水工環地質勘查及遙感技術在地質工作中的應用

邵宗良，黃正成

（云南省有色地質局三0八隊，云南 昆明 650214）

隨著我國科學技術的迅猛發展，我國的科技水平在很多方面都已達到或超過國際先進水平，在某些領域起到領頭羊的作用。遙感技術作為地質科技領域的重要勘查技術，現已得到廣泛的應用。遙感技術的優勢在于，可以大幅度提高地質勘察的精度和效率。近些年來，我國的遙感技術也已逐漸發展到世界先進水平，為中國的地質工作插上了騰飛的翅膀。下面就來探討水工環勘查以及遙感技術在地質工作中的應用。

1 水工環地質勘察工作

我們知道，水文、工程、環境方面的防線檢測數據是水工環地質勘察的主要關注點，現在科學技術向前發展的速度很快，對水工環地質勘察的范圍也在逐漸加大，如今對地質數據的變化也已經納入到檢測范圍內，使其具有了更加強大的綜合應用能力。人類對能源的長期開采帶來了很大的地質環境破壞問題，在這種大背景之下，水工環地質勘察應運而生，它是現代人們對環境保護和社會可持續發展的產物，它的出現為經濟效益和環境效益的均衡做出了不可磨滅的重大貢獻，一方面可以使人們更加合理的開采礦產能源，另一方面也可以起到保護自然環境和地質環境的作用[1]。縱觀全球范圍內，水工環地質勘察已經得到廣泛認可，其技術也得到了更加全面、綜合的發展，并逐步走向先進成熟的道路，當然我國的水工環地質勘察技術也在很大程度上取得了巨大進步，并且帶動了相關產業技術的迭代更新。

2 水工環地質勘察在地質工作中的應用

在水工環地質勘察中用到的主要技術包括GPS技術和PTK技術，GPS技術是通過衛星定位確定勘察地點，它能夠取得準確的動態測量數據，可以水工環地質勘察提供技術保障，通過GPS技術，我們可以充分利用衛星進行不間斷的勘察工作和測繪工作，提升勘察的效率。對衛星獲取的測繪數據分析研究，研究人員可有效掌握規定區域內的水文、巖土在固定時間內的變化趨勢，為地質勘察工作的順利進行提供便利條件；RTK技術一個優點是比較靈活，該技術受地形地貌的影響比較有限，對地質災害的防治和處置環境污染等都有明顯的作用，主要原理是利用兩臺接受裝置接收衛星發出的信號，接收衛星信號然后進行對比和分析，如果發現兩臺接受裝置有差異可以及時修正，進而提高接收數據的準確度，水工環地質勘察工作也能使用上更精確的數據；還有一項發展不錯的傳統技術：TEM技術，這項技術近年來也被廣泛用到水工環地質勘察領域中，TEM技術以前是被用于太空領域的，它可以探測太空物質，其特點是可以進行懸空作業，對水文、植被方面的研究有著較大的用處，可以為技術人員在淺層地區地下水系勘察工作中提供強大的技術支持，利用此項技術能夠分析出地下水系和地表水洗之間的水文流向，技術人員借此能準確推斷出兩者之間的補給關系；最后是GPR技術，它的技術原理和GPS的技術原理相似，但是GPR技術有著更高的靈敏度，能幫助勘察人員得到清晰度更高的圖形，GPR技術也存在一定短板：它不能很好地適用于長距離的勘察工作，適用性較低，所以GPR技術的出現并不能完全取代GPS技術，在實際勘察工作中要將兩者有機結合起來使用。

2.1 水文環境測繪

作為水工環地質勘察中的重要組成部分—水文環境測繪，主要的工作是對地表水和地下水進行綜合測繪，還可勘察礦區周邊地區的水層、水系、徑流的分布狀態，在礦產資源開發前這些勘察工作都要完成[2]。勘察技術人員在野外要進行全面勘察工作，掌握泉眼、打井處、老窯、暗河、地表水體的基本情況，對測繪點的水文環境信息要全面掌握，完成上述工作后就能夠為后續礦產資源的開發奠定堅實的基礎，也可為礦產地質環境保護工作提供準確、詳盡的數據支持。

2.2 工程環境測繪

水工環地質勘察中另外比較重要的組成部分就是工程環境測繪，工程環境測繪的主要任務是可對礦產資源分布區域內地質的特征、地質結構、邊坡的狀態、凍融狀態、風化程度等信息進行測繪，也是礦產資源開發前必須要做的工作。因為工程地質的狀態和礦產資源的開發是相互影響的，什么樣的地質狀態要采用相對應的開發方式和技術，也對礦產資源開發后可能遇到的次生地質問題產生一定程度的影響，勘察技術人員一定要掌握好地質的基礎數據，為此后地質環境的保護工作提供數據支持，根據所掌握的數據制定相應的控制回避方案。

3 遙感技術

遙感技術現在被廣泛運用，該技術是利用飛機、人造衛星等高空機械工作的，可在遠距離進行大范圍的地面目標信息收集作業，主要原理是電磁輻射技術。遙感技術用到的設備有電磁定向輻射設備和傳感儀器，它們可對地質信息進行勘測和識別，根據不同物體對電磁波的反射程度不一樣進行成像分析，具有精度高和效率高的優勢。遙感技術不僅被應用與地圖測繪、地質勘查，在軍事領域和氣象觀測領域也得到廣泛使用。依靠遙感技術收集信息、分析信息，有效推動了地質工作水平的向前發展。

