水工环地质勘查及遥感技术在地质工作中的应用

邵宗良，黄正成

（云南省有色地质局三0八队，云南 昆明 650214）

随着我国科学技术的迅猛发展，我国的科技水平在很多方面都已达到或超过国际先进水平，在某些领域起到领头羊的作用。遥感技术作为地质科技领域的重要勘查技术，现已得到广泛的应用。遥感技术的优势在于，可以大幅度提高地质勘察的精度和效率。近些年来，我国的遥感技术也已逐渐发展到世界先进水平，为中国的地质工作插上了腾飞的翅膀。下面就来探讨水工环勘查以及遥感技术在地质工作中的应用。

1 水工环地质勘察工作

我们知道，水文、工程、环境方面的防线检测数据是水工环地质勘察的主要关注点，现在科学技术向前发展的速度很快，对水工环地质勘察的范围也在逐渐加大，如今对地质数据的变化也已经纳入到检测范围内，使其具有了更加强大的综合应用能力。人类对能源的长期开采带来了很大的地质环境破坏问题，在这种大背景之下，水工环地质勘察应运而生，它是现代人们对环境保护和社会可持续发展的产物，它的出现为经济效益和环境效益的均衡做出了不可磨灭的重大贡献，一方面可以使人们更加合理的开采矿产能源，另一方面也可以起到保护自然环境和地质环境的作用[1]。纵观全球范围内，水工环地质勘察已经得到广泛认可，其技术也得到了更加全面、综合的发展，并逐步走向先进成熟的道路，当然我国的水工环地质勘察技术也在很大程度上取得了巨大进步，并且带动了相关产业技术的迭代更新。

2 水工环地质勘察在地质工作中的应用

在水工环地质勘察中用到的主要技术包括GPS技术和PTK技术，GPS技术是通过卫星定位确定勘察地点，它能够取得准确的动态测量数据，可以水工环地质勘察提供技术保障，通过GPS技术，我们可以充分利用卫星进行不间断的勘察工作和测绘工作，提升勘察的效率。对卫星获取的测绘数据分析研究，研究人员可有效掌握规定区域内的水文、岩土在固定时间内的变化趋势，为地质勘察工作的顺利进行提供便利条件；RTK技术一个优点是比较灵活，该技术受地形地貌的影响比较有限，对地质灾害的防治和处置环境污染等都有明显的作用，主要原理是利用两台接受装置接收卫星发出的信号，接收卫星信号然后进行对比和分析，如果发现两台接受装置有差异可以及时修正，进而提高接收数据的准确度，水工环地质勘察工作也能使用上更精确的数据；还有一项发展不错的传统技术：TEM技术，这项技术近年来也被广泛用到水工环地质勘察领域中，TEM技术以前是被用于太空领域的，它可以探测太空物质，其特点是可以进行悬空作业，对水文、植被方面的研究有着较大的用处，可以为技术人员在浅层地区地下水系勘察工作中提供强大的技术支持，利用此项技术能够分析出地下水系和地表水洗之间的水文流向，技术人员借此能准确推断出两者之间的补给关系；最后是GPR技术，它的技术原理和GPS的技术原理相似，但是GPR技术有着更高的灵敏度，能帮助勘察人员得到清晰度更高的图形，GPR技术也存在一定短板：它不能很好地适用于长距离的勘察工作，适用性较低，所以GPR技术的出现并不能完全取代GPS技术，在实际勘察工作中要将两者有机结合起来使用。

2.1 水文环境测绘

作为水工环地质勘察中的重要组成部分—水文环境测绘，主要的工作是对地表水和地下水进行综合测绘，还可勘察矿区周边地区的水层、水系、径流的分布状态，在矿产资源开发前这些勘察工作都要完成[2]。勘察技术人员在野外要进行全面勘察工作，掌握泉眼、打井处、老窑、暗河、地表水体的基本情况，对测绘点的水文环境信息要全面掌握，完成上述工作后就能够为后续矿产资源的开发奠定坚实的基础，也可为矿产地质环境保护工作提供准确、详尽的数据支持。

2.2 工程环境测绘

水工环地质勘察中另外比较重要的组成部分就是工程环境测绘，工程环境测绘的主要任务是可对矿产资源分布区域内地质的特征、地质结构、边坡的状态、冻融状态、风化程度等信息进行测绘，也是矿产资源开发前必须要做的工作。因为工程地质的状态和矿产资源的开发是相互影响的，什么样的地质状态要采用相对应的开发方式和技术，也对矿产资源开发后可能遇到的次生地质问题产生一定程度的影响，勘察技术人员一定要掌握好地质的基础数据，为此后地质环境的保护工作提供数据支持，根据所掌握的数据制定相应的控制回避方案。

3 遥感技术

遥感技术现在被广泛运用，该技术是利用飞机、人造卫星等高空机械工作的，可在远距离进行大范围的地面目标信息收集作业，主要原理是电磁辐射技术。遥感技术用到的设备有电磁定向辐射设备和传感仪器，它们可对地质信息进行勘测和识别，根据不同物体对电磁波的反射程度不一样进行成像分析，具有精度高和效率高的优势。遥感技术不仅被应用与地图测绘、地质勘查，在军事领域和气象观测领域也得到广泛使用。依靠遥感技术收集信息、分析信息，有效推动了地质工作水平的向前发展。

