汪兆銳

(蘭州現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院,甘肅 蘭州 730300)

0 引言

地質(zhì)工程測量工作是我國國土開發(fā)以及礦產(chǎn)資源開采不可或缺的重要基礎(chǔ)工作，地質(zhì)工程測量工作所用的測量技術(shù)對圖像以及測量結(jié)果的精準(zhǔn)度必然會產(chǎn)生明顯的影響。在我國信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展的影響下，各行業(yè)都在嘗試與現(xiàn)代信息技術(shù)成果緊密融合，而在測量工作領(lǐng)域中，信息技術(shù)的加入使得科學(xué)理論和綜合技術(shù)水平都得到了明顯發(fā)展，地質(zhì)測繪技術(shù)的操作變得更加簡潔，測量結(jié)果也變得更加精確?，F(xiàn)如今，新型測繪地理信息技術(shù)已經(jīng)成為地質(zhì)工程測量工作中不可或缺的基礎(chǔ)條件。故此，本文通過研究地質(zhì)工程測量工作中包括全球定位、地理信息等在內(nèi)的新型測繪地理信息技術(shù)應(yīng)用以及應(yīng)用保障措施，為新型地理信息測繪技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的逐漸普及和應(yīng)用提供參考。

1 地質(zhì)工程測量工作中新型測繪地理信息技術(shù)應(yīng)用的價值

1.1 成圖精準(zhǔn)度明顯提升

在信息技術(shù)應(yīng)用之前，地質(zhì)工程測量工作雖然可以利用相關(guān)的檢測儀器進行數(shù)據(jù)測量，但在具體處理的過程中依舊需要進行人員的手工計算以及繪圖等多項工作，測繪人員需要根據(jù)測量得到的各項數(shù)據(jù)進行手動繪制，目前人類手動的操作精度和信息技術(shù)相比存在明顯差距，意味著利用手工繪制得到的地質(zhì)測繪圖紙缺乏精準(zhǔn)性。新型測繪地理信息技術(shù)以全球定位、地理信息和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等成果為主，這些全新的測繪信息技術(shù)成果可以在綜合利用各種自動測量設(shè)備的前提下，將測量的相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)后臺自動進行計算，并以此為基礎(chǔ)根據(jù)提前設(shè)定好的軟件程序自動繪制地質(zhì)工程圖紙，能夠在精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持下形成最為精準(zhǔn)的地質(zhì)工程圖像。

1.2 數(shù)據(jù)圖像的直觀展示

新型測繪地理信息技術(shù)在地質(zhì)工程測量工作中的應(yīng)用，需要相關(guān)人員利用全站儀進行目標(biāo)區(qū)域的地形勘探以及測量，在獲取全部地形數(shù)據(jù)的前提下，由計算機后臺和軟件在全部處理各項數(shù)據(jù)之后得出精準(zhǔn)的分析結(jié)果，以此為基礎(chǔ)繪制圖紙。隨后計算機會將最終得到的圖紙信息傳遞到打印機和繪圖儀器中，電子部分圖像數(shù)據(jù)可以在數(shù)據(jù)庫中分類儲存，而打印機和繪圖儀則能夠打印出完善的測量圖紙[1]。同時，數(shù)字化的測繪圖可以利用計算機客觀展示在測繪人員眼前，全面展示被檢測區(qū)域的地形地貌，并且能夠幫助相關(guān)人員詳細觀察各種數(shù)據(jù)信息。

1.3 測量精度有所提升

相較于傳統(tǒng)的手動地質(zhì)工程測量方法，各種新型的測繪地理信息技術(shù)應(yīng)用在測量精度方面得到了明顯提升，意味著在具體檢測中的數(shù)據(jù)誤差能夠控制在極低的范圍內(nèi)。以目前我國新型社會地理信息技術(shù)的應(yīng)用實踐看來，如果相關(guān)技術(shù)能夠針對300m以內(nèi)的目標(biāo)進行監(jiān)測，地點和物體之間的誤差經(jīng)過成像之后的數(shù)據(jù)差距只有2mm左右，地形的高度差數(shù)值也僅有8mm左右[2]。經(jīng)過現(xiàn)代化儀器測量的各項數(shù)據(jù)能夠上傳到系統(tǒng)后臺中分類進行儲存，在有效避免數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大誤差的同時，維護各種測量數(shù)據(jù)的安全性。

