影像定位技術在測繪中的使用分析

李明曦　高娟

摘要：地質測繪在地質工程作業中屬于一項不可缺少的基礎性工作，對整個地質工程施工、對項目開發的最終成果起著重要的作用。隨著現代測繪技術的發展，為地質測繪工程提供了重要的技術支持，當前已經形成了多項新技術與新理念，其運用中顯著提升了地質測繪工程質量，探討影像定位技術在地質測繪中的運用方式，分析了地質測繪作業以及影像技術的運用價值，為地質測繪工作的進行提供一定參考與指導。

關鍵詞：影像定位技術;地質測繪工作;遙感影像技術;三維可視化技術

中圖分類號：P627 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2022）07-0193-04

Application analysis of image positioning technology in geological surveying and mapping

LI Mingxi， GAO Juan

（The Third Institute of Geology and Mineral Resources Survey， Henan Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development， Xinyang 464000， Henan China）

Abstract：The geological surveying and mapping in geological engineering work is an indispensable basic work， which plays an important role for the whole geological engineering construction and the final results of project development. Along with the gradual development of modern surveying and mapping technology， important technical support for geological mapping project is provided. At present， a number of new technologies and concepts have been formed， which have significantly improved the quality of geological surveying and mapping engineering， discussed the application mode of image positioning technology in geological surveying and mapping， and analyzed the application value of geological surveying and mapping operation and image technology， so as to provide some reference and guidance for the progress of geological surveying and mapping.

Key words：image positioning technology; geological surveying and mapping; remote sensing image technology; 3D visualization technology

當前，我國影像技術發展逐漸成熟，形成了較為系統的影像技術發展體系，在很多領域中得到了廣泛應用，受到了高度評價，具有較高的便捷化與高效率，能夠提升行業工作水平，技術本身應用領域較為廣泛，獲得了市場的廣泛認可。在地質測繪中，該技術具有廣泛應用價值，能夠提升測繪工作精度與測繪效率，減少人為測量工作中可能產生的誤差，有效分析地質測繪工作中可能出現的各項要素，提升地質測繪的精準性，為地質測繪工作的進行提供必要的技術支持。本文主要探索影像定位技術的運用。

1影像定位技術與地質測繪

1.1地質測繪行業

地質工程開展的重要前提與基礎是地質測繪工作，在測量之前要求掌握地質基本情況，通過測繪工作能夠完成該任務，在地質測繪時要求全面分析地質剖面、礦坑深度以及地質工程點，對地質開展情況進行全面分析與掌握，并精準制定出地質工程的設計方案，提升設計方案的有效性與準確性，以此構建地理學與地質測繪的緊密聯系，在測繪中要求將物理知識、工業知識與地理知識等運用至測繪工作之中，通過技術的合理利用，全面勘查分析工程施工地點，結合工程測量數據，準確統計分析工程測量情況[1]。

由此得出地質工程的勘探圖，并使用專業符號與顏色進行標記。通過專業分析工具的運用得出地質信息，在這一工作開展中，要求測繪人員具有專業的測繪知識，保持良好的工作態度，細心處理各項數據，得出精準全面的測量數據。

1.2影像定位技術

當前，我國影像定位技術逐漸成熟，但是由于其發展起步較晚，進入地質工程施工測繪的時間相對較短，在地質工程分析中依然處于初步的探索階段，影像定位技術的應用原理是采用遙感器對勘探地質形成電磁波，接收遠距離目標反射線。將得到的數據進行統一整理分析與處理，以此綜合全面地反映出施工地段的各項信息，并將信息提交至地質工程，為工程的順利進行提供必要的支持依據。影像定位技術運用中采集不同波段的電磁波信息，使得傳感器像素值能夠反映不同波段的電磁波信息，對地質測繪工作提供依據[2]。

在使用過程中，應當注意避免出現壓縮遙感圖像的現象，以此對收集到的全部信息進行歸類分析與整理提升，使得遙感信息圖像具有較高的精準度。[JP2]當前在野外地質勘測中大量運用了影像定位技術，是對人工測量技術的重要補充。該技術當前在地質勘測中屬于先進的發展方式，在地質構造與空間分布層面具有精準的測量價值，在地質測繪方面具有較大的應用空間。在波動較大的地段能夠構建信息追蹤方式，為工程的順利施工提供必要的支持依據。

