测绘地理信息技术在地质勘察中的应用研究

宁兴园 郭勇 王继明

摘 要：以测绘地理信息产业发展为引入点，对GPS测绘技术、RS测绘技术、GIS测绘技术、GPS-RTK测绘技术等技术性能进行研究，得出测绘地理信息技术在地质勘察中的重要性。几种测绘技术的精确度和准确度，可以应用在复杂的地质测绘工作中;综合技术特点，阐述了测绘技术在实际勘察中的具体应用，以促进地质勘察工作顺利进行。

关键词：测绘;地理信息技术;地质勘察

中图分类号：P624;P208.2       文献标识码：A

文章编号：1001-5922（2022）02-0164-05

傳统的测绘技术，耗时耗力、成本高、效率低、准确度低。在计算机技术的快速发展、科学技术的推动下，逐渐涌现出一些性能更加完善的新型测绘技术。这些技术的出现，促进了水文地质工程、航空航天、石油等领域的发展，测绘地理信息技术也逐渐在地质勘察中显露出足够的优势。地质测绘作为地质勘察中的一项重要工作内容，在进行地质测绘时，需要了解勘察区域的构造，了解勘察区域的地质信息，从而获取勘察结果的准确度[1]。近年来，测绘技术在地质勘察领域中被广泛应用且效果显著，因此对测绘地理信息技术展开讨论和研究，可以促进地质勘察工作的更好发展。1 测绘地理信息产业创新发展刍议

我国测绘行政管理部门成立于20世纪70年代左右，在解放初期到20世纪70年代期间，测绘工作由国家直属测绘单位承担，其后测绘系统与其他行业测绘单位共同合作，完成测绘相关工作。测绘系统单位承担着全国基础测绘的任务，各个行业的测绘单位承担着经济建设的测绘工作。到了20世纪90年代，随着国家机构的革新，新技术的涌现，让测绘技术得到了提高，在基础测绘工作方面成就显著，为国家的建设提供了技术支持，从业人员逐渐攀升，测绘服务总值逐渐提高，为社会创造了极高的价值。新世纪以来，测绘监管加强，测绘市场逐渐走向规范[2]。当前测绘产业的快速发展，在优势突出的同时，也伴随着各种问题，如基础数据没有得到统一共享，测绘成果与运用开发脱节，测绘市场活力低，测绘生产模式重复等。传统的测绘生产模式落后，测绘技术人员外业工作条件艰苦，长期的野外工作无法兼顾家庭，制约了人才的流通，让测绘产业无法成为真正的高新技术产业。

2 测绘地理信息技术在地质勘察中的应用

2.1 GPS测绘技术

GPS全球定位系统多用于海陆空等领域的导航和定位，随着技术的不断进步，由最初的模糊定位转变为精确定位，在一些困难勘察区域，如控制点少、通视效果差的区域，使用GPS测绘技术可以减少作业时间和作业风险，提高测量的准确度。GPS控制测量工作可以分为内部作业和外部作业两种形式，外部作业主要对环境进行选点、建立观测标志、检测成果质量;内部作业主要针对GPS测量的技术以及数据处理进行操作。从GPS测绘技术实时的实际情况来看，主要分为技术设计、选址、建立标识、成果检测等几项内容，在使用GPS测绘技术进行监测过程中，需要使用两台接收机进行工作，这两台接收机分别安置在一条基线端点处，根据测绘的需求进行同步观测，根据观测的卫星数时段、长度需要确定测绘等级。另外，在使用GPS测绘技术时，需要遵循测绘原则;点位的设置要在视野开阔的高点上，便于安装接收设备，点位目标要明显，周围15 m以上不能有障碍物，避免影响GPS的信号[3]。

2.2 RS测绘技术

RS技术是指遥感技术，其优势是可以对物体进行有效探测和识别，并感知红外线和电磁波，在航空摄影以及地质灾害勘察中被广泛应用。从科学技术的角度分析，推动RS的发展有很多因素，卫星遥感技术在测绘工作中地位也十分显著，不仅能够获取不同类型，还拥有多种获取方式，对获取的类型进行多极化、多波段的方向发展[4]。另外，分辨率的提高，让该技术在获取地质信息准确度方面有了明显提高。遥感技术在地质勘察过程中不仅能够获得大量的信息资源，还可以获取准确的数据。而且该技术不会受到地面环境的干扰，测绘的范围广，在进行地质勘察工作时可以更加顺利。

