工程地质野外调绘方法
㈠ 工程地质调绘与工程地质调查的区别
工程地质调绘,是在调查基础上,对重点地表地质现象进行以仪器为回主的测量,提出相应的图答件和报告。
地质调查(geological survey),泛指一切以地质现象(岩石、地层、构造、矿产、水文地质、地貌等)为对象,以地质学及其相关科学为指导,以观察研究为基础的调查工作。
㈡ 遥感地质调查的一般程序
在较大范围内进行,通过空中或地面探测获取遥感图像后(或航、卫片),一般按下列程序进行。
1.资料的收集、处理和概略解译
这一阶段的工作主要包括:
1)收集、编录、复制的各类遥感图像和遥感资料并进行相片镶嵌。对部分地区(或全区)还可进行数字图像处理,以增强和突现某些信息。
2)收集制图资料和已有的地质、航空物探及地面物化探资料,以及相关的水文、气象、地貌、土壤、植被、环境等资料。
3)遥感图像的概略解译,需要编制概略地质解译图或若干专题概略解译图。概略解译图可以直接勾绘在相片略图上或聚酯薄膜上,或者转绘在地形图上。编制概略解译图时应详细,界线标绘应精确,以避免重复工作。
4)根据概略地质解译的成果,确定踏勘路线,选择实测地层剖面的位置,编制遥感地质调查设计书。
2.野外踏勘及建立地质解译标志
在野外踏勘和实测地层剖面的过程中,都应随时对照实地各种标志与相片上的影像特征,研究地层和地质现象的地质解译标志;确定分层单位(填图单位)及其界线的标志。
(1)解译标志
在地质解译过程中,主要是观察和利用解译标志来进行。遥感图像的地质解译标志是指那些能够用来辨认、区分地质体或地质现象的存在、属性和相关关系的影像特征。其中包括影像中反映出的形态、大小、色调、阴影、水系、地貌、水文、影纹结构、植被、人类活动等标志。
1)形态和大小:任何地物都有一定的几何形状和大小。许多地物根据其形状和大小就可直接辨认其属性。地物的几何形状和大小与图像的比例尺和分辨率有关。一般比例尺越大,分辨率越高,地物细节显示越清楚。相反,则很模糊,甚至显示不出来。在相同比例尺的图像上,由于图像的分辨率不同,地物的形状和大小可表现出不同的清晰度,如有些较小的地物,在高分辨率的航空相片上可表现得非常清晰,而在低分辨率的卫星图像上则显得模糊,甚至没有显示。
2)色调:色调是地物波谱信息构成的影像特征,不同的地物有不同的色调。因此,它是地质解译中经常使用的重要解译标志。通过肉眼可把图像色调从黑—灰—白分为10级。色调的深浅是相对的,它受地质体的颜色、含水多少、风化程度、表面土壤及植被覆盖程度、光照条件等多种因素的影响。在同一幅图像上,物性相同的地物应有相近的色调,但实际上,由于诸多因素的影响却不完全相同或差异很大。因此,应用色调标志时须作具体分析。
3)阴影:阴影具有形状、大小和方向,色调一般为黑色。在航片上可借助阴影的方向和成像时间来判断航片的方位,测量地物的高度。阴影有本影和落影之分。本影是指物体未被阳光照射的阴影部分,即本身的阴影,如山的阴坡、房屋的背阳面等都是它们的本影。本影有助于获得立体感。山体的阳坡明亮,阴坡较暗,其明暗分界线即为山脊线或山谷线。落影是指地物投在地面的影子,即投落阴影。利用落影可以计算地物的高度(h=T tanϕ,其中,h为地物的高度;T为落影长度;ϕ为太阳高度角)。
4)水系标志:水系是非常重要的解译标志,对地形、地貌、岩性、构造解译都非常有用。水系形态、密度、均匀性、对称性、方向性往往是构造和岩性特征的反映。例如,泥岩、页岩、粘土岩、粉砂岩发育地区,易形成高密度树枝状水系,反映岩石透水性不良;砂岩、石英砂岩或岩石裂隙发育区,常形成低密度树枝状水系,反映岩石透水性强。水系的均匀性,表示岩石抗风化能力和裂隙发育程度比较相近;水系的对称性,反映区域地形或大片成层岩层向一侧倾斜;水系的方向性,主要反映区域山系、岩层及构造走向。
5)地貌形态标志:地貌形态不仅决定于一定的岩性和构造,而且也决定于一定的气候、水文等自然地理条件。不同地貌形态是不同岩性、构造在不同内外动力作用下的结果。由于地层岩性的物理化学性质不同,而具有不同的抗风化侵蚀能力。岩石的抗蚀能力通常由地貌形态反映出来。抗蚀性强的岩石形成陡坡和陡崖;抗蚀能力弱的岩石形成缓坡和低地。地貌形态除与岩性有关外,还与构造、产状、自然环境等因素有关。利用地貌形态解译地质体,可以从山体的组合形态与规模大小,山顶、山坡形态与地形相对高差等方面来进行。