4 遥感技术在地质工作中的应用

4.1 宏观测绘工作

勘察技术人员在地质工作中，借助遥感技术让飞机或者人造卫星对选定的某一地区进行宏观测绘，可以轻松完成任务。其中包含的电磁定向辐射设备和传感器发挥着重大作用，可对该区域的地形地貌、地表水系感测成像，与该地区多年测得的地表、地下水系的观测数据统一起来就可形成完整的图像，遥感成像的效率得以大幅度的提升，此外还可对宏观测绘的精确度有一定成程度的提高，对水工环地质的工作有很大帮助。宏观测绘在地质勘察工作中占有重，是勘察工作的一部分，利用遥感技术还是比较容易完成的，但想要确保万无一失，进行更加细致的勘察和测绘是必要的，只有这样才能获取更为精确、细致的地质环境和矿产、水资源信息。

4.2 地下水资源勘察

针对地下水资源的勘察也可借助遥感技术中一种专门的勘察技术，那就是通过陆地卫星发射不同波段的电磁波，电磁波到达地面的水体部分，因为不同波段的电磁波对不同澄澈度的水体的投射能力不一样，可以勘察和测绘地下水资源的数据，进而可以完成对地下水资源分布状况的勘察和收集地下水资源状态数据，两者可同时进行，这种遥感技术就是大名鼎鼎的Landsat MSS.首先要明白Landsat MSS是Landsat系列卫星携带的勘测设备得到的勘测数据，这种勘测设备得到的数据可以帮助技术人员勘察地下水资源，同时还可对植被、近海泥沙方面进行相应的勘察测绘工作。MSS技术是目前最先进的勘察技术，它可以勘测深度较大，可以勘测到100m～300m深度范围内的地下水资源，然后向传感器反射波段，传感器根据接收到的不同波段的发射波得出相对应的数据，从而可以准确测定地下水资源的澄澈度、湿度大小和贫富情况，在地下水资源地质勘测工作中MSS技术是一项比较重要的技术手段，为水工环地质勘察工作提供了很多便利和指导。

4.3 利用遥感技术进行水土流失调查

借助遥感技术，对于水土流失的调查工作有了效率上的巨大提升，并且可以准确测定具体的数值。实现水土流失的调查主要是依靠TM（遥感影像原始数据中SCENE01部分数据，它的主要工作是可以准确记录时间、经纬度、像元的行列数等基本量值）；水土流失还需用到SPOT（这是由法国空间研究中心研制的SOPT系列卫星观测到立体测绘数据）。把TM与SPOT两者融合起来，实现成像效果。把TM图像的多光谱分辨率和SPOT图像高空间分辨率充分结合，技术人员可以利用动态监测信息系统的动态性的巨大优势，可对遥感技术拍摄到的高清晰度图像仔细观察研究，从而取得对国家的进步和经济社会的发展有重要价值的信息。利用TM与SPOT还可完成相同时间间隔内的水土流失情况的对比，通过对两组数据的精确比较，研究人员比较容易直观的计算得出水土流失地情况，进而得出水土流失是在加速还是减缓的结论。

我们国家在21世纪初就使用了遥感技术，在2002年我国的技术勘察人员使用遥感技术勘察水土流失的情况，得到了大量可靠的关于此项方面的数据。研究人员通过对遥感技术获得的数据，分析得出我国有的地区的水土流失状况有一定程度的好转，也有的其他地区水土流失情况有日渐严重的趋势，也可以从中得出部分地区的水土流失形势得到一定程度的控制。

4.4 无人机航测及三维成像技术的应用

当下无人机的快速崛起也为水工环地质勘察工作带来很大便利，无人机具有成本低廉、容易操作的巨大优势。技术人员在操作端使用平板或智能手机和无人机通过无线信号连接，无人机携带的摄像头可对要勘察的区域进行拍照录像，技术人员对实时录像进行分析，可比较直观的看到该区域内的变化，为下一步的工作打下良好基础。

矿区开采区域边坡高陡，矿山道路时有损坏，边坡局部不能到达，或者人员攀爬难度较大，这些对测量勘察工作产生很大影响。采用无人机航测和三维成像技术，可对开采边坡进行三维扫描和建模，从而可以得到开采边坡高精度的三维模型，危岩体分布清晰可见，可以直观了解岩体结构的特征，不仅减少了勘察人员的野外工作的强度，节约了工作成本，还提高了勘查的精度。

5 结语

综上所述，随着科学技术水平的大幅度提高，对地质工作尤其是水工环地质勘察工作都有很大帮助，随着社会的进步，对勘察的精度和技术要求都有所提高。遥感技术的广泛应用，提升了水工环地质勘察的工作质量和效率，勘察得到的信息准确性也有了强大保障。这对有关单位合理开展工作和对地质情况的全面了解都具有重大意义。