基于地质遥感技术的水工环工程施工研究

符长亮

（湖南省地质矿产勘查开发局四O 七地质队，湖南 怀化 418000）

水工环工程施工一直是工程施工中的难点问题，必须引起相关部门的重视。因此，水工环工程施工研究是极具现实意义的，针对水工环工程施工研究并不罕见，但均没有取得实质性的成效。由于传统的水工环工程施工过程中，没有水工环高分辨率遥感影像的支持，导致水工环工程施工中误差高，水工环工程施工精度低。地质遥感技术作为一项新兴的探测技术，具有覆盖面积广、精度高、周期短、获取数据速度快以及抗干扰能力强等优势，一经研发，在资源考察、地图测绘以及气象观测等各大领域中取得了良好的应用效果。基于此，本文将地质遥感技术应用在水工环工程施工中，并通过基于地质遥感技术设计一种新型水工环工程施工方法，致力于降低水工环工程施工中误差，从根本上提高水工环工程施工的精准度。

1 水工环地质工作现状

当前，我国国土资源部以及地质相关部门正在积极的开展地质勘查工作改革，其改革的中心思想为“树立大地质、大服务理念”，革新思想，摒弃以往的传统思想，打破旧思想的束缚。对现有的地质勘查方式与方法进行创新，转变工作理念，不断创新，不断完善我国水工环地质勘查工作技术。

现如今水文地质、环境地质遗迹工作地质勘查工作早已与以往的地质勘查工作发生了巨大的变化。自改革开放后，我国很多地方的经济发展都十分的迅速，但这些经济的发展大都是以破坏当地的生态环境、自然资源为代价，为人们的生活与发展带来巨大的影响，这时候，人们才认识到保护环境就是在保护自己生活的家园。人自然和谐相处、可持续发展是当今世界发展的主旋律，我国水工环地质勘查工作也应该积极响应社会发展的潮流，向可持续发展方向发展。对与社会的发展与自然生态环境保护越来越多的冲突，使得水工环地质勘查的工作量也在不断增加。

2 地质遥感技术

地质遥感技术在本质上是一种探测技术，能够通过电磁波获取高分辨率遥感影像[1]。通过高分辨率的商业遥感卫星，提高空间分辨率，进而获得更加精准的遥感影像分类结果。地质遥感技术的基本原理就是通过物体的光谱特性，在同一光谱区分析其光谱反射的区别，进而探测出潜在的地质结构特性。

3 基于地质遥感技术的水工环工程施工方法

基于地质遥感技术的水工环工程施工方法整体流程，如图1所示。

结合图1 所示，下文针对图中4 步主要流程进行详细研究。

3.1 采集水工环工程施工数据

为获取水工环工程施工基础数据，在水工环工程施工区域设置测量点，并将其作为水工环工程的结构基准[2]。再通过地质遥感技术对水工环工程施工区域进行航测，通过地质遥感技术获取高分辨率遥感影像，利用高分辨率遥感影像中的特征点、线、面，确定水工环参数结构。在此基础上，利用CC（Smart3D）软件来确定水工环工程施工参数结构的具体流程，其过程为：首先，加载高分辨率遥感影像，引入控制点以及相机参数；其次，采集pos 数据，获取pos 数据原始坐标；在此基础上，通过空三加密处理pos 数据原始坐标；最后，提取密集点云，利用地质遥感技术精准采集水工环工程施工数据。通过得到的水工环工程施工数据，为下文水工环工程施工提供基础点位支持。为满足水工环工程施工地质遥感影像数据高分辨率、清晰的要求，将像素大小设为最大值，为2560×1920[3，4]。采集水工环工程施工数据的具体流程为：首先，将高分辨率遥感影像，导入MapGIS 地图编辑器，点击MapGIS 地图编辑器菜单中的矢量化选项，自动进行遥感影像矢量化处理；而后，通过MapGIS 地图编辑器中的拓扑查错功能，对水工环工程施工图进行拓扑查错；在此基础上，根据水工环工程调查具体参数，对高分辨率遥感影像进行赋值；最后，得到有颜色、纹理清晰的水工环工程施工遥感图。水工环工程施工遥感成像几何示意图，如图2 所示。