6)植被:植被的分布与气候的地带性和地形引起的垂直分带性及小气候环境有关。在不同的地貌部位上,由于基岩和松散沉积物的岩性、粒度、含水性等的影响,可引起植物群落外貌、种属、层级、密度、长势、单株与群落的生态畸变和宏观生态特征上的改变。植被分布对地质解译既有利,也有弊。不利之处在于植被掩盖了岩层露头和构造,造成解译上的困难;有利的是,在某些特定条件下它能作为地质解译的间接标志。例如,地质、水文条件和土壤性质的变化可引起植物生态异常。解译时应注意总结这类规律,以发现更多的间接地质解译标志。
7)水文标志:主要指陆地水水文特征,包括泉、小溪、河川、湖泊和基岩、松散堆积物的含水性、渗透性等。它们的空间分布特征都与一定的地质、地貌条件有关,因此,水文标志是地质解译的一个有用标志。
8)人类活动遗迹:人类活动遗留下来的与地质体有关的痕迹、探槽、钻探平机台、道路、建筑、农垦区、历史考古遗迹等都可作为地质解译的间接标志。
9)影纹结构:影纹结构是地物的形状、大小、色调、阴影、水系、地貌、植被、人类活动遗迹等在图像上的综合表现。不同的地质体一般具有不同的影纹结构。在解译过程中,对影纹结构的类型可用点状、格状、栅状、链状、环状、蠕虫状、姜状等来描述,还可进一步区分为宽窄、疏密、粗细、大小、长短等。
(2)解译方法
地质解译就是利用遥感图像的各种影像特征解译地质体。如何利用各种解译标志和解译方法去辨认地质体或地质现象的存在和属性,主要由解译任务、图像特点、地质构造复杂程度、解译条件与难易程度等综合因素所决定。遥感图像的解译方法主要有:
1)直译法:对于具有清晰影像和典型特征的地质体,通常可采用直接解译的方法,即观察和利用地质体的各种综合标志,尤其是反映该地质体属性的典型影像特征,直接去辨认、分析、圈定地质体。如灰岩的岩溶地貌和侵入体的综合影像特征、影像地层单位的对称重复和两翼产状的变化、断层的线性影像特征等均可作为直接判断所属地质体的典型影像特征。
2)延伸法:在进行区域图像地质解译时,对有一定特征影像的地质体,常遵循由已知到未知的解译原则来延伸圈定地质体。一般对褶皱岩层、各种断层、破裂面以及岩体、地块的界线常用此方法,即沿着各种地质要素连续地进行观察分析,以确定延伸位置。对于影像特征不清者,常用此法,一般能收到较好的解译效果。
3)对比法:当地质体没有典型的解译标志,不能用直接判断的方法解译时,可将未知地质体与已知地质体的影像特征进行对比,分析两者的异同点,从而达到鉴别未知地质体的目的。
3.详细解译
根据已确定的分层单位和解译标志,按相应比例尺的精度要求,在立体镜下详细而准确地勾绘出详细的地质解译图。这是进行遥感地质解译的结果,也是绘制地质图的基础。
在详细解译的基础上,布置野外调绘的路线。
4.野外调绘
野外调绘的任务是详细查证解译的成果;查明解译中发现的重要地质现象或者难以解译的现象(必要时需配合山地工程);系统采集标本样品,完成野外资料收集的工作。
野外调绘的基本方法仍然是通过路线地质调查。路线的间距可以比常规地质调查的路线间距大几倍。对重点地段应加密调绘路线,投入较多的野外工作。所谓重点地段主要是指:
1)区域地质和找矿调查中的成矿有利地段和物化探异常区;工程地质调查中的重要工程地质、动力地质区;水文地质调查中的井、泉和岩溶区等。
2)构造复杂或植被茂密,解译效果较差的地段。
3)某些对查明地质构造或地貌规律比较关键的地段。
野外调绘中观测点应用针刺的方法标定在相片上。针刺点位应尽可能精确,针孔不能太大;其误差最大不能超过0.2mm;点号标在相片背面针孔的位置。地质界线应在野外用特种铅笔勾绘在相片(或聚酯薄膜)上。准确记录野外地质现象,对较复杂的构造,勾绘平面示意图,以便与相片上的影像进行对照。
野外调绘中每天都应进行资料整理。除了野外记录和标本的整理外,应在立体镜下检查野外刺点和连线的正确性,并上墨,标绘野外实测的产状(注意相片方位)。当天的调绘成果均应勾绘在实际材料图上。
5.成图及编写报告
这个阶段的工作与常规调查基本相同。所不同的是在图面整饰中,发现图面结构不合理的地段可进行更深入的解译,以求得确切的结果;在资料综合分析中,要研究多种资料的拟合,若有光谱测试资料时,应有地物光谱和解译标志的分析;图件清绘、转绘和成图时,尽可能用现代技术设备,以提高精度和工效。
当进行小区域的调查时,如某矿区地质调查、某地下水水源地的综合水文地质调查或某工程建筑场地及外围工程地质调查等等,野外建立解译标志、详细解译和野外调绘等工作不一定按工作阶段截然分开。在大比例尺地质测绘中,需要与地形控制测量密切配合。
㈢ 地勘中,1:2000地质调绘的面积是怎样计算的出的
可利用制图软件的面积测算功能直接读取调绘范围面积!
也可用方格纸法或求积仪法对调绘范围进行测算,求出面积!
如果调绘范围为较为规则的几何图形,则可量取几何图形边长与高、利用几何图形面积公式进行计算!
