地理空间信息技术在地质测绘中的应用研究.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 204 地理空间信息技术在地质测绘中的应用研究 葛立佳 河北省地质矿产勘查开发局第三地质大队，河北 张家口 075000 摘要：摘要：地球是人类赖以生存的家园，而对地球及其资源的认知和研究则需要依赖地质测绘技术。传统测绘方法受限于精度和效率，难以满足现代地质学的复杂需求。随着遥感、GPS、激光扫描和 GIS 等地理空间信息技术的兴起，地质测绘进入了全新的时代，地理空间信息技术的迅猛发展为地质测绘带来全新可能，在地质学领域取得了重要的应用与成果。本文旨在探讨地理空间信息技术在地质测绘中的应用，以期为地质学的发展提供新的参考。关键词：关键词：地理空间信息技术；地质测绘；应用 中图分类号：中图分类号：P623 0 引言 地质测绘作为一门关键的地学领域，对于研究地球内部结构、地质演化以及地质灾害等具有重要意义。传统的地质测绘方法往往存在精度不高、耗时耗力等问题，而随着地理空间信息技术的迅猛发展，如卫星遥感、全球定位系统（GPS）、激光扫描（LiDAR）和地理信息系统（GIS）等，为地质测绘领域带来了革命性的变化。地理空间信息技术的应用使得地质测绘能够更准确、高效地获取地球表面和地下的各种数据，极大地提高了地质测绘的精度和可靠性。1 地质测绘内容 地质测绘是研究地球内部结构、地质构造和地表地貌等地质现象的重要技术，通过收集、记录和分析地球表面和地下的各种数据，为地质学研究、资源勘探和环境保护提供基础数据和信息支持1。地质测绘的主要内容包括地形和地貌测绘、地下构造测绘及沉积物测绘等。形和地貌测绘通过使用卫星遥感、航空摄影、激光雷达和地面测量等地理空间信息技术，获取地球表面的地形和地貌数据，数据可以包括地表的高程、坡度、曲率以及地表特征如河流、山脉、湖泊和沙丘等。地形和地貌测绘的目的是了解地球表面的形态和地貌特征，揭示地质过程和地形演化的规律，以及为土地利用规划、灾害风险评估、水资源管理等提供依据。地下构造包括地壳的厚度、地下断层、岩层的倾角和走向等，通过地震勘探、地电、磁法、重力测量和地质钻探等技术，获取地下构造的信息。地下构造测绘的目的是研究地球内部的构造和演化，了解地下资源分布和地震活动等，为矿产资源勘探、地质灾害预测和地下水资源管理等提供依据。沉积物测绘主要研究地球表面沉积物的类型、分布和厚度等特征，通过岩芯采集、地震勘探、电磁法和测井等技术，可以获取地下沉积物的信息。沉积物测绘的目的是研究地质历史、地层演化和岩石性质，为石油勘探、地质灾害评估和环境污染监测等提供依据。2 地理空间信息技术概述 2.1 地理空间信息技术种类 地理空间信息技术是指应用先进的科学技术和工具，通过高精度的测量和数据处理方法，获取地球表面和地下的各种地理和地质信息。其涵盖了多个技术领域和方法，包括卫星遥感、全球定位系统（GPS）、激光扫描（LiDAR）、地理信息系统（GIS）等2。卫星遥感是地理空间信息技术中的重要组成部分，通过卫星或航空器搭载的传感器获取地球表面的图像数据，从而提供高分辨率的地表信息，包括地形、地貌、土地覆盖和植被分布等。卫星遥感技术具有广域覆盖、高时空分辨率和长期监测等优势，可以实现对大范围地区的快速获取和监测。GPS 通过接收多颗卫星发射的信号，计算出接收器的位置坐标。GPS 在地质测绘中广泛应用于地面控制点的建立和测量，以及导航和定位任务，具有高精度、实时性和全球覆盖的特点，能够提供地点的经度、纬度和海拔高度等准确信息。激光扫描仪通过发射激光束，测量激光束从发射器到地面或地物的回波时间，从而计算出地面的高程和地物的三维坐标。激光扫描技术能够快速获取高精度的地形和地貌数据，对地质测绘和地形建模具有重要作用。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 205 GIS 是一种将地理数据进行集成、存储、管理、分析和可视化的技术系统，可以将多源地理数据进行叠加和分析，生成地图和空间模型，帮助地质学家更好地理解地球表面和地下的空间关系和变化。GIS 在地质测绘中广泛应用于地质信息的存储和管理、空间分析和决策支持。2.2 地理空间信息技术优势 地理空间信息技术具有高精度和高分辨率的特点，其利用卫星遥感、激光扫描和地面测量等技术，可以获取高精度的地球表面和地下数据，使得地质学家能够更准确地测量地形、地貌和地下构造等地质要素，从而更好地理解地球的结构和演化过程。