GPS测绘技术在地质测绘中的应用研究

GPS测绘技术在地质测绘中的应用研究

阮海航

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摘要：随着现代科技的快速发展，地质测绘技术取得了长足的进步。如今，GPS技术已广泛应用于地质测绘的一系列工作中。本文通过讨论GPS技术的特点，重点研究了GPS技术在地质测绘工作中的具体应用，旨在有效促进地质测绘工作的顺利开展。

关键词：地质测绘；GPS技术；具体应用

一、引言

精确定位和定界，GPS技术能够提供高精度的位置定位，可以准确测量和记录地质目标物体（如地层、岩石、断层等）的位置信息。这对于地质调查和研究非常重要，可以实现精确定位和定界，为后续的地质分析和推断提供可靠的基础数据。地质地形的快速获取：通过GPS测绘技术，可以快速获取广大区域内的地质地形数据。传统的地质测绘需要人工采样和测量，费时费力，并且往往只能获得有限的采样点数据。而GPS技术可以通过卫星接收器实时获取地表坐标，并进行测绘和记录，可以高效地获取地质地形的全面数据。GPS技术可以实时监测地壳运动和地质变化，对于地震活动、地表沉降、岩层滑坡等地质灾害的预警和预测具有重要意义。通过安装在不同地点的GPS接收器，可以连续监测地点之间的位移变化，提供实时的地质变化数据，保护人们的生命财产安全。GPS技术在地质勘探和资源开发方面也发挥着重要作用。通过将GPS与其他测量设备（如激光扫描仪、遥感影像等）结合使用，可以绘制出更加精准的地质剖面图和数值模型，帮助确定地下矿藏、石油、天然气等资源的分布情况和储量估计，指导资源的高效开发和利用。

二、GPS 技术的特点

（一）拥有极高的精确准度

GPS测绘技术在地质测绘中具有极高的精确准度表现。由于GPS系统中的卫星数量较多且分布广泛，可以同时接收多颗卫星的信号进行定位计算，从而提高了定位的精度。此外，采用差分GPS技术可以进一步提高精度。在地质测绘中，精确的位置信息对地质要素的分析和研究非常重要。比如，在地质勘探中，GPS测绘技术可以提供准确的地点坐标，帮助确定地质构造、地层分布、地貌特征等；在地质灾害监测与预警中，GPS测绘技术能够提供实时的地表变形信息，帮助判断与预测地震、地滑、地面沉降等灾害风险；在环境地质调查中，GPS测绘技术可以准确记录不同地点的属性数据，用于土地利用规划、资源管理等。

（二）具有较高的工作效率

GPS技术能够实时获取卫星信号并计算接收器的位置，因此可以快速准确地获取地点的坐标信息。相比传统的地质测绘方法，不需要依赖地面标志物或进行复杂的测量操作，大大提高了定位的速度和准确性。GPS系统由众多分布在轨道上的卫星组成，且覆盖范围广泛，可全球使用。这意味着无论在城市区域还是偏远地区，只要有足够的卫星信号可供接收，都可以进行GPS定位，不受地域限制。由于GPS技术可以同时接收多颗卫星的信号进行位置计算，可以实现同步测量。这意味着可以在相同地时间段内获取多个测点的位置信息，提高了测量的效率和一致性，减少了时间成本。现代GPS设备通常配备了数据记录功能，并能将获取的位置信息直接存储为数字数据。这样，在数据采集过程中可以自动记录位置信息，并且数据可直接导入地理信息系统（GIS）等软件进行后续处理和分析，提高了数据的处理效率。

（三）保证较短的观测时间

GPS系统中的卫星数量众多且分布广泛，能够同时接收多颗卫星的信号进行定位计算。通过接收多个卫星的信号，可以大幅缩短观测时间，并提高定位的精度。采用实时差分GPS技术，即通过无线电通信将基准站的观测结果实时传输给移动设备，在移动设备上对信号进行校正。这样可以快速获得准确的位置信息，避免了后期的数据处理和校正过程，节约了观测时间。现代的GPS接收器具有高精度的定位能力，能够快速捕捉卫星信号并进行定位计算。这种高精度接收器可以在短时间内获得准确的位置信息，提高了工作效率。