㈣ 野外踏勘的工作任务及要求
1.了解区域地质概况
了解工作区内各地层时代、岩性、岩相、厚度、韵律、古生物化石、含矿性特征以及地层间的接触关系;对工作区内已往所测地层剖面,运用多重地层划分的观点进行再认识(地层清理)。选定标志层和辨识填图单位的划分标志;侵入岩及喷出岩的主要类型、分布、产状、单元的划分标志、接触变质带特点及其与矿产的关系;变质岩的类型、变质带、变质相的划分、产状及分布,全区地质构造线方向,各类地质构造发育概况,有否韧性剪切带,推覆构造等:若有了解其构造复杂程度。与此同时,还要选定实测地质剖面的位置,并对关键性的地层或岩体、变质相带测制短剖面,典型地质现象要拍摄数码照片,以便在设计时能正确划分填图单位和统一全队技术人员之间的认识。
2.了解区域矿产概况
参观区内已知矿床。确定矿点位置、了解矿产类型、规模、成矿地质特征及找矿标志和老窿的分布,过去及现在的开采利用等情况。用最新的成矿地质理论来确定进一步找矿远景方向和找矿应注意的相关问题。
3.了解区域自然、经济地理状况
了解工作区的山川态势、基岩裸露状况、通行条件和交通运输、气候变化、工农业生产概况、村镇分布与民风习俗、劳动力和物产供给情况以及地方政府对区调工作的要求等。这是为了确定适于野外工作的季节和期限;为选择工作站位置和交通工具以及人员配备的装备及物资设施的准备等提供设计工作部署的依据。
4.检查有关资料的可信度
检查前人工作成果的质量及各种资料在新理论体系下的可供利用程度,同时检核地形图精度,校正遥感解译的效果和调绘,并进一步建立解译标志等。
㈤ 土地变更外业调查常用的方法有哪些
1、土地利用现状变更的分类
土地利用现状变更是指土地利用状况发生的变化,即地类、权属性质、所属单位、界线等发生了变化。这种变化通过外业调绘后(手工调绘、常规测量仪器测量或应用GPS、RS监测)确定土地利用现状空间图形和属性方面的变化,通过内业处理,包括变更内容的录入(地类、权属性质、单位、所属系统、坡度级别等内容的录入或数据传输)及处理功能(图形分割、合并、面积平差等),对土地利用现状数据库进行更新,并进行统计汇总等工作。
土地利用现状变更包括属性数据(如地类、权属性质等)变更和图形数据变更两部分;属性数据变更通过提供录入界面进行处理,图形数据的变更处理方法比较多,如可以通过遥感或航空影像与矢量图的叠加分析、GPS测量、常规仪器测量等方式进行土地利用现状图形的变更。具体操作上可以采用坐标的转入、手工数字化、扫描矢量化、批量处理等方法完成。根据研究认为,土地利用现状变更的主要类型及处理方式如下:
(1)图斑变更的主要形式有:图斑的分割、合并、复杂的分割合并等;
(2)线状地物变更的主要形式:新增、分割、合并、消失、加宽等;
(3)零星地物的变更:增加和消失;
(4)行政界线的变更;
(5)变更可以处理单个物体属性、形状变更,也可以批量处量多个物体属性、形状变更。
2、土地利用现状变更特点分析
土地利用现状变更处理的准确性和科学性直接关系到国土部门是否真正能够运用系统输出变更台帐、上报土地利用现状地类变更平衡表及其它统计报表,同时对图形进行适时的变更处理,得到现势性的土地利用现状数据库。由于变更类型的多样性和复杂性,变更处理是农村地籍管理信息系统开发建设的关键。
对于变更前后地类、权属、面积的变化,通过叠加分析就可以方便找到,地类流向变化关系就不很容易确定。一种地类减少,几种地类增加,称一对多关系,或者几种地类减少,一种地类增加,称多对一关系,都比较容易处理。对于前者(一对多)增加的几个地类面积都来自减少的那一个地类,对应变化量就为增加地类的面积,对于后者(多对一)增加的一个地类面积都来自减少的那几个地类,对应变化量就为减少地类的面积。对于减少的地类是多个,而增加的地类也是多个,称多对多关系,处理多对多的关系需要进行复杂的判断和图形、数据处理,所以用计算机软件处理地类流向分析是一个技术难点,需要在GIS平台上进行大量的二次开发工作才能实现。
由于土地利用情况变更频繁,农村地籍管理信息系统中的图斑与属性信息会经常变化,从而形成大量的历史信息,这些历史信息对于数据挖掘分析和政府决策支持都具有重要的价值,变更记录历史信息的存储与管理模式直接影响到对变更历史信息的使用,所以在变更中如何存取、管理、使用历史数据也是变更时必须考虑的问题之一。
3、土地利用现状变更图形属性数据处理的技术思路
下面用一个实例说明如何实现多对多的地类变化流向分析。
如图2,图斑1的地类为荒草地(311),面积为4.7亩,与图斑2,地类为未成林地(134),面积为为10.8亩,合并成图斑3,地类为住宅(251),其中在左上方有一个零星地物,地类为绿地(143),面积为0.7亩,我们根据变更前后面积相等很容易得到图斑3的面积为14.8亩,通过分析得到面积减少地类:地类311减少面积4.7亩 地类134 减少面积10.8亩;面积增加的地类:地类143增加面积14.8亩地类143 增加面积0.8亩。显然是一个多对多情况,对于这种情况建立一个数据结构(使用Dephi语言),如下:
TChangeArea = Record
Landcode:string; //地类
Area:double; //面积
end;
定义两个动态数组,分别存放面积减少(变更前)和增加(变更后)
Var
ForeArea:array of TchangeArea;//变更前
AfterArea:area:array of TchangeArea;//变更后