地理空间信息技术具有广域性和全球性的覆盖能力，卫星遥感和全球定位系统等技术可以实现对全球范围内的地球表面进行快速获取和监测，使得地质学家能够更全面地研究不同地区的地质特征和变化，比较地质现象的差异和相似之处3。地理空间信息技术还具有高效性和实时性的特点，利用遥感和 GPS 等技术，可以实现对大范围地区的快速测量和数据获取，大大提高了测绘工作的效率，其可以提供实时的地理和地质信息，使得地质学家能够及时获得最新的数据和观测结果。地理空间信息技术还具备数据集成和分析的能力，通过地理信息系统等工具，可以将多源地理数据进行集成、分析和可视化，生成地图、模型和决策支持系统，使得地质学家能够更全面地研究地质现象和问题，提取出隐藏在大量数据中的有用信息，为地质研究和应用提供准确、全面的数据支持。3 地理空间信息技术在地质测绘中的应用 3.1 GPS 技术在地质测绘中的应用 GPS 技术在地质测绘中的应用范围广泛且多样化，主要应用范围为地质勘探、地质灾害监测、地质断层研究等。地质勘探是为了寻找地下矿产资源，而 GPS技术能够提供高精度的位置定位，帮助勘探人员确定勘探点的准确位置和周围地质结构，通过精确测量和记录 GPS 坐标，勘探人员能够更好地规划勘探路线和采样点，提高勘探效率和准确性。地质灾害如地滑、滑坡、地面沉降等对人类和环境造成严重威胁，通过使用 GPS 技术，可以监测地质灾害发生前后地表的运动情况，及时发现异常变化并进行预警。GPS 接收器安装在地表上的测站上，定期记录地表的GPS测量数据，如位置和高程变化，通过分析测量数据，地质学家可以监测地表的运动情况，预测地质灾害的可能发生和规模，以及制定相应的应对措施，减少灾害的影响。地质断层是地球地壳中产生地震和地质变形的重要因素，通过使用 GPS 技术，地质学家可以准确测量地壳运动和变形，监测断层的活动状况。GPS 接收器测量地壳运动和变形的数据实时传输到数据处理中心进行分析，通过分析数据，可以了解地震活动和构造演化的细节，进一步深入研究地质断层的行为和特征。GPS技术在地质测绘中的广泛应用为地质学研究和资源勘探提供了重要的技术支持，其不仅提供了高精度的地理空间定位，还能够实时监测地表运动和变形，为地质研究提供了精确的数据基础，为地质学领域带来了更深入、准确的认识。3.2 遥感技术在地质测绘中的应用 遥感技术是通过获取地球表面上的电磁辐射信息来获取地质信息的一种方法。在地质测绘中，遥感技术可以提供大范围、高分辨率的地表观测数据，为地质学研究提供了重要的支持4。通过航空或卫星遥感影像，地质学家能够获取广阔地区的地表特征和地貌信息，如地形、地貌、岩性等，帮助勘探人员确定矿产资源的潜在区域，并指导勘探工作的布局和策略。遥感影像可以提供大范围的覆盖，并能够捕捉到地表的细微变化，通过对比历史遥感影像和实时获取的遥感数据，可以及时发现地质灾害的迹象，如地滑、滑坡、地面沉降等，有助于预警系统的建立和灾害风险评估，提供重要的决策依据。通过监测地表温度、地表植被覆盖、水体分布等指标，可以评估地质环境的变化和演变趋势，对于研究地质灾害的成因、地下水资源的分布、土壤侵蚀等具有重要意义。遥感技术在地质测绘中的应用广泛而多样化，其能够提供大范围、高分辨率的地表观测数据，为地质调查、勘探、灾害监测和环境评估提供了重要的信息支持。结合 GPS 技术和遥感技术，地质学家能够获取地表和地下的多维数据，从而全面理解地质现象和过程，为地质研究和资源勘探提供更准确、全面的基础数据。3.3 地理信息系统在地质测绘中的应用 地理信息系统是用于收集、管理、分析和展示地中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 206 理数据的技术体系。在地质测绘中，GIS 技术可以集成不同来源的地理数据，如地形数据、遥感影像、地质图等，实现地理信息的整合和分析。通过将勘探点的GPS 坐标、地质样品的分析结果、地质图、地球物理数据等信息输入到 GIS 系统中，地质学家可以在地图上准确标注勘探点的位置和相关属性，同时可以进行地质数据的分析和模型建立，有助于勘探人员更好地理解勘探区域的地质结构和矿产资源分布情况，提高勘探的效率和准确性。通过整合和分析地质、地形、地震、降雨等多源数据，GIS 系统可以建立地质灾害风险评估模型，提供灾害潜在区域和高风险区域的识别。