水工环地质勘察及遥感技术在地质工作中的应用

王美丽，李建英，王 琪，常晓峰

地质研究工作需要对区域地质和地形进行实地研究，广泛收集调查数据，为日后监督施工项目的管理和规划供可靠的基础，尤其是在新时代的发展要求下，现代社会生产与生活对资源的需求越来越大，必须要通过可靠的地质工作才能够为现代社会的建设发展提供科学的依据，因此必须要重视起水工环地质勘察以及遥感技术的应用，进一步提高地质工作的开展效率以及质量，从而满足现代社会活动的需求，促进社会经济的健康、稳定以及可持续发展。

1 水工环地质勘察与遥感技术概述

1.1 水工环地质勘察

1.1.1 概述

水工环地质指的是工程地质、水文地质以及环境地质，通过相关勘察技术的应用可以掌握区域内的地质资源情况，并以此为基础进行一系列的生产与生活等活动。其中，对水文地质的勘察是首先要观察工程范围内地下水的运动和变化情况，然后分析水的分布和形成规律，以及其物理特性和化学组成，其次清楚了解该地下水对工程建设的利与弊等，这正是确定确该地下水是否可以安全合理使用的根本原理。对工程地质的勘察是要分析区域内地质环境，了解工程建设的要求，不同的地质环境对工程建设影响重大，及时勘察地质环境，预判出不佳地质，并及时处理，以此可减少因为自然环境造成的工程安全问题。对环境地质的勘察是说不合理的采矿、抽水会导致环境受害，不合理的抽取地下水很容易导致地面沉降，影响地面工程的安全；不合理的挖取矿产资源会导致水、土的污染等，水土流失严重了就有可能产生泥石流、滑坡等灾害。综上，根据水工环地质勘察可以获取更多有益信息，有利于工程的建设、矿产的开发、水土的保持等，所以，水工环地质勘察的地位越来越凸显，在我国的生态环境保护以及社会活动的开展中都占据重要的地位。

1.1.2 技术应用现状

（1）全球定位系统（GPS）。全球定位系统在当前的地质勘察中比较常见，随着全球定位系统技术的进步发展，其应用系统也越加完善，在实际应用中主要是以卫星和识别点为基础，计算卫星和控制点接收器之间的直线距离，然后收集关于两颗卫星的信息，对接收器进行综合分析并确定其位置，以此可以最大程度上确保地面数据信息的准确性，保证地质调查工作的有效性和相对的准确性。

（2）地质雷达技术（GPR）。地质雷达技术在短距离探测上具有较高的应用优势，主要是通过短距离探测判断有无被测目标。其在实际应用中需要向下传递高频电磁波探测地下介质分布，当遇到障碍的情况下就可以判定地质结构存在一定的问题，因此在全面的探测中就能够掌握真实的地下资源分布情况，目前该技术的自动化水平也不断提高，因此在地质灾害的治理上也发挥着重要的作用。

（3）载波相位差分技术（PTK）。载波相位差分技术可以利用一个参考站和接收设备观察载波相位偏移，并根据同样的感觉对其进行分析，而且在特定的测试过程中，可以及时获得相关的数据信息，在地质勘探中，PTK 工艺的结果更准确，大大提高了勘察效率。

（4）透视电镜（TEM）。透视电镜是一个成像装置，主要用于一些地面介质比较复杂、航摄比较难的勘探区，其在实际应用中受到的干扰较小，数据具有较高的精确度。

1.2 遥感技术

1.2.1 概述

遥感技术是一门现代技术科学，它是从远距离平台之上利用一系列电磁波探测器来进行各种类型数据处理的技术，主要包含有图像信息的集成与感应、数据的传输与处理等，以此为基础就可以实现对于地面物体各个维度的研究与分析。在当前的地质工作的中，遥感技术主要是进行地质调查并获取地理信息，监测到的信息还能够即时传回地面，以便地面工作人员运用相关技术进行此案次处理与分析，最终形成有效且准确的地面信息，从而为地质工作的开展提供参考依据。在遥感技术中，其中主要发挥作用的是传感器设备，比如可见光摄影、红外摄影以及光谱扫描等，且不同类型的传感器在反应成像上也存在一定的查体。近几年，我国的遥感技术发展速度越来越快，因此遥感技术在实际应用是的监测范围也有了较大程度的拓宽，而且分辨率也有了一定的提升，在地质工作中的应用价值也越来越高。

1.2.2 技术应用现状

（1）光谱信息的应用。在传统的测绘工作中对光谱技术的应用比较广泛，但是其光段相对较少，导致其准确性以及测绘精度达不到要求。近几年，图像解译技术得到了迅速的发展，光谱信息的应用也逐渐普及，其显著特点就是波段有了较大程度的增加，能够有效分析地面物体色调、纹理以及几何形态，同时辅之以成像光谱仪技术还能够进一步提高测绘工作的精密性与准确性。