对两个动态赋初值,分别获得变更前后主地类(变化面积最大的),再获得总变化主地类变化,不难知道是变化后地类为251,面积为14.8亩,这样我们就从(变更)后的次地类开始循环(也可以比较变更前后对象个数多,切入点循环),同时定义如下流向数据结构:
TchangeFlow = Record
ForeLandcode:string; //变更前地类
aforeLandcode:string; //变更后地类
changearea: double; //变化面积
end;
changeFlow:array of TchangeFlow;//变化数组
通过图形叠加分析,判断变化流向,如果是一对一,变化面积就是面积小的那个面积,changeFlow增加一个纪录,对于一(个对象)变多(个对象)和多(个对象)对一(个对象),对应changeFlow增加多个纪录。对于多对多按比例分成。按照这种思路很容易得到表一的地类及面积变化结果。
下面的例子(图3),由于耕地中田坎,是一种地类包括了两种地类114,157,并且按面积成比例。具体实现:由于变更前一个对象,变更后两个对象,从变更后开始循环,按多对多按比例分成,对于图斑20-2,地类为住宅(251),面积为20.5,来自157和114,按比例可得157->251 面积为1.2 , 114->251面积为19.3,依次类推,由此得到表二的结果。
4、土地利用现状变更调查的方法
4.1 常规方法
常规方法包括野外调绘法、全站仪测量法等。外野调绘法直接进行图形的变更,系统在用户的交互式操作下自动进行图斑切割、面积平差量算工作。具体运算时,与变更相关的图斑先进行切割,形成变更后的土地利用现状图,然后系统以与变更信息相关的图斑、线状地物等面积作为控制面积,使变更的相关图斑、现状地物面积之和等于变更前面积之和,以保持面积的一致性。
4.2 遥感影像或航空影像叠加分析处理法
随着社会经济的快速发展,摄影测量与遥感会越来越得到普及,逐渐应用于土地利用现状变更调查工作。利用遥感影像或航空影像进行土地利用现状变更调查可以在内业比较不同时期的影像图,或与矢量图叠加,通过识别、判读、解译,在必要时辅以外业调查或调绘来处理土地利用现状变更。限于篇幅,这里不再对具体技术处理过程进行详细的阐述。
4.3 GPS方法
GPS技术的的快速发展与应用,使得GPS将会在土地利用现状变更调查中发挥重要的作用。GPS定位分为相对定位和绝对定位两种方式,相对定位精度可达到毫米级,一般主要应用在精密控制测量中;单机绝对定位一般可达到5——15米,目前新一代的差分GPS(DGPS)可以达到厘米级精度,而在价格上比精密定位GPS便宜很多,非常有竞争力,能够更好的满足土地利用现状变更调查的要求。因此,在未来单点定位GPS和DGPS将会成为土地利用现状变更调查的主要应用工具。
利用GPS技术进行土地利用现状变更调查及数据处理的过程如下:(1)在野外用GPS测定土地利用现状变化图形拐点,并产生坐标文件;(2)将GPS测定的坐标文件转入农村地籍管理信息系统中;(3)由坐标生成新的图形,并按前述方法进行图形变更处理;
图4 由GPS测定的坐标生成变更图形
(4)输入新的属性信息,完成变更工作;(5)输出变更纪录表;(6)输出汇总统计数据,并产生更新后的土地利用现状数据库。我们通过研究,已经形成了上述过程的理论算法,并在我们开发的“农村地籍管理信息系统”中得到了实现,已经在土地利用现状变更调查数据处理工作中得到了广泛的应用
4.4 PDA与GPS、GIS集成的综合方法
随着移动式GIS、无线通信及计算机技术的发展,PDA作为掌上型计算机的功能得到了迅速的扩展。新一代PDA上固化有操作系统,同时其自带的ROM还可用于保存数据或存放基于操作系统的应用程序,如小型的GIS平台或图形处理软件等。目前PDA发展的重点是逐步扩展其功能,开发不同的应用软件,将PDA的应用深入到测量、智能交通、公共信息服务等不同的领域。通过利用GPS、常规测量仪器等空间定位和测量功能,加上PDA内置的基于GIS的土地利用现状图性属性处理软件,就可以构成一个集成化的土地利用现状变更调查数据采集与数据处理系统,图6为我们设计的系统基本机构图。该系统的优点是:(1)提高外业变更调查作业的效率,实现外业数据采集与土地利用现状变更数据管理的一体化;(2)在野外就可以完成对图形、属性数据的变更处理,并通过数据接口,方便的实现数据的导入;(3)方便的实现GPS、全站仪、GIS间的数据交换;(4)能快速判断野外变更调查数据的准确性和真实性,提高了变更调查的质量。
5 利用屏幕数字化进行图形变更处理
通过在屏幕上叠加显示栅格图和矢量图,可以将人工数字化和自动矢量化结合起来,实现“屏幕数字化”的作业方式,它的主要特点是:叠加显示栅格图和矢量图,以栅格底图为判别和定位依据进行交互操作,输入各种图形对象,从而摆脱数字化仪和以纸张、像片等为媒介的原图。
可以对栅格数据进行操作,如变形校正、去毛刺、去空洞以及其它多种栅格操作,以保证栅格图的质量。
可以对栅格数据进行自动追踪、自动识别等处理,但由于地形图的复杂性和扫描质量等原因,完全自动的矢量化非常困难甚至是不可能的,在诸如断点、交叉、粘连等地方可以交互进行引导,因此称作“半自动化”的矢量化;在参照栅格底图的基础上,可以充分发挥GIS图形平台的强大功能,利用其提供的各种图形输入和编辑方法,大大简化各种人工数字化操作。
多尺度、多视野范围地观察图形,综合实现精确定位、准确判别和快速浏览;提供栅格数据和矢量数据的多种捕捉方式,以及自动拟合、平滑等工具,可以提高数据质量。