此外，GIS 系统还可以实时接收监测数据，如地震监测数据、降雨数据等，进行实时灾害监测和预警，为减少地质灾害造成的损失和保护人民生命财产安全提供了重要的决策支持。通过将地质、地貌、地形、土壤等数据输入到 GIS系统中，可以进行资源潜力评估、资源分布分析和优化规划，有助于合理利用和保护地质资源，支持可持续发展。GIS 技术在地质测绘中的应用为地质学研究和资源管理提供了重要的技术支持，通过整合、分析和可视化地理数据，GIS 系统帮助地质学家更好地理解地质现象和过程，并为决策提供科学依据。3.4 影像定位技术在地质测绘中的应用 影像定位技术是利用影像处理和分析方法，通过比对影像中的特征点和地理坐标信息，确定影像位置和姿态的技术。在地质测绘中，影像定位技术可以用于地貌特征提取和地理对象识别5。通过获取航空或卫星影像，地质学家可以提取出地表的地貌特征，如河流、山脉、湖泊等。影像定位技术可以将地貌特征与实地测量数据进行对比，确定其地理位置和空间分布，为地质学研究和地质测绘提供了重要的数据基础。通过获取高分辨率的航空或卫星影像，可以捕捉到地质灾害的迹象，如地滑、滑坡、崩塌等。影像定位技术可以将灾害迹象与地理坐标信息进行对比，确定其空间位置和范围，有助于地质灾害的规模和分布进行评估，提供灾害预警和防范的依据。通过获取高分辨率的航空或卫星影像，可以识别出地壳的断层和褶皱等地质构造特征。影像定位技术可以将地质构造特征与地理坐标信息进行对比，确定其准确位置和空间关系，有助于深入研究地质构造的演化历史和活动过程，为地质学的发展提供重要的参考。通过获取高分辨率的影像数据并结合地理坐标信息，地质学家可以准确识别地表特征、监测地质灾害和研究地质构造，进一步提高了地质测绘的精度和效率，为地质学领域的研究和实践提供了有力的工具和方法。3.5 低空无人机技术在地质测绘中的应用 低空无人机技术是指利用无人机平台进行测绘和数据采集的技术。在地质测绘中，无人机可以携带各种传感器和设备，如相机、激光雷达等，实现多源数据的采集和测量，使得地质学家能够获取高分辨率的地表影像、三维地形数据和地质构造信息，为地质研究提供了更丰富和详细的数据。无人机具有灵活性和机动性，可以在复杂地形和狭小空间中执行任务。地质调查和勘探常常需要进入险峻的地区或难以到达的地方，无人机可以轻松飞越并进行数据采集，为地质学家提供了更全面和全面的地质信息，支持资源勘探和地质灾害监测。地质灾害如地滑、滑坡等常常需要快速响应和实时监测，通过搭载相应的传感器和设备，无人机可以进行高频率的数据采集和监测，及时获取地质灾害的动态信息，并提供及时预警和决策支持。在地质调查和矿产勘探中，地质标本的采集和分析是重要的工作，无人机可以携带采样工具，自动采集地质标本，避免人工采样的繁琐和危险，提高了采样的效率和安全性。低空无人机技术在地质测绘中的应用为地质学研究和资源勘探提供了重要的技术支持，通过无人机平台的高效、灵活和多源数据采集，地质学家可以获取高质量的地质数据，提高地质测绘的精度和效率。随着无人机技术的不断发展和创新，其在地质测绘领域的应用前景将更加广阔和多样化。4 结束语 本文通过对地理空间信息技术在地质测绘中的应用进行探讨和分析，揭示了其在地质领域中的重要性和潜在意义，阐明了地理空间信息技术在地质测绘中的具体应用方面。地理空间信息技术的发展使得地质测绘能够以更高精度、更高效的方式获取地球表面和地下的各种数据，为地质灾害预警、矿产资源勘探和环境保护等领中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 207 域提供强有力的支持。未来的研究应着重于进一步改进和创新地理空间信息技术，提高其适用性和可操作性，不断推动地理空间信息技术在地质测绘中的应用和发展。参考文献 1李寅斐.测绘新技术在地质测绘工程中的应用思考J.世界有色金属,2021(21):156-157.2王鹤.浅析在地质测绘中应用的现代测绘技术J.科研,2021(6):52-53.3吕文嵚.现代测绘技术在地质测绘中的应用思路探讨 J.中 文 科 技 期 刊 数 据 库(全 文 版)自 然 科学,2021(5):2.4孙海龙.试论现代测绘技术在地质测绘中的运用问题及对策J.中国科技期刊数据库工业 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