2 地質(zhì)工程測量中的新型測繪地理信息技術(shù)的類型

2.1 全球定位

全球定位系統(tǒng)是一項以衛(wèi)星系統(tǒng)作為基礎(chǔ)形成的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行距離的測量，最初是在軍事行業(yè)中運用，但如今已經(jīng)在交通、地質(zhì)測繪等行業(yè)中逐漸普及。隨著這一技術(shù)在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，其全球定位功能模塊也更加完善，能夠針對各項位置信息進行全天候連續(xù)監(jiān)測及實時更新，同時可以幫助相關(guān)人員搜索到達目標(biāo)區(qū)域的最短路徑。從技術(shù)原理層面看來，全球定位系統(tǒng)是以空間測距、定位測量作為出發(fā)點，向用戶發(fā)射測距信號。信號發(fā)射完畢后，再測量衛(wèi)星與接收器之間的有效距離，在系統(tǒng)后臺計算完畢后，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)與位置信息[3]。

作為一種典型的三維定位技術(shù)，全球定位系統(tǒng)在測量精度和可靠性方面有著巨大的優(yōu)勢，且已經(jīng)基本取代了傳統(tǒng)的地質(zhì)手工測量技術(shù)。在我國北斗同步衛(wèi)星系統(tǒng)的建設(shè)、發(fā)展，使得國內(nèi)的全球定位系統(tǒng)迅速得到了升級，能夠在地質(zhì)工程測量工作中以最快的速度完成測繪工作，并保障最終測繪結(jié)果的精準(zhǔn)性。隨著我國北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的持續(xù)完善，全球定位系統(tǒng)技術(shù)能夠在地質(zhì)測量工作中通過各項檢測儀器的安裝實現(xiàn)連續(xù)性的動態(tài)測量，可以幫助測繪人員獲取一段時間內(nèi)地形發(fā)展和變化的具體狀況。此外，全球定位技術(shù)在地質(zhì)工程測繪測量工作中的應(yīng)用可以輔助測繪人員以最快速度完成目標(biāo)區(qū)域的定位控制點設(shè)置工作，用于地質(zhì)工程測量的人力物力資源投入明顯減少。

以目前全球定位技術(shù)的實踐應(yīng)用來看，RTK動態(tài)實時測量技術(shù)是在地質(zhì)工程測量工作中應(yīng)用較為普及的技術(shù)成果。在野外地形測量工作中，測量站點的精準(zhǔn)設(shè)置基本能夠一次性完成較大范圍內(nèi)的區(qū)域測量任務(wù)。 這種方式也更為簡單。在站點遷移的過程中，僅需要一人便可完成相應(yīng)的操作，使得戶外的地質(zhì)工程測量工作效率和質(zhì)量明顯提升?，F(xiàn)代化測量儀器的應(yīng)用使得在傳統(tǒng)手工測量中因為人為失誤帶來的數(shù)據(jù)誤差能夠得到有效的管控，從而落實較高精度的定位工作。

2.2 地理信息

地理信息系統(tǒng)是以現(xiàn)代計算機軟件和硬件系統(tǒng)作為基礎(chǔ)條件，綜合使用測繪和測量技術(shù)、數(shù)據(jù)庫融合，在采集地理信息數(shù)據(jù)前提下，建立的一種數(shù)據(jù)采集、儲存、管理和處理的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)能夠針對地理學(xué)相關(guān)知識進行整合處理，并綜合利用算機技術(shù)建立完善的信息系統(tǒng)，確保能夠?qū)⒌貓D測量數(shù)據(jù)、遙感影像等各項資料進行合理分析。地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)工程測量工作實踐中，一般在控制網(wǎng)的優(yōu)化過程中應(yīng)用較為普遍，工作人員可以將經(jīng)過觀測得到的相關(guān)參數(shù)錄入到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，借由計算機軟件形成對應(yīng)的直觀數(shù)據(jù)圖形確定各個觀測點的誤差精度，在針對各項設(shè)計方案進行對比的前提下，確保能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測方案內(nèi)容的最優(yōu)化調(diào)整。同時，地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)工程測量繪圖工作中也有著十分廣泛的應(yīng)用，測繪人員可以借助系統(tǒng)內(nèi)置的圖形繪制功能模塊，根據(jù)經(jīng)過計算得來的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)繪制對應(yīng)的地質(zhì)影像，并且可以在軟件中直觀進行展示，甚至能夠與當(dāng)下的多媒體技術(shù)融合應(yīng)用建立完善的三維地質(zhì)工程模型。