面向GIS的要求,提供地理要素的编码、标识、属性输入以及相关的操作。利用GIS二次开发工具,可以针对作业特点和需要设计各种专用的辅助手段,进一步提高工作效率;大大改善了作业方式,降低操作员的劳动强度,从非技术因素方面有效地提高土地利用现状变更的生产效率。
6 历史数据的管理和查询方法
历史查询一般有两种:一种是单个历史追踪查询,获得历史演变过程,另一种恢复任意历史时刻的完整系统信息,前者是纵向的,后者是横向的,历史查询的实现的关键在于变更,在变更时记录历史信息,历史查询通过变更时的变更前后对照表(变更记录表,它也是土地利用现状自动变更时输出的内容,每次变更都有一个变更记录号-与变更时间位是年月日,后4位是顺序编号),存储每一个对象的调查和注销时间和上一次变更的记录号,对于历史追踪查询通过变更号的上一次变更记录号的递归可以方便地实现;通过一个简单查询语句从现状与历史提取满足条件的数据实现任意历史时期的查询,对历史表,是上次的变更时间<=查询的日期and变更时间>查询的日期,现状表中提取没有变更加上变更时间<=查询的日期,两个图层满足条件的数据即某一查询日期的当时土地现状。
7、结 论
土地利用现状图形、属性变更是农村地籍管理的主要工作内容之一,也是土地管理其他业务,如土地利用总体规划、耕地保护、土地利用等工作开展的重要基础。由于土地利用现状变更的情况复杂,涉及到图形、属性等变更内容,技术处理难度较大,因此,在进行农村地籍管理信息系统开发建设时,必须解决一些关键形性的技术难题。本文通过对土地利用现状变更类型的分析,在综合利用GIS、GPS、RS和计算机等技术的基础上,提出了图形属性数据变更的数据处理方法,同时对各种土地利用现状变更调查的方法进行了分析和探讨,提出了一些方便使用的方法。这些方法可以方便地实现各种各样的土地利用现状变更,包括点、线、面的同步变更。跳出单一零星地物,图斑、线状物变更,从而对各种土地利用现状变更有了统一的解决方案,同时也很好的解决历史数据的保存和查询。这些成果已经在开发的农村地籍信息系统中得到了利用,取得了较好的应用效果。
㈥ 1∶5千~1∶5万遥感地质填图
1.遥感煤田地质填图目标与要求
遥感地质填图是煤田地质勘查的基础性工作,是编制勘查区地质图的依据,遥感煤田地质填图要先于钻探工作。其目标是采用航天、航空遥感技术和方法,结合常规地质手段,对填图区进行系统地质解译和调查,采集并编辑各种地质信息,着重研究岩石、地层、构造、煤层赋存特征及地表地质规律,为相应阶段的煤田地质勘查提供基础地质资料。在实施遥感煤田地质填图时,可根据基岩裸露程度和填图精度要求适当安排探槽等山地工程,以提高地质研究程度和填图质量。
遥感煤田地质填图的基本工作包括:设计编制、原始编录、资料整理、成图方法、填图报告编制、检查验收等。
不同勘查阶段遥感煤田地质填图比例尺要求:预查阶段为1∶50000~1∶25000;普查阶段为1∶50000~1∶25000,也可采用1∶10000;详查阶段为1∶25000~1∶10000,也可采用1∶5000;勘探阶段为1∶5000,也可采用1∶10000,技术要求参见相关的规范。
2.遥感煤田地质填图技术流程与方法
(1)收集资料
包括:填图区已有的地质、矿产、灾害地质、矿山地质、水文地质等资料,以及邻区地质和区域地质资料;比例尺不小于填图比例尺的填图区最新地形图资料;相应分辨率的遥感图像。
(2)遥感图像制作
图像处理和制作是为了获取相应比例尺的影像地图。图面要求层次丰富、影像清晰;色调(色彩)一致、均匀、反差适中,精度达标。
(3)初步解译
在分析以往地质资料的基础上,结合形状、色调、色彩以及纹理、地貌、水系等标志组合,进行初步地质解译,编制初步解译图,初步建立解译标志,为野外填图布置提供依据。
(4)实测地层剖面
通过实测剖面,建立工作区内岩性、地层、构造及其他地质体的解译标志。
填图区内全层实测地层剖面应不少于1~2条。全层实测地层剖面时,应对区内地层进行详细分层描述。描述内容包括:岩石成分特征、结构和构造特征等,地层层序、时代、厚度、分层标志、含煤特征、接触关系、地层产状等,遥感影像特征及影像标志等。实测地层剖面时应采集岩石、矿石、化石标本,进行室内鉴定。重点层段实测地层剖面的所测层位从含煤地层基底开始,到含煤地层之上500~700m 的上覆地层为止,以能控制煤系的发育特征及其岩性和厚度在空间上的变化为原则,同时应重点了解各剖面间影像特征及其变化规律,剖面间距、地层剖面分层厚度、编录格式要求、地层剖面绘图比例尺等应遵照规范。在条件许可时,需要开展一定数量的探槽以便有效地揭露地层、构造的特征。(5)详细解译
应遵循先宏观后微观,从已知到未知的原则;单因子到多因子地质信息提取,目视解译和计算机图像处理相结合的方法;从定性解译到定位解译的过程。
详细解译应包括以下内容:填图单位、地质构造、含煤地层、煤层(其他有益矿产)、井、泉及河流洪水位线等地表水文信息、不良地质现象(不良地质体)、各类生产矿井、老窑、其他与工作程度要求相关的内容。详细解译后,应编绘与填图比例尺相同的详细解译图。
(6)野外验证、调绘和补充解译
野外验证和调绘任务如下:验证详细解译成果的可靠性和准确性、修测详细解译图、布置野外调绘路线和野外观测点,通过调绘和观测,在影像图上标绘详细解译中难以识别的地质体。
根据规范要求,野外验证和调绘的方法如下:①图像解译为主,验证调绘为辅,适用于可解译程度I类和部分II类区段;②验证调绘为主,图像解译为辅,适用于可解译程度III类和部分II类区段;③全野外调绘,适用于可解译程度IV类和部分III类区段。