图2 水工环工程施工遥感成像几何示意图

图2 中，M1、M2、M3分别表示为卫星在地面获取到的水工环地质图像，由O 点返回的信号，N1、N2和N3表示为从O 点传输路径返回的信号。为最大限度上降低水工环工程施工遥感影像数据的误差，需要将遥感影像颜色较浅的区域以1:50000 的数字栅格地形图按公里进行网格校正，对不在网格内的部分进行剔除[5，6]。考虑到在采集水工环工程施工数据过程中，很容易出现偏离性中误差，这就可以通过动态方式进行调整，从而满足水工环工程施工对于数据精准度的需求。

3.2 设置水工环工程施工钻孔

以采集到的水工环工程施工数据为依据，设置水工环工程施工钻孔。水工环工程施工钻孔设置时，若面临复杂地形条件时，必须加密施工钻孔布设点。首先，排除取样的偶然性，可以按照水工环工程建筑物周边线以及角点布置。由于水工环工程施工会对建筑范围内的主要受力层产生影响，当下卧层起伏较大时，必须在原有两个施工钻孔中间增加一个施工钻孔，查明水工环地质信息具体变化。在设置水工环工程施工钻孔时，可以结合勘探手段，提高设置精度。一般情况下，水工环工程施工钻孔设置间距大约在20m 至30m。

3.3 布设水工环工程施工控制网深度

完成水工环工程施工钻孔设置后，还需要布设水工环工程施工控制网深度。在此过程中，需要结合水工环工程施工区域的地形条件，埋藏的河道、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。针对存在埋藏矿物的位置不能用管桩，全部用冲孔桩进行施工。大体确定水工环工程施工方案后，可以根据工作区临近地块的地层情况，将两项数据相结合，得出一个初设的施工控制网布设深度。根据初设的施工控制网布设深度进行打孔试验，从而了解水工环工程施工区域的地层情况。

3.4 完成水工环工程施工

在布设水工环工程施工控制网深度的基础上，依照施工控制网布设的规律，完成水工环工程施工。在实际操作情况下，初设的施工控制网布设深度会要求钻进到某一个地层，然后再加3～5 倍的桩径。在水工环工程施工控制网布设操作中，进而进行有针对性的施工控制网布设。综上所述，采用分层布设平面点的方法，降低观测俯仰角使之达到规范要求。考虑到水工环工程施工方便，在重要部位布设3 个以上相互通视的平面点，经野外踏勘后最终选定点位，布设导线网点。基于对以上两个关键施工参数的精准设定，完成水工环工程施工方案设计。

4 实例分析

4.1 实验准备

本文实例分析选取某水工环工程实例进行实验，针对某水工环工程的勘查报告由A 市地建岩土工程有限公司提出。水工环工程勘查报告的具体结果，如表1 所示。

表1 水工环工程勘查报告参数信息

结合表1 信息，分别使用传统施工方法以及本文设计后的施工方法进行对比实验，设置传统的施工方法为实验对照组。实验主要内容为测试两种施工方法的中误差，共进行7 次实验，从而评定施工精度更高的施工方案。

4.2 实验结果分析与结论

将两种施工方法下的中误差进行对比，中误差对比结果，如下表2 所示。

表2 施工中误差对比表

根据表2 可知，设计施工方法的中误差明显小于对照组，表明设计的施工方法在施工精度方面相比传统施工方法具有明显的优势。综上所述，设计的施工方法有理由直接投入现实应用。

5 结束语

通过基于地质遥感技术的水工环工程施工研究，能够取得一定的研究成果，解决传统水工环工程施工中存在的问题。由此可见，本文设计的施工方法是具有现实意义，能够全面指导水工环工程施工方法优化。在后期的发展中，应加大地质遥感技术在水工环工程施工中的应用力度。截止目前，国内外针对基于地质遥感技术的水工环工程施工研究仍存在一些问题，在日后的研究中还需要进一步对水工环工程施工的优化设计提出深入研究，为提高水工环工程施工的科学性提供参考。