2.3 攝影及遙感測量

這一技術(shù)綜合了遙感測量和攝影測量兩個學(xué)科知識，將其融合之后，形成的新型測繪地理信息技術(shù)成果，攝像測量部分能夠利用攝影技術(shù)，獲取測繪區(qū)域的地面和物體影像信息。這些地表信息包括研究對象的形狀、大小、位置等。

遙感測量技術(shù)是以航空攝影測量技術(shù)為基礎(chǔ)形成的，圖形成像和數(shù)據(jù)獲取能力都得到了明顯的發(fā)展。在地質(zhì)工程測量工作實踐中，攝影及遙感測量技術(shù)的綜合應(yīng)用，使得用于測量工作的人力資源大幅度縮減，最終的測量結(jié)果也能得到保障。在我國攝影技術(shù)和相關(guān)設(shè)備持續(xù)發(fā)展的影響下，攝影及遙感測量技術(shù)采集的各項影像數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度得到了更進一步的提升，同時傳統(tǒng)影像拍攝過程中存在的幾何變形問題也能夠有效克服。

由此不難發(fā)現(xiàn)，在地質(zhì)工程測量工作中遙感和攝影測量技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離、大范圍的測量，測繪人員能夠從利用計算機信息技術(shù)將目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)地形信息全方位獲取，以較高的效率完成工程測量工作，有效地壓縮經(jīng)濟成本投入?，F(xiàn)如今，攝影及遙感測量技術(shù)已經(jīng)能夠針對各項數(shù)據(jù)進行大規(guī)模優(yōu)化，并且計算機技術(shù)可以在圖像翻譯和圖像處理等方面發(fā)揮應(yīng)有的作用，使得目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)工程測量數(shù)據(jù)變得更加完善，出現(xiàn)了立體化發(fā)展傾向。

攝影和遙感測量技術(shù)在地質(zhì)工程測量工作中的應(yīng)用需要測量人員以目標(biāo)區(qū)域的實際狀況合理地設(shè)置無人機的航線，將起飛和終止路線合理規(guī)劃[4]。為了維護影像測繪數(shù)據(jù)的完整性、精準(zhǔn)性，航線需要和測區(qū)的邊界線之間保持一定的偏離角度。在此之后，相關(guān)人員可以將空間影像數(shù)據(jù)錄入軟件之中，借助坐標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置形成空間直角坐標(biāo)系，根據(jù)程序中預(yù)定的算法將其中存在問題的影像數(shù)據(jù)全方位進行篩選和處理，根據(jù)實際的地質(zhì)工程測量工作需求進行針對性的區(qū)域補測。在獲得目標(biāo)區(qū)域的全體地質(zhì)工程測量數(shù)據(jù)之后，可以進行三維模型的生成和處理，測繪工作效率和結(jié)果精度得到了進一步提升。

2.4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展中的全新技術(shù)成果，逐漸成為地質(zhì)測量工作中的全新技術(shù)支撐。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在地質(zhì)測量中的應(yīng)用是以計算機技術(shù)為核心，在完成數(shù)據(jù)處理圖像轉(zhuǎn)化之后，形成對應(yīng)的三維立體模型，測繪人員可以通過視覺、聽覺和觸覺了解區(qū)域內(nèi)的實際地質(zhì)狀況[5]。比如，在針對區(qū)域內(nèi)的降水量進行分析和測繪的過程中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將一定階段內(nèi)的降水?dāng)?shù)據(jù)全方位進行分析和處理，由技術(shù)人員針對降水的實際狀況進行模擬，從而提前準(zhǔn)備好對應(yīng)的預(yù)防工作預(yù)案，并且虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以在地質(zhì)工程測量工作中進行多臺設(shè)備的聯(lián)動使用，可以在有效處理原始地質(zhì)測量數(shù)據(jù)的前提下，進一步提高數(shù)據(jù)成像的精準(zhǔn)度。在地質(zhì)工程測繪實踐中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以和遙感影像系統(tǒng)融合應(yīng)用將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為真實的畫面，且相關(guān)人員可以進行圖像的二次轉(zhuǎn)化，建立完善的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，工作人員也可以利用快速標(biāo)記法進行數(shù)據(jù)和圖像的處理。