野外验证及调绘路线布置,应采用走向追索和倾向穿越相结合的方法,其疏密程度和长度应根据遥感影像图可解译程度按照规范进行,对填图单位、煤层等影像标志不清,构造性质不明、与以往资料有出入的地段,应布置调绘路线和野外观察点,进行野外观测、在影像图上标注;点位误差≤0.2mm;调绘和验证点连线误差≤0.5mm。
在遥感图像上要标注各类可识别的生产矿井和老窑的位置,调查煤质及其他有益矿产,调查圈定填图区内影响矿井生产的河流和冲沟的最高洪水位点和线、圈定较大的泉点、泉群出露位置和泉域范围。1∶10000和1∶5000比例尺填图时还应圈定主要泉点、水井位置,并测量泉点流量及水井水位。调查岩溶水点(暗河出入口、落水洞、地下湖)类型,圈定其位置和分布范围。调查、了解滑坡、崩塌、泥石流、不良地质体的基本特征,圈定其位置和分布范围。
(7)原始地质数据编辑
原始地质数据包括:影像图、概略解译图、踏勘资料、实测地层剖面、探槽等工程编录资料、详细解译图、野外验证和调绘资料、各类生产矿井和老窑调查资料、实际材料图、野外地质摄影(像)资料;标本及其分析资料、其他资料。
原始地质数据编辑应遵循以下要求:
1)将野外验证和调绘、野外补充采集的各种地质信息填绘到详细解译图上;
2)对各类与成图有关的地质数据进行计算机输入、编辑和多元地学数据综合分析,编制煤田地形地质图及其他地质图件;
3)遥感煤田地质填图成图精度要求:1∶50000填图实地误差不超过50m,1∶25000填图实地误差不超过25m,1∶10000填图实地误差不超过10m,1∶5000填图实地误差不超过5m;
4)对需要构成填图报告附录、附表的原始地质数据,分类整理、计算、编辑、制作。
(8)遥感煤田地质填图报告的编制
报告应包括:文字说明、地形地质图(有要求时,还应含影像地质图或影像地形地质图、实际材料图、煤岩层对比图、地层影像综合柱状图或地层综合柱状图、地质剖面图、主干槽和全层地层剖面图等;各种成果表及所有原始记录和图件。
为了确保成果的精度,原始资料应经过三级检查,即自检、互检和抽检,及时纠正错、漏内容并做检查记录。
㈦ 踏勘路线的选择及野外路线踏勘
1.踏勘路线的选择
野外踏勘路线应选择在露头良好、地层发育较齐全、地质现象较丰富、前人工作较详细、通行条件较好,并能控制全工作区或大部分工作区的地段进行。布置野外踏勘路线应以穿越区内主要构造线和各主要地层单位为原则,以便以最少的工作量,获取较全面的认知。
由于不同工作区的地质研究程度会有所差异,因此,具体踏勘路线的部署方式、着眼点就应有所不同。分述如下:
(1)地质研究程度较高地区的踏勘:地质研究程度较高的地区,可进行重点踏勘或专题踏勘。如对地层需用多重地层划分方案去观察标准地层剖面;踏勘代表性岩体时,应运用单元、超单元或侵入体标志;踏勘代表性区域变质岩时,要划分其类型;踏勘代表性矿床或矿点及具有典型意义的地质构造现象时,要应用最新的成矿理论、地质构造新观点去分析。对前人工作中存在的疑难关键性问题应进行较详细的观察研究,提出初步解决问题的办法和找出解决问题的途径。
(2)地质研究程度偏低地区的踏勘:地质研究程度偏低地区,可进行概略性路线踏勘。在踏勘过程中,一定要对其遥感地质解译的内容进行验证、调绘和建立解译标志。以使遥感解译图能更全面地反映客观实际。在此基础上再对工作区具有典型或普遍意义的地质现象以及矿床进行重点观察与研究。
2.野外路线的踏勘
(1)1:5万区域地质调查路线踏勘:在进行路线踏勘时,应对路线上所见到的各种地质现象、自然环境等踏勘任务所提出的内容进行详细观测、如实记录并绘制路线信手剖面图或填制地质草图;还要注意采集必要的标本和测试样品。对那些重点观察研究对象,要做更多更细的工作。如测制短剖面、联合剖面、绘制露头素描图或拍摄数码照片,并对地质体产状及构造要素进行测量和统计、采集更多的各类标本和分析样品,以求能初步解决问题或加深认识。
至于踏勘路线的长短与间距及数量应视工作区地质构造的复杂程度而定,一般一幅1:5万图幅,野外实际踏勘天数不少于10~15天为宜。若为联测图幅踏勘路线要适当增加,若为1:5万修测,则踏勘路线可取其下限。
(2)地质实习野外踏勘:在地质教学实习(填图实习)的开始阶段,即野外路线踏勘阶段,教师带领学生,主要由教师引导观察并进行讲授和示范。其主要内容和要求包括:
1)介绍野外路线踏勘的目的、任务和意义。
2)介绍实习区范围,自然经济地理及交通等方面的情况。
3)介绍实习区地质矿产的概况。
4)在野外讲授地质罗盘,手持GPS的使用方法,并实地指导学生测量产状要素、各种定点、定位的练习。
5)实地引导观察和讲解踏勘路线上所见到的各种地质现象的几何学特征,培养学生的地质思维能力并要教会学生如何观察识别地质现象,怎样记录的基本方法。
野外记录簿记录的基本要求和记录格式大致如下:
地质记录簿左页画地质素描图、信手剖面图;右页作文字记录。具体记录是:
首先记录页眉上的年、月、日、星期、天气、地点等内容。主页的记录顺序如下(每项内容都要另起一行):
路线当天踏勘路线的出发地点、途经地、返回地点
任务当天踏勘路线上的主要(实习)任务
内容当天踏勘路线上的实习内容
人员分工掌图、记录、观测
观察点观察点的点号
位置每一观察点的地理位置
坐标每一观测点的地理坐标,X:Y:
露头性质记录每一观测点露头类型,是天然抑或人工(一般、良好)
内容观察点上的观察内容
观察内容的记录
以上记录格式及观察内容,可参见第四章第一节(表4-1)的内容。