（2）多元信息拟合。随着遥感技术的进步发展，其在地质测绘工作中不在只是单一的使用遥感技术，而是可以有效的结合测绘需求与各种信息员，比如可以将地质信息、水文信息、土壤信息、气象信息、物理力学特征等进行结合并实现综合分析，这种多言信息拟合现象也有利的促进了地质工作的开展水平。

（3）数字摄影测量技术。数字摄影测量技术在提高基础图件的成图效率与成图质量上发挥着重要的作用，因此在遥感技术的应用中，可以借助数字摄影测量技术来形成准确的图像资料，并将其作为GIS 的数据源，从而促进两种技术的共同发展，在地质工作的应用中也具有较高的价值。

2 水工环地质勘察在地质工作中的应用

水工环地质勘察技术的应用范围非常广泛，当前更多的应用在土地资源的利于与开发、水文环境测绘、工程环境测绘、地质灾害的测定等方向，不同的领域会应用到不同的技术，在实际测绘过程中，通常会将多种技术综合运用，以达到更好的勘察水平。

2.1 水工环地质勘察技术的应用

在水工环地质勘察中主要应用到的技术有全球定位系统（GPS）、地质雷达技术（GPR）、载波相位差分技术（PTK）和透视电镜（TEM）技术。其中全球定位系统主要是借助卫星定位来完成地质勘察，其能够较为获得较为准确的水工环地质动态数据，发现勘测地区的水位，明确水文岩土在固定时间内的变化趋势，还能够预测变化趋势，从而可以方便地质勘察的顺利进行；地质雷达技术（GPR）在基础深度确定、冰川、地下水污染、矿产勘探、地下管缆探测、地下埋设物探察等方面具有较高的应用优势；载波相位差分技术（PTK）的应用比较灵活，受干扰较小，因此不会受到地貌等因素的影响，以此可以确保监测数据的准确性，主要在地质灾害防治、环境污染处理等工作中有较高的应用价值，而且其能够利用两台接收装置对发射的卫星信号进行有效接收，这也很大程度上保障了数据的准确定；透视电镜（TEM）技术在太空物质探测领域、悬空作业和水文植被监测方面能够发挥最大的功能，在地质工作中，其主要用于地层地下水的水文勘察工作中，可以准确和及时分析地下水系和地表水系的水位、流向，从而可以分析两种水系的关系，推断补给关系。

2.2 水文环境测绘

水文测绘是水工地质勘察中重要的环节，其主要测绘内容包括地表水和地下水，比如在矿区的测绘中，可以观察矿区和周边地区的径流分布规律，以此推测出矿产资源的分布点，从而提高矿产资源的开采效率。除此以外，在一些野外区域进行水文环境勘察工作的时候还可以全面勘察泉眼、打井处以及暗河等处，以此掌握更多的信息数据。可以说，在水文环境的测绘中，可以较为明确的掌握被勘验区域的水文地质环境，从而为相关生产活动的开展奠定良好的基础。

2.3 工程环境测绘

工程环境测绘也是生产活动开展的基础，比如在矿区的测绘工作中，就可以全面采集矿产资源分布区域的地质特征、地质结构以及边坡状态等信息，以此为基础的进行综合分析后就能够得出该区域的地质状态，从而科学合理的选择矿产资源的开发方式，避免在实际工作中对周围环境造成影响，以便更好的保护当地的生态环境。

2.4 土地资源的利用与规划

土地资源的利用与规划是一项战略部署和安排，具体是指在某地区，以国家总体经济和社会的发展为根本，结合当地的经济情况、社会发展、自然环境等条件，对该地区的土地资源进行合理开发和利用。就目前而言，参照人口数超百万的城市，它们的土地使用情况基本饱和，空缺资源很少，所以，对土地资源利用规划也是地质勘察工作中非常重要的一部分。将GPS 与遥感技术相结合，以在最快的时间内获取更多的关于区域内土地地貌、水文情况、土地分布、基础设施等相关数据，便于尽快进行规划，提高工作效率。

2.5 地质灾害的测定

一般情况下，地质灾害的发生都表明该地的地质、气候、水文以及外部环境都比较活跃，因此通过水工环地质勘察的开展就能够结合当地的实际情况进行相应的分析工作，以便可以掌握区域内地质灾害的发生规律，或者是所造成的破坏问题等等。同时还可以分析影响地质灾害的具体发生因素，预测地质灾害，在此基础上也能够实现对地质灾害的预防与治理等，从而大大降低地质灾害造成的不利影响。

3 遥感技术在地质工作中的应用

遥感技术作为地质工作中不可或缺的技术之一，其精度高、测绘效率高，常常与GIS、GPS 技术联合运用，并成为现代测绘技术，在水工环地质测绘中占有重要地位。该技术不仅能描绘出地面的空间分布，而且能够检测地上植被的污染情况、地下水的勘察、调查水土流失情况等。因此遥感技术对地质工作的意义重大，具体应用如下：