2影像定位技術在地質測繪中的應用價值

隨著工程地質測繪工作的逐漸積累，當前我國測繪工作的發展逐漸成熟，在運營過程中，能夠在較短的時間內得出測區監控范圍內的地質信息，具有非常高的精準度。在工程測繪中，逐漸顯示出重要的應用價值，能夠全方位、全天候進行實時測量作業，通過全球定位技術的運用，提升影像定位技術的可靠性，在測量監控區域內構建定位與導航體系。

影像定位技術能夠建立24 h地質信息監控方式，有效克服了傳統人為測量工作中存在的弊端，由此得出監控區域內的地質數據具有極高的準確性。由于測繪技術的便捷與高效應用優勢，當前在國內外地質測量中均得到了廣泛運用。在對礦區巖層劃分上，可以使用影像定位技術得出地質基本屬性，以此為地質類型劃分提供基本依據。遙感影像定位技術在當前影像定位中運用較為頻繁，能夠準確得出勘測工程周邊區域的存在規律以及地質特征，由此得出勘測地質巖層的實際發展情況以及空間分布特征，在地質工程中運用較為廣泛。其能夠提升地質工程施工效率，使得地質測量單位與施工單位準確掌握地質周邊區域的紋理特征以及地質狀況，具有傳統測繪技術難以比擬的優勢，顯著提升了影像定位測繪技術的應用效率及測量精度，為地質工程后續施工作業提供基本的數據支持[3]。

3影像定位技術在地質測繪中的應用分析

3.1遙感影像技術

遙感影像技術當前在很多地質測繪工作中均有廣泛應用，能夠獲取真實的影像遙感資料，運用的技術原理為通過遙感接收器接收地面反射信號，并發出電磁波，由此建立信息傳遞方式，當前在地質工作中運用廣泛，包括煤層開采、礦石開采以及地質勘探等[4]。

遙感影像技術運用中每一個遙感影像對應一個數值，主要通過波段描述來獲取數據。結合傳感器的不同，遙感資料像素值也具有一定的差異性。該技術運用中所得到的信息不能壓縮，以此避免信息傳遞過程中出現損壞或丟失等現象。使用過程中由于使用了不同的傳感器類別，采用了不同的信息處理格式。當前我國影像技術逐漸成熟，影像技術生產廠家逐漸增多，要求將描述傳感器影像資料時與傳感器的使用類型相結合，提升影像描述資料的針對性與精準性[5]。

3.2三維可視化技術、影像動態技術

地質測繪工作進行中，三維可視化技術和影像動態技術應用較為廣泛，該技術應用的重要領域之一是野外地質測繪，與傳統測繪技術相比，運用優勢明顯，是對遙感技術應用的進一步突破與完善，能夠深化地質勘測，從宏觀與微觀層面建立更為廣泛的地質測繪方式，提升地質測繪精度，并對此構建可行性的測繪方案，將其與地質條件分析相結合，最終分析出測區明確的地質特征[6]。

三維測繪技術運用中結合測區確定地質觀察路線以及解譯標志，并結合測區實際情況進行布置，主要將其布置于巖石較多以及地質條件良好的區域，以此提升測量精準性，要求地質觀測路線與測量區域的構造成垂直狀態。測量作業進行過程中以穿越線路為主得出相應數據，結合實際條件進行測量線路的布置與追蹤;若測量區域中巖石巖性呈現出較為明顯的變化，則要求布置專門的追蹤路線，對路線進行及時追蹤與技術分析，全面掌握測量區域的巖石分布情況、地質接觸關系以及地質空間構造情況等。

4影像定位技術在地質測繪中的具體運用

4.1地震預警

地震產生的原因主要是由于出現活斷層以及地質構造等，導致出現地震災害，對人民群眾的生命財產安全產生了極大的威脅，影響工程區域內巖體的穩定性以及不同性質巖體的穩定性。通過地質測繪技術的運用，能夠有效分析地質構造情況;因此影像定位技術對地震災害預警具有廣泛的應用價值。