通过对实习区的路线踏勘,使同学们对实习区的地质、矿产基本情况有所了解;基本熟练掌握地质罗盘及手持GPS的使用方法;初步学会在野外对地质现象的观察、描述和记录的方法(包括格式和内容),为后续阶段实习打下良好的基础。
㈧ 遥感地质中相关图件的制作方法
遥感地质工作主要所应用的各种类型的遥感图像与地形图有显著的不同。因此,在遥感地质工作中有一些制图方法是常规地质调查中所没有的。另外,地质制图与地形制图的要求不同,所以在遥感地质工作中的某些制图方法又与摄影测量地形制图方法有所不同。本节着重介绍几种适合于目前多数野外地质工作的制图方法。
1.镶嵌图及其制作
遥感图像的镶嵌,就是把工作区的许多幅遥感图像拼接成一幅全区的遥感图像。图像的镶嵌一般可分为非控制镶嵌和控制镶嵌两类。
非控制镶嵌是用未经纠正的遥感图像切去重叠部分,粘贴镶拼,镶嵌后的图像称为影像略图或相片略图。
控制镶嵌,需先按一定的比例尺绘制出控制点网,这些控制点必须是相片上明显的点,经野外调绘进行控制测量,或在比镶嵌图比例尺大的质量较好的地形图上查取。按控制点网平面图,求出每张相片主点的位置,并将所有的相片逐张纠正后,剪贴镶拼。这种镶嵌图排除了由于飞机运行不稳定造成的各种误差,称为影相平面图或相片平面图。
控制点网平面图(包含每张相片主点的位置),也可以用未经纠正的相片镶嵌,称为半控制镶嵌。在进行这种镶嵌时,控制点网平面图的比例尺,必须是全部相片的平均比例尺。
在遥感地质调查中,用相片略图较多。它可以作为构造略图、地质略图和实际材料图的底图。
由于地面高差产生的投影差,以及飞机飞行中产生的相片倾斜和比例尺不一致等因素,镶嵌的相片略图上影像的错断、重复和缺失等“镶嵌误差”现象往往是不可避免的。若以高程较低的地面为准进行镶嵌时,可能使较高的影像缺失较多;以高程较高的地面为准镶嵌时,可能产生较多的影像重复。在相片镶嵌的整个过程中,应尽量分散这些误差,不要使这种误差集中在某个局部,造成大的影像不连续。根据具体的用途,可确定是重复多一些,还是缺失多一些。如一般用作地质构造图的底图时,缺失可以多些;但用作实际材料图的底图时重复可以多些。
在图像镶嵌过程中必须注意:
1)在切割、粘贴相片之前,必须将所有相片放在裱贴底板上认真地进行编排。先粗排后精排,尽可能减少错断、重复和缺失等镶嵌误差。编排好后,用针刺点,将相片初步定位。
2)切割、粘贴相片的次序应从图幅的中央或图幅中最重要的部位开始,切一张,贴一张,由中心向四周拼贴。
3)切割相片时,用刀片轻轻切破相片的乳胶层,不要切透纸基。然后斜向撕开纸基,使相片保留部分的边缘呈逐渐减薄状态。用砂纸将撕去了部分纸基的相片边缘的底部磨光,即可粘贴。这样切割的相片,可避免镶接处翘起。
2.地质解译图的编制
概略地质解译图和详细地质解译图是遥感地质调查中两项重要的中间成果。能否在图上准确地反映解译的成果和问题,对整个工作进一步的开展有决定性的意义。由于遥感地质调查中对某个地区地质情况认识逐步深入的特点,以及遥感图像上信息极为丰富具有综合性的特点,地质解译图的编制与常规地质图相比有所不同。
(1)概略地质图的编制
概略地质图可以直接勾绘在相片略图或聚酯薄膜上。其主要内容应包括:
1)各种地层(或岩性)界线、不整合界线、侵入接触界线、断层线和褶皱轴线等。各种界线勾绘时尽可能详细,应区分出明显解译标志、能确认的界线和不甚明确的推测界线。
2)根据调查任务应反映的内容,如一般地质调查(特别是矿产地质调查和区域地质调查)中,应画出性质不明确的各种界线如线形构造、环形构造、矿化、蚀变现象等界线;水文地质调查中应详尽勾绘各种地貌界线和重要地貌要素、第四系成因类型、岩溶现象、井泉、地下水浅埋带等;区域工程地质和环境地质调查中应勾绘崩塌、滑坡、流土、冻土等不良工程地质现象,以及盐碱土、沼泽土和软土、流水侵蚀堆积现象、岩溶现象、重要工程设施或厂矿、城镇、植被分布等。
3)应勾划出不同解译程度的分区图,并标出需要进一步了解和研究关键问题的地段,使以后的工作有明确的方向。解译程度分区一般分四类:
Ⅰ类区:解译程度好,岩性解译标志清楚,露头好,能准确勾绘出地质构造轮廓和大部分地质构造细节。
Ⅱ类区:解译程度较好,由于解译标志不稳定,或地质构造较复杂,只能大致勾绘出全区构造轮廓,解译部分构造的细节。
Ⅲ类区:解译程度中等,只能勾绘出部分构造轮廓,解译少量构造的细节。
Ⅳ类区:解译程度差,大部分被覆盖,无明显解译标志,地形切割强烈,地质构造复杂,只能勾绘出零星地质构造轮廓和个别构造细节。
(2)详细地质解译图的编制
详细地质解译图应根据前阶段工作确定的分层单位和建立的解译标志,按相应比例尺的精度要求,在立体镜下准确而详尽地进行勾绘。它是正式地质图的基础。
详细地质解译图一般勾绘在透明薄膜上,有时也转绘到地形图上。其内容应包括常规地质图所要求的全部内容。
1)详细解译图勾绘的一般程序:①勾绘松散堆积物与基岩的界线;②先勾绘已知、经过野外调查证实的地质界线和解译标志明显的地质界线,逐步推向解译较困难的区域;③在断裂构造较发育的地段,一般先勾绘断裂,后解译地层。
2)详细解译图上的地质符号。详细解译图上各种地质要素的符号,一般可与实测地质图上的符号一致。由于遥感地质解译的特点,需要增加一些常规地质图上没有的内容和符号。对这些增添的地质符号,必须给予说明。常用的有岩层粗略产状的符号,“岩层露头线”和大节理的符号。“岩层露头线”是在分层单位(即填图单位)内部,某些明显的岩层界线的出露线。为了反映细致的构造形态,勾绘若干岩层露头线,常能取得很好的效果。岩层露头线不需要贯通整个分层单位,可以是断续的,以反映构造形态为原则。通常用细点划线来表示,也可用细虚线表示。大节理常用红色细点划线表示。