2.3 GIS测绘技术

GIS地理信息系统技术先进，融合了多种科学理论，在数据处理方面有自己独特的一套方式，主要借助计算机网络技术。该技术最大的特色就是能够将空间和位置进行结合，并进行完整呈现，这种呈现形式让数据显得更加直观形象。该技术包含多个维度，拥有丰富且多元化的信息以及数字化的功能，可以对信息进行采集、对数据进行分析。在地质勘察中，使用GIS技术，要遵循一定的勘察原则，以地理信息系统为基础，结合大量的数据信息，多维度、多角度的完成数据信息的采集、分析、处理，通过地质构造的特殊性完成对成矿的预测，并指导地质矿产的勘察，最后对勘察区域进行模拟。成矿预测的工作原理就是根据自身的优势快速找出勘察区域的地质矿产数据，完成对数据的分析工作，利用计算机技术进行处理后找到问题所在，并对区域进行标识，根据矿点与断层的特殊性对存在异常的地质进行整合，从而对其空间性进行判断。此外，GIS技术可以通过空间模拟的形式构建空间分析模型，完成对矿产数据的筛查工作，将获取的游泳信息通过计算机进行匹配，形成新的数据库[5]。

2.4 GPS-RTK测绘技术

GPS-RTK技术融合了GPS技术与RTK技术，具有自动化程度高，使用方便的特点。在使用GPS-RTK技术进行勘察时，不会发生较大的误差，勘察工作效果良好。使用该技术进行地质勘察时，（1）要对图根点进行控制和测量：因为RTK作为一种流动测量技术，所获取的坐标数据精准度高，完全可以满足图根点的要求;在进行地质勘察时，可以通过RTK技术对所在区域的图根点进行测量，可以获得的精度高，且操作方面。（2）在进行地质工程放样时，需要通过布设勘探线及钻探的方式进行勘察，由于地质测量的区域大，地形复杂，因此传统的全站仪无法更好的完成勘察工作;而使用RTK技术，可以通过电磁波的优势提高工作效率。（3）地形测量是地质勘察的重要性组成部分，需要采用不同的比例进行地图绘制，减少人为误差[6]。（4）RTK技术可以将布设、测量、计算等多个类型进行融合，对横断面上进行剖面测量时，需要对土方石的相关参数进行计算，在进行勘察定位时，可以使用手持GPS设备提高勘察的工作效率。流动站与基准站二者之间的关系，可以使用GPS-RTK技术进行观测，根据观测得到的数据可以得到图根控制点的坐标，根据GPS点的坐标，得到区域内用户所需要的转换参数，从而对整个区域进行监测和控制。在对高程进行测定时，可以适当增加参考点，根据测距范围建立对应的数据模型，GPS-RTK的参考点及等级转换残差要符合要求，具体如表1所示。

3 实际应用

3.1 在矿产勘探中的應用

在矿山地质工程测绘时，对新技术的需求越来越大，传统的测绘技术要与新型测绘技术进行融合，完成对矿山地质的测量，如图1所示。

根据图1的测绘技术流程，我们对新型测绘地理信息技术的应用有了一个全新的了解，使用新型测绘地理信息技术对矿山地质工程进行测量，融合同类型的地理信息技术，在多媒体网络技术的背景下，对动态数据进行整理和分析，从而提高测绘技术。当使用卫星传输技术对矿山地质工程进行测量时，需要通过具体的数据获取矿山区域的具体位置，在使用过程中可能会出现折射误差。

信号在进行传输过程中，以波段的方式从电离层进入到对流层中，由于电子信号的传播速度不稳定，当发生延时后，会影响测绘的结果，从而产生误差。因此，对测量误差展开研究可以减少误差给测量带来的数据迷惑，选择空旷的场所，更有利于进行数据的监测[7]。

通过实验进行论证分析，如以直径1 500 km、高600 km的矿山作为研究对象，在同一个测量环境下进行监测，对新型测绘地理信息技术和传统的测绘地理信息技术进行数据对比，结果如表2所示。

根据表2的测量结果显可知，新型测绘地理信息技术具有明显优势，成本低、勘测范围大，在扩大范围的基础上对实验对象进行测量，可以获得更加精确的实验数据。大大缩短了人力、物力的成本，经济效益显著提升。根据实验结果可以得出，新型测绘地理信息技术相对于传统的测绘，数据更加精准有效，降低了测量过程中所存在的误差率，保证了矿山地质形态的稳定，提高了地质勘测的整体水平。

3.2 在工程测绘中的应用

在传统的数据采集中，需要对测量的数据进行反复确认，以保证数据的准确性。数据的采集容易受到天气和地理位置的影响，引入测绘地理信息技术，这些问题都得到了很好的解决，因为地理信息系统可以跨越时间和空间，通过栅格、矢量的方式存储数据。栅格是存储单元中用于存储的唯一值，主要根据地面上的单位网格宽度确定采集的分辨率;矢量主要是根据几何图形进行展现，通过搜集大量的数据，利用定位系统将地理位置坐标录入到信息系统中进行存储，通过遥感系统所提供的信息进行数据存储。在进行测绘工作时，使用地理信息系统完成数据的处理与转化，并根据数据结果对其进行处理和编辑，完成建模，根据信息系统对属性条件进行识别，完成数据的测量。当数据采集的技术分析和数据转化完成后，在地理信息系统上进行数据分析，地理信息系统空间分析作为整个系统的核心，是测绘工作的重点，难度也较大，需要对空间物体的位置和性质进行关联，继而得到对空间事物的定量描述。地理信息系统的过程复杂，需要结合多种学科，根据空间的情况对其进行综合分析，如果想要更加深入的研究数据空间，需要在拓扑学、空间统计学的基础上进行，获取对空间数据的认识，最终完成模拟和预测[8]。

