3S技术在水利地质勘查中的应用

【摘要】随着新型科学技术的兴起与发展，地质勘查测量领域里取得的进步有目共睹，这种进步主要体现在3S技术的成熟和广泛应用上。3S技术使地质测量变得更加高精度与高质量，对地质勘查工作产生了深远的影响。本文分别对传统测量技术与3S技术的特点以及在地质勘查中的应用作了分析，以对3S技术得应用有较为深刻的认识。

【关键词】3S技术；水利工程；地质勘查

引言

当前，我国基础水利工程建设的脚步逐渐加快，各种工程建设项目如雨后春笋般兴起，而问题工程也层出不穷，导致近年国家对工程质量越来越重视，要求也更加严格，因此更加需要工程地质勘查工作来为工程建设的质量保驾护航，从第一步来保证水利工程建设顺利进行。

实际工程中，区域地质背景决定了工程地质条件，而工程地质情况的把握与否，直接或间接的影响工程质量。例如，很多水工建筑物都是建在地面上的，对其的设计与施工不仅要充分利用有利的地形与地质条件，尤其也要注意不良地质问题对水工建筑物的影响。因此可以看出，工程中必须重视和做好地质勘察工作，以保障工程的高质量高效率完成。

1、传统水利工程地质勘查手段

为进行水利工程地质勘查工作，需要对该地区进行控制测量、地形测量和地质勘探测量等工作。传统的测量工作大多采用经纬仪、水准仪和全站仪等仪器配合大量人力来进行，这种传统测量技术的特点有：

①地质控制测量一般需要利用国家等级控制点，进而采取测角网、测边网等技术方式进行。这些方式非常容易受外界环境例如时间、气象等条件的干扰和限制，因此有费时费力、精度不高等缺点，难以保证效率；

②绘制地形图需要先建立控制网，设立加密控制点，然后利用加密的控制点布设图根点，最后在图根点上安置仪器进行测量，才能绘制出大比例尺地形图。这种方式的测量所需仪器多、劳动强度大且繁重无比；

③地质勘查测量往往需要若干个作业组驻扎于野外勘探区，野外工作完成后还需花费很长一段时间来整理资料。因此特点是工作艰辛、效率低下和成图的质量不高。

2、3S技术简介

3S 技术，是遥感技术（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographical information System）、全球定位系统（Global Positioning System）这三种技术的统称。现简要介绍如下：

①遥感技术，简称是RS。它的原理是不同物体会吸收和辐射不同类型的电磁波。利用这个特点，可以根据检测到的不同电磁波信息，来分析一类物体，获得它的相关信息；

②地理信息系统，简称是GIS，是一种专门管理地理信息的计算机软件系统。它的特点是通过分类、分级和分层的方法来管理地理信息，同时可以对数据进行多种组合、分析、检索和输出等，还能将所有处理过的信息再现到图像上，让信息可视化；

③全球定位系统，简称是GPS，是一个美国开发的卫星系统。特点是能够向地面用户提供其精确的定位，甚至还可以通过计算机分析出用户的速度、位移等信息。

3、3S技术在地质勘查中的应用

3.1 遥感技术

遥感技术由于具有视域广阔、信息丰富以及获取资料迅速等特点，在水利工程或其他工程的工程地质问题中应用广泛。就以下方面作简要介绍：

1 区域地质稳定性控制

对一定区域整体的地质条件进行的综合性测量，有利于把握该区域地质状况，可以保障工程的综合性控制分析，保障整体的施工质量。

2 比例尺地质图测绘

目前在众多工程实践中，中小比例尺地质图的绘制采用了遥感成图，而不是常规的地质测绘，这种改变不但节约了财力物力，也使测量工作质量得到了提高。

3 岩土工程开挖面地质编录

采用遥感技术进行土石方工程中地质测量工作，同样可以提高工作效率，保障工作质量。

3.2 地理信息系统

利用地理信息系统技术可以方便有效的自动制作剖面图、平面图和等值线图等各种工程地质用图，还能结合自身的数据库对地质图进行一定程度的分析整合，为工程所用。例如，该系统能有效的进行河道分析，绘制其横纵断面图、冲淤累积图等，还可直接从图上读取数据并成图，将水下地形图数字化，建立其数字模型加以储存备用。因此，将GIS技术应用于工程地质信息管理和地质图像制作是未来工程地质勘查的必然发展趋势。

3.3 全球定位系统

随着GPS技术的成熟和普及，GPS技术在水利工程地质勘查测量也是越来越受到重视。例如，在水利工程地质勘测中应用最为广泛的是GPS静态定位技术，其在测控网的布设、大坝变形的监测、地面沉降的监测等方面均有所体现，还可实现各种水利工程设施的实时监测和控制。未来GPS控制网将得到进一步改进发展，必将提高运用GPS技术的水利水电工程的设计和施工质量。

4、3S技术的发展趋势

3S系统拥有巨大的功效、优良的性能，良好的应用前景，势必在工程勘查领域得到稳健发展，未来3S技术越来越朝着标准化、网络化与智能化发展。

所谓标准化，即是有其设计标准、操作标准和实施标准，有据可依；网络化是指在信息化时代，将其技术数据接入互联网，实现各级各类机构对资料的交流与共享，提高效率；智能化是指未来在信息管理方面提高智能程度，降低人工作业，在勘查设计上一定程度的解放劳动力。

“数字化”是未来水利工程发展的必然追求，因为数字化的设计勘查工作意味着更高的效率与质量，随着遥感、卫星及雷达等硬件设施和地理信息系统等软件程序的发展完善，3S技术是实现水利工程勘测工作达到进一步“数字化”的重要保障。

5、结语

3S技术在水利工程勘查中逐渐兴起，和传统地质勘查测量相比，它有着众多的优势，如若能合理有效的加以利用，能为工程地质的勘查提供无限便利。在实际工作中，需将全球定位系统、地理信息系统和遥感技术三者有机结合，并取长补短，才能熟练运用技术，在地质测量工作中发挥其最大的优势，进而降低地质测量的工作量，提高地质测量的效率与质量，积极的促进水利工程向好发展。

参考文献：

[1]孙忠武， 李芳. （2010）. 工程地质勘察在水利工程中的作用. 科技信息（1）， 327-327.

[2]谢艳红. （2013）. 地质勘察工作对水利工程的重要影响. 水利科技与经济， 19（11）， 50-51.

[3]李保杰. （2011）. GPS与传统测量技术在地质勘查中应用比较. 地理空间信息， 09（3）， 56-57.