在作業過程中，能夠獲取測量區域內地質變化的圖像信息，通過專業分析工具的運用，得出地質構造與地震之間的有效關系，為地震災害的預測提供全面真實可靠的數據信息，并采用有針對性的預防措施，減少地震災害對工程建設可能造成的危害。對地震災害制定預警方案，通過對地質影像資料的分析，結合影像定位技術，明確地震發生與地質構造之間的關系，并采取積極的規避措施;聯合衛星技術對得出的信息進行深入分析，對地震的發生建立預警機制，獲取地質資料，在地震預警分析中作用顯著[7]。

4.2水文地質勘察

在水文地質勘察中影像定位技術應用較為廣泛，能夠通過衛星反饋獲取航空相片以及其他信息，使得測量人員精準掌握水文測區各個階段的實際情況，明晰水文地質的分布情況，及時追蹤核查地下水的形成情況、存儲情況、流量變化情況以及不同階段的變化趨勢等，為地下水資源的開發與利用提供數據依據，包括對地下水的排出作業等。

地下水位測量工作具有較強的綜合性與難度，衛星遙感技術的運用為信息整合與分析提供了必要的工具，能夠在短時間內得出精準的測量數據，反映水文地質的運行規律。遙感衛星技術能夠為傳輸地下水資源的有效信息并構建信息分析方式，真實全面的反映地下水含水量以及含水構造情況等。在地下水資源測繪工作中，影像定位技術能夠提升測繪效果。

4.3礦區水文測繪

測繪工作是礦區工作開展的重要依據，要求開展礦區水文測量作業，解譯遙感圖像的運用在礦區測繪中具有運用價值。其能夠在短時間內分析出地質點構造中的含水量情況，通過精準測算得出礦井位置，從而有計劃地進行礦產資源開采，有效定位礦井位置。通過影像定位技術，能夠對預防礦井水透水起到良好的預防作用，對礦區工作開展起到一定指導意義。從而更好地保證礦井人員的人身安全，為礦區工作開展提供數據依據。

4.4鐵路工程地質勘察

當前我國在鐵路建設中也大量運用了影像定位技術，隨著我國鐵路事業的建設與完善，在鐵路地質勘察與測繪中廣泛使用了影像定位技術，如青藏鐵路、懷渝鐵路、西康鐵路、內昆鐵路、枝萬鐵路以及贛龍鐵路等。不同的鐵路路線在建設的前期規劃階段、中期建設階段以及后期收工階段大量運用了影像定位技術，由此在地質勘查中能夠獲得鐵路項目建設所需要的地質資料。

當前我國鐵路工程建設中可能出現一些問題，包括資料老化、施工地質條件記載不詳細以及材料中各項資料比例不適合等，給工程勘察帶來了一定的難度，可能延長施工周期，降低了鐵路工程測繪數據的準確性。影像測繪技術的運用能夠有效突破這一困局，釋放大量人力與物力，省去了野外作業環節，對鐵路建設起到了顯著應用效果，提升勘探效率，為鐵路工程勘察工作提供科學的數據支持。能夠有效解決地質勘查中的一些問題與困境，實現數據勘查目標，避免施工出現盲目性建設現象，提升工程建設效率[8]。

4.5野外施測選點運用

野外工作是地質工程測量工作的重要內容之一，具有較高的測量難度，隨著當前科學技術的發展，對野外工程測量提出了更高的要求。影像定位技術的運用能夠提升野外測量數據的專業度與精準度，在野外勘察測繪中容易受到野外環境的限制，包括高地流水冰川及其他條件等，可能降低地質工程勘測精度。

此時可以選擇GPS測繪技術，該技術在較為惡劣的野外環境中依然能夠保持較高的測量精度，能夠有效避免戶外因素對測繪工作造成的不良影響。其主要采用大功率無線發射源為主的測量方式，在測繪作業進行中能夠減少電磁干擾。例如在勘查全新區域時，若未使用大比例地形圖，則要求構建一個全新的勘探區控制網，并結合測量工作的開展需要進行分級布置，按照一定的間隔布置被測區域近期以及遠期的測量位置，由此進行全區域以及全時間段的測繪工作，減少測繪工作中的邊緣誤差。

