淺析現代地質測繪發展現狀及展望

郭凱斌

【摘 要】現代地質測繪是以現代自動化、智能化測繪手段為基礎開展的地質調查、礦產勘查及成果圖鑒編制所涉及的全部測繪工作的總稱，根據測量所在地及所測量的物理量的不同又可細分為其它類型。社會經濟的發展對地質測繪的精度、效率以及制圖的精度有了更高的標準和要求，“3S”技術的應用為地質測繪的發展提供了高效的解決方案。

【關鍵詞】現代地質測繪；現狀；展望

一、現代地質測繪概述

地質測繪即采用精確的定位儀器和專業的測量儀器對目標施工區進行測量，然后根據測量的數據完成目標區成果圖的編制。在科技不發達的過去，傳統地質測量主要包括地質點測量和地質剖面測量兩大主要方面，隨著科學技術的進步，又發展了物化探測量、礦區測量（地形測量、控制測量、露天礦測量等）、勘探測量（用于布設勘探網和工程定位）、基坑和井探測量等，還包括測量之后的成圖、印制以及地質礦產信息系統的建立。

基于“3S（Remote Sensing，遙感；Global Position System，全球定位系統；Geographic Information System，地理信息系統）”的現代地質測繪技術，能夠更精確地掌握地理位置信息，極大地滿足工程測繪、地球物理測量、軍事等對定位精度的要求；城市測繪的成果能夠更好地服務于智慧城市建設，對城市規劃、工程施工、土地管理等具有重要現實性意義。現代地質測繪除了可服務于工程地質外，也為環境地質、資源勘探效率提升、成本降低、精度提高等有著不可磨滅的功績。

二、現代地質測繪發展現狀

野外地質測繪環境差、難度大，極容易受天氣、地形等自然條件的影響，而且由于設備的自動化和智能化程度低，測量過程在很大程度上取決于人工因素，易受主觀因素的影響，產生很大的誤差，進而影響著成圖精度和基于測繪圖鑒的工程項目的順利開展。從地質測繪所使用工具的特點來講，我國先后歷經了人工階段和自動化階段，當前正處于由自動化地質測繪向智能化測繪的現代地質測繪發展轉型的關鍵時期，如何把握好科技發展的浪潮，特別是自動化設備向智能化設備過渡階段，地質測繪走向究竟如何引人深思。

現代地質測繪的發展離不開三種測量、定位和成像技術的綜合使用，下面就這三種技術特點及應用簡要說明其發展現狀。

（1）GPS技術，也即全球定位系統。GPS技術最早起源于美國軍方項目，其提供的陸海空實時、全天候和全球性的導航服務能夠被廣泛應用于地質測繪的各個方面，而且不僅適用于陸上測繪，對于海上測繪的定位和監控也有著舉足輕重的作用。GPS具有定位精度高、工作效率高、設備操作簡便、提供全球統一的坐標等優點。GPS在現代地質測繪中的應用主要有以下幾方面：①在實際地質測繪工作中，需要根據實際的地質環境來進行勘查，通常首先要確定觀測的控制點、以及后續的轉點設置，GPS的應用能夠幫助建立基于準確定位的控制系統，同時收集定位數據便于后面檢查工作的開展。一旦發現控制系統的布設存在問題或數據不準確，可以利用前一準確點位信息進行重新測量，通過不斷的收集數據、校正數據來提升地質測繪效率和準確性。②在地質條件復雜的野外開展地質測繪時，GPS能夠幫助工作人員確認當前位置，同時還可利用GPS實現對勘測點的導航，降低野外測繪的難度，提高工作效率和安全性。③與GPS設備相連接的接收機能夠實時處理和分析GPS接收的數據，處理常規GPS數據時，需要從GPS上下載數據，然后對數據做基線向量解算、坐標轉換等操作，最終形成地質測繪數據包。GPS的動態和靜態測量被廣泛應用于我國地質測量和監測工作中，極大提升了野外測繪的工作效率，對我國基本控制網改造起著關鍵性作用。

（2）遙感技術。遙感技術被廣泛應用于水文地質調查、地質災害預防、礦產調查等多個方面。以水文地質調查為例，闡述遙感技術的應用場景：通過遙感獲取目標區域的水文地質特征、地質界線、活動斷裂等信息，對于工作人員無法到達的野外工作區和危險性高的作業區勘探具有重要作用。通過對遙感圖像的解譯還可以判斷地下水資源的富集程度，對儲量、分布區等進行更準確的預測；還可利用遙感獲取的水文地質影像分析礦區的巖層走向、滲水性等因素，降低工程建設中的事故發生率；或利用三維影像科學預測水文地質災害，再或者利用時序性的遙感資料分析礦區沉降、城市地基沉降等，對災害做出預測。

（3）RTK（Real time kinematic，實時動態）載波相位差分技術。該技術的高精度和高效性等優點使得其被廣泛應用于地形、控制等測量中。RTK比GPS定位最大的優勢在于，野外工作時能夠實時獲得厘米級定位精度，而不必在經過基線向量計算等一系列操作之后才可達到厘米級精度，是GPS發展史上的關鍵性標志。在利用RTK進行野外測繪時，僅僅需要工作人員在被測碎部點固定站立1～2s，然后將特征編碼輸入設備，當工區內所有點全部測量完成后，由專業軟件就可輸出地形圖，完全不需要使用全站儀、或經緯儀等設備時對點位之間通視的要求。RTK與電子手簿的配合使用能夠高效率、方便地測設管線圖、帶狀鐵路線路圖等，配合CTD等測深儀能夠用于海洋測圖的測量與繪制。RTK同樣可應用于施工放樣，即在設計點位的基礎上，將其輸入電子手簿中，利用GPS對點位進行導航，將極大地提升外業工作效率。

三、現代地質測繪發展展望

（一）技術高端化

我國地質測繪技術發展經歷了人工—人工+傳統測繪設備—基于“3S”的地質測繪的過程，在互聯網技術、人工智能技術快速發展的信息化時代下，測繪技術也正向高端化方向發展。相關測繪理論的完善和測繪工具的推陳出新，以及行業標準的不斷完善和統一，都為技術高端化的發展奠定了基礎。

（二）設備國產化

從2013年04月26日到2018年07月31日，我國先后發射了高分一號到高分十一號（除高分十號外）衛星，其中高分五號、六號衛星于2019年03月21日的正式投入使用標志著我國具備自主知識產權的高分辨率（高時間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率）對地觀測系統的形成，我國已經基本建立起了國產的全球觀測系統。此外，基于三頻定位技術的北斗導航系統測量精度達到厘米級，其COMPASS-RTK技術集測量與數據傳輸技術為一體，能夠大大提升測量精度和運行穩定性。

（三）測繪智能化

從人工測繪到自動化測繪，再到智能化測繪是現代地質測繪行業發展的必然趨勢，在不久的將來，地質測繪可能會迎來“足不出戶，盡知天下地質概況”的智能化時代。

四、結語

現代地質測繪技術的發展日新月異，隨著科學技術的進步，我國地質測繪將向著向技術高端化、設備國產化、測繪智能化的方向發展，其應用也會給國民經濟生產生活和軍事等方面帶來巨大的效益。

【參考文獻】

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