3.1 调查水土流失

水土流失问题是当前影响生态环境的重要问题，在遥感技术的支持下，相关调查人员可以借助先进的数据分析手段进行水土流失问题的调查，获得更多准确的数据信息，在分析比较中也能够发现水土流失的变化情况，从而就可以以此为基础制定科学的解决方案。在调查水土流失问题时，应注意如下两点：

（1）确定水土流失的情况，选择合适的勘察方案，确保勘察工作的正常进行，比如可以借助TM 影像，来获取水土流失相关的各类数据和信息，进而对其进行数字化和矢量化变换，来确保数据的正确无误。

（2）经过处理的数据和信息，再次进行调整、分类、统计等工作，然后上传数据库，数据库具有实时监测、实时更新的特点，这样可以实时观察水土流失的情况，所以，遥感技术的运用，使数据的分析和整理更智能、更精准、更方便，不仅提高了勘测效率，还保证了信息的准确性。

3.2 地下水勘察

地下水勘测工作是水工环地质工作中的最关键一环，对于水资源的开发和利用具有深远意义。以前的勘测方式，由于各种因素的干扰，使得勘察数据不准确、不完成，工作过程也是费时费力。而遥感技术的应用，是运用陆地卫星MSS 影像数据以及混合比值图像方法来更好的处理MSS 影像的目标，以此可以更加清晰明确的掌握地下水的影像特征，比如可以运用该技术对区域的地下富水区进行勘察，在深度二百米左右的位置进行勘测，结合运用数字图像处理软件，将最后的数据和图像再加工，即可确定准确的湿度分量。这一过程运用到了可见光、近红外波的不同，来确定图像中水源位置，可以帮助地质工作人员更好的掌握区域内的水系特征，为其顺利工作奠定良好的基础。

3.3 工程地质勘查

在工程地质勘查中，主要包括对水文地质条件、地形地貌条件、自然地理条件以及社会经济状况等方面的勘察，只哟掌握以上这些地质资料才能够全面的分析区域内的工程地质情况，以便为相关生产活动的开展提供科学、可靠的依据。在传统的勘察工作中，由于工作内容较多，工作周期也比较长，再加上采用的勘察方法较为落后，严重影响了地质勘察的精确度与可靠性。随着遥感技术的进步发展，其在实际应用中可以有效的获得更加转却的地址调查数据，然后结合路线调查资料与实地勘测资料就可以做出较为全面的分析工作，最终为相关生产活动提供可靠的基础资料。尤其是在一些大型的工程选址中，遥感技术与极端及技术的结合还能够有效的实现对于地表图像的快速评价，并在此基础之上对地表的地貌特点与地质特点进行一定程度上的分析，进而有效提高工程选线的合理性与科学性，从而有效的保障了工程项目开展的有序性。

3.4 环境地质测绘

在环境地质的测绘工作中，遥感技术的应用主要作用就是分析环境地质信息，比如可以通过环境地质的信息中了解区域中水资源的污染情况，并结合各地区不同的污染情况实现差异性测量结果的输出。当前遥感技术的应用主要采用的是热感图像，以此可以更好的确定区域内的废水情况，借助信息的分析与处理就能够及时确定污染源的分布情况，以此可以为生态环境治理工作提供良好的技术支持。除此以外，遥感技术在环境地质测绘中的应用还能够实现对地质变化情况、水土流失现象、重大经济活动影响的现象进行科学而高效地监测，因此在地质工作中占据重要的地位。

3.5 宏观观测

在遥感技术的应用过程中，相关技术人员为了刚好的发挥起作用，还需要结合待测区域的实际星狂选择合适的遥感技术，比如调查和分析当地的地质情况，动态的监测区域的地质变化情况等等，以此来更好的预测当地各项活动有可能对地质产生的影响等等，以便可以为后续的地质工作提供科学的参考依据。比如在地址图像的获取中，借助数字摄影技术可以得到较高分辨率的地质图像，对其进行观察和分析以后就可以得到准确的地质信息，降低其他不良因素对生产活动造成的影响。除此以外，遥感技术还能够将传统的单一波段转变为多源组合，利用所制定的模型对指定对象进行多源综合分析，对生成的专题图进行结果和数据分析，为实际工作提供大力支持。

4 结语

综上所述，地质工作的开展是保证现代社会活动正常有序开展的基础工作，其非工作内容较为复杂，流程较为繁琐，借助水工环地质勘察及遥感技术能够有效的提高相关信息数据获取的准确性与及时性，以便为各项分析工作提供科学的依据，进一步提高地质工作的效果，不仅可以促进地质领域的发展进程，还能够为现代社会的生产与生活起到推动作用。因此，广大地质工作人员也需要提高对水工环地质勘察及遥感技术的认识，在日常工作中结合其实际要求选择科学的技术手段，以便进一步提高地质工作水平。