5應用案例

某海洋海圖編制過程中運用了影像定位技術，采用了專業化的營銷編制方法，顯著提升了測繪工作效率，提升了測繪工作的精準性。在實際測量作業過程中要求結合該海洋海圖制作與使用要求，選擇不同分辨率的測繪遙感影像數據信息，在實際地質測繪中，不同領域的測繪對分辨率的要求有所差異，主要采用較高分辨率的影像數據資料，結果如表1所示。

在實際測量作業進行過程中，要求測繪工作人員將藍光、綠光、紅光波段通過專業技術進行色彩合成，構成與地物顏色一致的真彩色，將其運用于測繪工作之中，獲得能夠解讀的遙感影像;運用專業分析技術對遙感影像進行破譯，解讀該海洋中相關地理信息要素，對地理要素構建數字化顯示方式，為測繪信息分析提供基本數據支持。

若需要更新地圖，可將得到的影像信息與舊地圖進行對比，找出需要更新的信息，并結合影像定位技術，如實反映測區地形、地貌以及水文地質狀況;綜合反映出整個測區的宏觀面貌，并從微觀層面進行深入剖析，通過測繪技術的運用，使得測繪人員能夠全面把握測區的地質情況。

此次工作進行過程中，順利完成了對海洋海圖的編制工作，為相應工程建設提供了基本的數據支持依據。例如某高速公路在測繪中采用了遙感影像定位技術，以此獲取圖像分析數據。在數據中能夠清楚地顯示當地地質工程建設中的地質標志，通過分析設計地質勘測路線，采用垂直于區域構造路線的主路線，必要情況下設置追溯路線作為輔助路線，采用了6條航飛像片基線，進行地形圖資料的收集與分析。選擇兩個明顯的坐標作為像控點，在測繪工作中將高層與平面物的誤差放寬至5 m范圍，采用了特征線測量、模型定向以及相關地物屬性測量方式。通過不同測量方式的綜合運用得出最終的測量結果，以此為依據創造影像模型，構成建筑物正射影像圖。該工程測量中形狀表現成條帶狀，對高速公路施工提供指導。

6結語

當前我國影像定位技術已經逐漸成熟，對地質測繪工作提供了必要的技術支撐，應用較為廣泛，在地質測繪工作中要求準確把握影像測繪技術，運用正確的使用方式與專業測繪手段，提升影像定位技術在地質測繪中的運用效率，提升勘測精準度與勘測效率。通過地質測繪技術的運用，有效分析地質構造情況，采用有針對性的預防措施，明確地震發生與地質構造之間的關系。在水文地質勘查中影像定位技術應用較為廣泛，能夠明晰水文地質的分布情況，追蹤核查地下水的形成情況、存儲情況、流量變化情況以及變化趨勢，解譯遙感圖像的運用在礦區測繪中能夠在短時間內分析出地質點構造中的含水量情況。在鐵路地質勘察與測繪中廣泛使用了影像定位技術，能夠減少戶外測量測繪作業中的風險，為地質測繪工作的順利進行保駕護航。

【參考文獻】

[1]程小河，段文華.基于高分七號衛星影像的空三加密優化方案探索[J].地理空間信息，2021，19（4）：1-3.

[2]林璐，楊青，譚寶琳，等.基于高分三號衛星SAR影像的DOM制作方法研究[J].測繪與空間地理信息，2021，44（4）：88-90.

[3]牛麗娟，李立功，劉莎.高樁樁基工程測量施工投影變形與放樣精度的問題研究[J].粘接，2020，44（10）：119-121.

[4]王青.地面三維激光掃描技術在工程測量中的應用[J].粘接，2020，43（9）：94-97.

[5]武堅，王佑武，劉建成，等.單Geo Eye-1影像對的高原區域像控點布設與定位精度探討[J].測繪，2020，43（5）：220-222.

[6]張西軍，薄成，劉暢.鑲嵌數據集框架下海量影像管理系統設計及實現[J].測繪地理信息，2021，46（2）：101-105.

[7]張曉東，楊元喜，崔先強.可量測影像序列的組合定位算法及其在1∶50 000地圖測繪中的應用[J].測繪學報，2010，39（3）：231-237.

[8]QIN J Q，? LAN C Z，? CUI Z X，? et al. A reference satellite Image retrieval method for drone absolute positioning[J/OL].Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi： 10.13203/j.whugis20200229.