3S技術在水利地質勘查中的應用

【摘要】隨著新型科學技術的興起與發展，地質勘查測量領域里取得的進步有目共睹，這種進步主要體現在3S技術的成熟和廣泛應用上。3S技術使地質測量變得更加高精度與高質量，對地質勘查工作產生了深遠的影響。本文分別對傳統測量技術與3S技術的特點以及在地質勘查中的應用作了分析，以對3S技術得應用有較為深刻的認識。

【關鍵詞】3S技術；水利工程；地質勘查

引言

當前，我國基礎水利工程建設的腳步逐漸加快，各種工程建設項目如雨后春筍般興起，而問題工程也層出不窮，導致近年國家對工程質量越來越重視，要求也更加嚴格，因此更加需要工程地質勘查工作來為工程建設的質量保駕護航，從第一步來保證水利工程建設順利進行。

實際工程中，區域地質背景決定了工程地質條件，而工程地質情況的把握與否，直接或間接的影響工程質量。例如，很多水工建筑物都是建在地面上的，對其的設計與施工不僅要充分利用有利的地形與地質條件，尤其也要注意不良地質問題對水工建筑物的影響。因此可以看出，工程中必須重視和做好地質勘察工作，以保障工程的高質量高效率完成。

1、傳統水利工程地質勘查手段

為進行水利工程地質勘查工作，需要對該地區進行控制測量、地形測量和地質勘探測量等工作。傳統的測量工作大多采用經緯儀、水準儀和全站儀等儀器配合大量人力來進行，這種傳統測量技術的特點有：

①地質控制測量一般需要利用國家等級控制點，進而采取測角網、測邊網等技術方式進行。這些方式非常容易受外界環境例如時間、氣象等條件的干擾和限制，因此有費時費力、精度不高等缺點，難以保證效率；

②繪制地形圖需要先建立控制網，設立加密控制點，然后利用加密的控制點布設圖根點，最后在圖根點上安置儀器進行測量，才能繪制出大比例尺地形圖。這種方式的測量所需儀器多、勞動強度大且繁重無比；

③地質勘查測量往往需要若干個作業組駐扎于野外勘探區，野外工作完成后還需花費很長一段時間來整理資料。因此特點是工作艱辛、效率低下和成圖的質量不高。

2、3S技術簡介

3S 技術，是遙感技術（Remote Sensing）、地理信息系統（Geographical information System）、全球定位系統（Global Positioning System）這三種技術的統稱。現簡要介紹如下：

①遙感技術，簡稱是RS。它的原理是不同物體會吸收和輻射不同類型的電磁波。利用這個特點，可以根據檢測到的不同電磁波信息，來分析一類物體，獲得它的相關信息；

②地理信息系統，簡稱是GIS，是一種專門管理地理信息的計算機軟件系統。它的特點是通過分類、分級和分層的方法來管理地理信息，同時可以對數據進行多種組合、分析、檢索和輸出等，還能將所有處理過的信息再現到圖像上，讓信息可視化；

③全球定位系統，簡稱是GPS，是一個美國開發的衛星系統。特點是能夠向地面用戶提供其精確的定位，甚至還可以通過計算機分析出用戶的速度、位移等信息。

3、3S技術在地質勘查中的應用

3.1 遙感技術

遙感技術由于具有視域廣闊、信息豐富以及獲取資料迅速等特點，在水利工程或其他工程的工程地質問題中應用廣泛。就以下方面作簡要介紹：

1 區域地質穩定性控制

對一定區域整體的地質條件進行的綜合性測量，有利于把握該區域地質狀況，可以保障工程的綜合性控制分析，保障整體的施工質量。

2 比例尺地質圖測繪

目前在眾多工程實踐中，中小比例尺地質圖的繪制采用了遙感成圖，而不是常規的地質測繪，這種改變不但節約了財力物力，也使測量工作質量得到了提高。

3 巖土工程開挖面地質編錄

采用遙感技術進行土石方工程中地質測量工作，同樣可以提高工作效率，保障工作質量。

3.2 地理信息系統

利用地理信息系統技術可以方便有效的自動制作剖面圖、平面圖和等值線圖等各種工程地質用圖，還能結合自身的數據庫對地質圖進行一定程度的分析整合，為工程所用。例如，該系統能有效的進行河道分析，繪制其橫縱斷面圖、沖淤累積圖等，還可直接從圖上讀取數據并成圖，將水下地形圖數字化，建立其數字模型加以儲存備用。因此，將GIS技術應用于工程地質信息管理和地質圖像制作是未來工程地質勘查的必然發展趨勢。

3.3 全球定位系統

隨著GPS技術的成熟和普及，GPS技術在水利工程地質勘查測量也是越來越受到重視。例如，在水利工程地質勘測中應用最為廣泛的是GPS靜態定位技術，其在測控網的布設、大壩變形的監測、地面沉降的監測等方面均有所體現，還可實現各種水利工程設施的實時監測和控制。未來GPS控制網將得到進一步改進發展，必將提高運用GPS技術的水利水電工程的設計和施工質量。

4、3S技術的發展趨勢

3S系統擁有巨大的功效、優良的性能，良好的應用前景，勢必在工程勘查領域得到穩健發展，未來3S技術越來越朝著標準化、網絡化與智能化發展。

所謂標準化，即是有其設計標準、操作標準和實施標準，有據可依；網絡化是指在信息化時代，將其技術數據接入互聯網，實現各級各類機構對資料的交流與共享，提高效率；智能化是指未來在信息管理方面提高智能程度，降低人工作業，在勘查設計上一定程度的解放勞動力。

“數字化”是未來水利工程發展的必然追求，因為數字化的設計勘查工作意味著更高的效率與質量，隨著遙感、衛星及雷達等硬件設施和地理信息系統等軟件程序的發展完善，3S技術是實現水利工程勘測工作達到進一步“數字化”的重要保障。

5、結語

3S技術在水利工程勘查中逐漸興起，和傳統地質勘查測量相比，它有著眾多的優勢，如若能合理有效的加以利用，能為工程地質的勘查提供無限便利。在實際工作中，需將全球定位系統、地理信息系統和遙感技術三者有機結合，并取長補短，才能熟練運用技術，在地質測量工作中發揮其最大的優勢，進而降低地質測量的工作量，提高地質測量的效率與質量，積極的促進水利工程向好發展。

參考文獻：

[1]孫忠武， 李芳. （2010）. 工程地質勘察在水利工程中的作用. 科技信息（1）， 327-327.

[2]謝艷紅. （2013）. 地質勘察工作對水利工程的重要影響. 水利科技與經濟， 19（11）， 50-51.

[3]李保杰. （2011）. GPS與傳統測量技術在地質勘查中應用比較. 地理空間信息， 09（3）， 56-57.