3.3 在地质灾害防治中的应用

地质灾害有很多种，如地面沉降、洪水爆发、水土流失以及海啸等，这些地质灾害都是在自然演化和人为的作用下所发生的灾难，对我们的生命财产安全以及环境都会造成巨大的破坏。我国近年来地质灾害频发，洪水、滑坡、泥石流、土地荒漠化等，已经严重制约到社会的经济发展。地质灾害监测可以对发生灾害的过程进行记录，是提前预测地质灾害的重要技术手段。测绘技术作为地质灾害检测的核心技术，可以对降水、气温等气象进行观测，还可以对水位、流量进行观测，更可以对地形变、地下水位以及断层位移等地质进行观测。

在地质灾害监测中，测绘地理信息技术起到了非常重要的作用，传统的地质灾害监测技术是将多种测量仪进行集合，从而完成对地质的勘察，并将勘察到的数据发送到系统预报中心进行存储，预报中心接收到之后对数据进行研究，确定灾害的等级。在地质灾害监测中，变形监测是重点，变形监测分为内部监测和外部监测两种形式，以测量技术进行监测属于外部监测，常用的传统监测方法：三角交会、水准法、小角法;常用的监测装置有全站仪、经纬仪等。在2020＼| 01-05，全国共发生地址灾害657起，其中滑坡273起;崩塌238起;泥石流70起;地面塌陷76起，具体如图2所示。

测绘地理信息技术在地质勘察、地质灾害防治方面效果显著。GIS地理信息系统可以对特定的地质空间信息进行数据汇总，以二维或者三维地图的形式显示，该技术已经深入到地质灾害预报以及综合服务系统等领域。GNSS全球卫星导航系统采用静态差分相对定位技术，可以对地质灾害隐患处进行自动监测。同时，GNSS观测到的数据会上传到数据处理中心，实现了高精度的自动化监测，在崩塌、泥石流、滑坡等领域得到了广泛的应用。在现代地质灾害防治领域中，遥感技术也是一个重要的监测技术，遥感技术由微波遥感、高光谱遥感、高空间遥感技术组成，通过遥感技术可以准确的分析出灾害地区所发生的地质灾害，反映出灾害的形态特征，在第一时间对地质灾害周围的情况进行收集处理，为灾后提供数据支撑;采用无人机摄影测量技术获取的数据非常准确，通过专业的软件建立实景模型，生成数字影像，从而快速识别地质灾害的范围;三维激光雷达技术的精确范围达到了“cm”级，在无人机打造激光扫描仪，对土地进行激光扫描，通过激光反射光测量目标，生成三维模型，完成对植被、房屋的数据筛查，让隐藏在植被之下的古老滑坡体也能够被发现。

4 结语

高分辨卫星遥感、无人机、地下传感装置、物联网、人工智能等技术的快速发展，为社会的安全稳定运行提供了技术支撑，同时也为自然灾害风险源的发现做好了提前准备;地质灾害监测预警的数据，为主动防范地质灾害奠定了基础。我国现在重点构建天空地一体化的多元立体监测体系，致力于长期监测和掌握地质灾害的发展动态，为地质灾害风险源的提前发现做好准备。在灾害发生之前，采用先进的勘测技术，自动预警和发送信息，当灾害发生后，可以有一套完整的应急响应措施和处置，让整个流程可以更加的信息化和科学化。在今后的地质灾害防治工作中，不管是在技术研发，还是装备研制方面，测绘地理信息技术都能够发挥出巨大作用。

【参考文献】

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[3] 宋亮，陶建，郭天智.VTI介质地震成像技术在地质勘查中的应用[J].矿产勘查，2019，10（3）：621-624.

[4] 郭天智，王琦，李庆春.起伏地表初至波与反射波联合层析成像在地质勘探中的应用[J].矿产勘查，2019，10（3）：615-620.

[5] 龚强.测绘地理信息科技融合新技术助力空间规划编制[J].测绘与空间地理信息，2018，41（9）：1-3.

[6] 赵新华，孙江涛，王玉静，等.基于无人机低空摄影测量技术进行矿山大比例尺地形测绘的可行性研究[J].地理信息世界，2019，26（3）：118-121.

[7] 王卓.工程地质勘察报告英译实践解析[J].粘接，2019，40（10）：104-106.

[8] 牛丽娟，李立功，刘莎.高桩桩基工程测量施工投影变形与放样精度的问题研究[J].粘接，2020，44（10）：119-121.