4 遙感技術在地質工作中的應用

4.1 宏觀測繪工作

勘察技術人員在地質工作中，借助遙感技術讓飛機或者人造衛星對選定的某一地區進行宏觀測繪，可以輕松完成任務。其中包含的電磁定向輻射設備和傳感器發揮著重大作用，可對該區域的地形地貌、地表水系感測成像，與該地區多年測得的地表、地下水系的觀測數據統一起來就可形成完整的圖像，遙感成像的效率得以大幅度的提升，此外還可對宏觀測繪的精確度有一定成程度的提高，對水工環地質的工作有很大幫助。宏觀測繪在地質勘察工作中占有重，是勘察工作的一部分，利用遙感技術還是比較容易完成的，但想要確保萬無一失，進行更加細致的勘察和測繪是必要的，只有這樣才能獲取更為精確、細致的地質環境和礦產、水資源信息。

4.2 地下水資源勘察

針對地下水資源的勘察也可借助遙感技術中一種專門的勘察技術，那就是通過陸地衛星發射不同波段的電磁波，電磁波到達地面的水體部分，因為不同波段的電磁波對不同澄澈度的水體的投射能力不一樣，可以勘察和測繪地下水資源的數據，進而可以完成對地下水資源分布狀況的勘察和收集地下水資源狀態數據，兩者可同時進行，這種遙感技術就是大名鼎鼎的Landsat MSS.首先要明白Landsat MSS是Landsat系列衛星攜帶的勘測設備得到的勘測數據，這種勘測設備得到的數據可以幫助技術人員勘察地下水資源，同時還可對植被、近海泥沙方面進行相應的勘察測繪工作。MSS技術是目前最先進的勘察技術，它可以勘測深度較大，可以勘測到100m～300m深度范圍內的地下水資源，然后向傳感器反射波段，傳感器根據接收到的不同波段的發射波得出相對應的數據，從而可以準確測定地下水資源的澄澈度、濕度大小和貧富情況，在地下水資源地質勘測工作中MSS技術是一項比較重要的技術手段，為水工環地質勘察工作提供了很多便利和指導。

4.3 利用遙感技術進行水土流失調查

借助遙感技術，對于水土流失的調查工作有了效率上的巨大提升，并且可以準確測定具體的數值。實現水土流失的調查主要是依靠TM（遙感影像原始數據中SCENE01部分數據，它的主要工作是可以準確記錄時間、經緯度、像元的行列數等基本量值）；水土流失還需用到SPOT（這是由法國空間研究中心研制的SOPT系列衛星觀測到立體測繪數據）。把TM與SPOT兩者融合起來，實現成像效果。把TM圖像的多光譜分辨率和SPOT圖像高空間分辨率充分結合，技術人員可以利用動態監測信息系統的動態性的巨大優勢，可對遙感技術拍攝到的高清晰度圖像仔細觀察研究，從而取得對國家的進步和經濟社會的發展有重要價值的信息。利用TM與SPOT還可完成相同時間間隔內的水土流失情況的對比，通過對兩組數據的精確比較，研究人員比較容易直觀的計算得出水土流失地情況，進而得出水土流失是在加速還是減緩的結論。

我們國家在21世紀初就使用了遙感技術，在2002年我國的技術勘察人員使用遙感技術勘察水土流失的情況，得到了大量可靠的關于此項方面的數據。研究人員通過對遙感技術獲得的數據，分析得出我國有的地區的水土流失狀況有一定程度的好轉，也有的其他地區水土流失情況有日漸嚴重的趨勢，也可以從中得出部分地區的水土流失形勢得到一定程度的控制。

4.4 無人機航測及三維成像技術的應用

當下無人機的快速崛起也為水工環地質勘察工作帶來很大便利，無人機具有成本低廉、容易操作的巨大優勢。技術人員在操作端使用平板或智能手機和無人機通過無線信號連接，無人機攜帶的攝像頭可對要勘察的區域進行拍照錄像，技術人員對實時錄像進行分析，可比較直觀的看到該區域內的變化，為下一步的工作打下良好基礎。

礦區開采區域邊坡高陡，礦山道路時有損壞，邊坡局部不能到達，或者人員攀爬難度較大，這些對測量勘察工作產生很大影響。采用無人機航測和三維成像技術，可對開采邊坡進行三維掃描和建模，從而可以得到開采邊坡高精度的三維模型，危巖體分布清晰可見，可以直觀了解巖體結構的特征，不僅減少了勘察人員的野外工作的強度，節約了工作成本，還提高了勘查的精度。

5 結語

綜上所述，隨著科學技術水平的大幅度提高，對地質工作尤其是水工環地質勘察工作都有很大幫助，隨著社會的進步，對勘察的精度和技術要求都有所提高。遙感技術的廣泛應用，提升了水工環地質勘察的工作質量和效率，勘察得到的信息準確性也有了強大保障。這對有關單位合理開展工作和對地質情況的全面了解都具有重大意義。