三、GPS 技术在地质测绘工作中的应用

（一）在野外地质测绘中的作用

GPS技术可以提供准确的位置信息，使地质工作者能够精确定位到目标区域，并能够通过导航功能找到所需的样点、地质标志物或地形要素，简化了勘察和采样的过程。通过搭载GPS接收器的移动设备，可实时采集与记录地质数据，如照片、地理坐标、高程等。这些数据有助于制作地质地图、构建三维模型、分析地质结构和地貌特征等。GPS技术可以通过观测现有的控制点或设置新的控制点，建立起准确的空间控制网。这使得地质测绘工作能够与其他测量数据相连贯，并为后续地质调查提供基础数据。GPS技术能够连续追踪地质构造的变形情况，包括地壳运动、地震活动、地表沉降和隆升等。这对于地质灾害风险评估、地质灾害监测和地质灾害防范具有重要意义。采集到的GPS数据可以通过专业软件进行处理和分析，例如确定样点之间的距离、高差、走向倾角等，进而绘制地形图、剖面图和统计分析。这些分析结果能够提供地质结构、构造演化和地质资源勘查等方面的科学依据。

（二）在水下地形测绘中的应用

一些先进的水下定位系统结合了GPS技术与其他定位技术（如惯性导航、声学定位、激光雷达等），以提供水下位置信息。这些系统通过计算水下探测器的位置，能够协助绘制水下地形地图。声纳测深仪是一种常见的水下测绘工具，可用于测量水下区域的深度和地形。它通过发射声波脉冲，并根据接收到的返回信号计算距离和深度。当与精确的地理位置数据相结合时，可以生成水下地形模型。一些激光测距仪可以通过向水下发送激光束，并测量返回的光束的时间延迟来计算距离。结合航行记录和姿态传感器数据，可以生成水下地形的点云数据，用于创建三维地形模型。多波束声纳系统能够同时发出多个声波束，并接收多个返回信号，以获取更丰富的水下地形数据。这些数据可以与其他位置信息结合，在处理和分析后生成水下地形图。

（三）在处理数据文件中的应用

GPS可以提供准确的时间和位置信息，因此在数据文件处理中常用于标记数据记录的时间和空间位置。通过将GPS信息与其他传感器或测量设备生成的数据关联起来，可以对数据进行更精确的分析和处理。将GPS定位信息与地理信息系统（GIS）相结合，可以将数据文件与特定的地理位置进行关联。这样可以实现地理空间分析、地图制作、位置可视化等功能。例如，利用GPS坐标可以对采集的照片、气象数据、环境监测数据等进行地理位置的编码和存储，以便后续的地理分析和展示。通过记录GPS定位信息，可以捕捉和记录移动对象（如车辆、人员）的轨迹和行程。这对于车辆管理、物流跟踪、环境监测等应用非常有用。通过对GPS轨迹数据进行分析，可以了解路径选择、行驶速度、停留时间等信息，从而优化路线规划和效率。GPS定位信息可以用于将不同源头的空间数据整合和匹配。通过使用GPS作为参考，可以将来自不同设备或传感器的数据对齐，使其具有一致的时空参考。例如，融合GPS与遥感数据、地形数据、建筑模型等，可以实现更精确的地理信息融合和分析。

四、结束语

基于城市基坑支护复杂性的特点，将 BIM 技术应用于城市基坑支护的建设中，实现了基坑支护在规划、设计、施工等阶段的工程信息的数字化表达，实现了可视化的基坑支护模拟建设，从而分析基坑支护在时间和空间维度上的安全性。目前，BIM 技术主要运用于房屋建筑中，基坑支护方面的应用比较少，但随着信息化技术的不断发展，BIM 技术也会越来越成熟，相信 BIM 技术的更深层次应用也越来越广泛。

参考文献

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[2]赵雪锋,姚爱军,刘东明,等.BIM技术在中国基础工程中的应用[J].施工技术，201544(6):49-53

[3]杨敏，赵军.BIM 技术在深基坑工程中的应用探讨[J].工程地质学报，2014(22):407-412.