3 新型測繪地理信息技術(shù)有效應(yīng)用的保障措施

3.1 專業(yè)測繪工作隊伍的建設(shè)

當(dāng)下，用于地質(zhì)工程測量工作的新型測繪地理信息技術(shù)正處于穩(wěn)步發(fā)展的階段，使得地質(zhì)測繪工作的技術(shù)方法的選擇空間逐漸擴張，測量結(jié)果的效率和結(jié)果精準(zhǔn)度都能夠得到明顯的提升。但全新的信息技術(shù)成果以及相關(guān)設(shè)備是否能夠獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，與工作人員的站點布置和數(shù)據(jù)處理以及分析等方面都有著一定的關(guān)聯(lián)。故此，測繪部門需要在引入新型測繪地理信息技術(shù)的前提下，關(guān)注專業(yè)測繪隊伍的建立。針對目前國內(nèi)測繪行業(yè)專業(yè)人員缺口較大的現(xiàn)象，檢測部門可以與國內(nèi)的高等院校進行合作，借助校內(nèi)開設(shè)的地質(zhì)工程測繪專業(yè)，將各種新型的測繪地理信息技術(shù)成果引入其中，以學(xué)生的實踐操作進一步強化地質(zhì)工程測量工作中新型技術(shù)成果的應(yīng)用水平。針對監(jiān)測部門已有的測量工作人員，需要將新型測繪地理信息技術(shù)的成果以及具體運用技巧，定期組織相關(guān)人員進行集中培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，確保測繪工作隊伍能夠在專業(yè)理論和實踐操作技巧方面走在時代發(fā)展的前列。

3.2 合理控制測量誤差

新型測繪地理信息技術(shù)在地質(zhì)工程測量工作中的應(yīng)用，可以在獲取目標(biāo)區(qū)域、地理位置以及普通地質(zhì)數(shù)據(jù)信息的前提下，為后續(xù)的礦產(chǎn)資源開發(fā)以及國土空間開發(fā)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。但在具體應(yīng)用過程中，和全球定位系統(tǒng)、攝影遙感測量等技術(shù)對應(yīng)的相關(guān)設(shè)備，通常會因為距離限制而產(chǎn)生一定的測量數(shù)值誤差，尤其是衛(wèi)星在使用過程中會帶來明顯的電離層折射誤差和流程折射等路徑方面的誤差效果，導(dǎo)致測繪結(jié)果和真實狀況之間存在一定的差距。故此，測繪工作人員在選擇使用新型測繪地理信息技術(shù)成果時，需要針對引發(fā)誤差的相關(guān)因素全面進行分析，針對區(qū)域內(nèi)大氣以及地質(zhì)狀況合理確定測繪工作方案。接收器作為地質(zhì)測量工作中的核心設(shè)備，測量時間誤差和測量中心會存在明顯的偏差，對于測量工作效果的精準(zhǔn)度的影響十分明顯。

4 總 結(jié)

地質(zhì)工程測量工作作為國內(nèi)礦產(chǎn)資源開采、國土空間開發(fā)的基礎(chǔ)條件，新型測繪地理信息技術(shù)成果的應(yīng)用在測繪工作的效率和結(jié)果精準(zhǔn)度提升方面都有著十分重要的促進作用。如今，全球定位、地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及攝影遙感測量等現(xiàn)代信息技術(shù)成果已經(jīng)在地質(zhì)工程測繪工作中逐漸普及和應(yīng)用。監(jiān)測部門為了進一步提升監(jiān)測工作的效率以及最終結(jié)果和圖像的精準(zhǔn)性，在組建高素質(zhì)專業(yè)測繪工作隊伍的前提下，需要針對不同區(qū)域的大氣環(huán)境和地質(zhì)狀況建立完善的工程測繪方案。