测绘新理论的概括性增强，测绘新技术的技术综合程度提高，各专业学科之间的相互交叉与渗透，测绘学与其它门类科学的联系增强加大，测绘学吸收和移植其它学科成果的速度加快，这种学科内外的综合化发展，将使现代测绘学不断开拓出新的领域。