3)解译程度的表示。地质图上地质界线解译的可靠程度,一般只分为解译可靠的和标志不甚明显的两类,以便于以后野外调绘中进一步查证。这两类解译程度的符号,可用常规地质图中“实测”和“推测”的符号。
经过充分的野外调绘后,最终提交的正式地质图件的内容、要求、编制方法等,与常规地质调查中的要求相同。在比例尺较大的详细解译地质图中,为使某些构造反映得更准确、细致而增添的内容,如岩层露头线、粗略产状、大节理和某些地貌要素等,在不造成图面内容复杂的情况下,也可以保留在正式图件上。
㈨ 工程地质勘察的方法
工程地质勘察方法或手段,包括工程地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期观测(或监测)等。
工程地质测绘
在一定范围内调查研究与工程建设活动有关的各种工程地质条件,测制成一定比例尺的工程地质图,分析可能产生的工程地质作用及其对设计建筑物的影响,并为勘探、试验、观测等工作的布置提供依据。它是工程地质勘察的一项基础性工作。测绘范围和比例尺的选择,既取决于建筑区地质条件的复杂程度和已有研究程度,也取决于建筑物的类型、规模和设计阶段。规划选点阶段,区域性工程地质测绘用小比例尺(1:10万,1:5万);设计阶段,水库区测绘大多用中比例尺(1:2.5万,1:1万),坝址、厂址则用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地质测绘所需调研的内容有地层岩性、地质构造、地貌及第四纪地质、水文地质条件、天然建筑材料、自然(物理)地质现象及工程地质现象。对所有地质条件的研究,都必须以论证或预测工程活动与地质条件的相互作用或相互制约为目的,紧密结合该项工程活动的特点。当露头不好或这些条件在深部分布不明时,需配合以试坑、探槽、钻孔、平洞、竖井等勘探工作进行必要的揭露。
工程地质测绘通常是以一定比例尺的地形图为底图,以仪器测量方法来测制。采用卫星像片、航空像片和陆地摄影像片,通过室内判读调绘成草图,到现场有目的地复查,与进一步的照片判读反复验证,可以测制出更精确的工程地质图。并可提高测绘的精度和效率,减少地面调查的工作量。
工程地质勘探
包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容。
①工程地球物理勘探。简称工程物探,其目的是利用专门仪器,测定各类岩、土体或地质体的密度、导电性、弹性、磁性、放射性等物理性质的差别,通过分析解释判断地面下的工程地质条件。它是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法。按工作条件分为地面物探和井下物探(测井);按被探测的物理性质可分为电法、地震、声波、重力、磁法、放射性等方法。工程地质勘察中最常用的地面物探为电法中的视电阻率法,地震勘探中的浅层折射法,声波勘探等;测井则多采用综合测井。
物探的优点在于能经济而迅速地探测较大范围,且通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的。以这些资料为基础,在控制点和异常点上布置勘探、试验工作,既可减少盲目性,又可提高精度。测井则可增补钻探工作所得资料并提高其质量。开展多种方法综合物探,根据综合成果进行对比分析,可以显著提高地质解释的质量,扩大物探解决问题的范围,缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释,所以只有地质体之间的物理状态(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某种物理性质有显著差异,才能取得良好效果。
②钻探和坑探。采用钻探机械钻进或矿山掘进法,直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件,为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是:查明建筑物影响范围内的地质构造,了解岩层的完整性或破坏情况,为建筑物探寻良好的持力层(承受建筑物附加荷载的主要部分的岩土层)和查明对建筑物稳定性有不利影响的岩体结构或结构面(如软弱夹层、断层与裂隙);揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样;为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。
钻探比坑探工效高,受地面水、地下水及探测深度的影响较小,故广为采用。但不易取得软弱夹层岩心和河床卵砾石层样品,钻孔也不能用来进行大型现场试验。因此,有时需采用大孔径钻探技术,或在钻孔中运用钻孔摄影,孔内电视或采用综合物探测井以弥补其不足。但在关键部位还需采用便于直接观察和测试目的层的平洞、斜井、竖井等坑探工程。
钻探和坑探的工作成本高,故应在工程地质测绘和物探工作的基础上,根据不同工程地质勘探阶段需要查明的问题,合理设计洞、坑、孔的数量、位置、深度、方向和结构,以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料,并保证必要的精度。
原位测试和实验室试验
获得工程地质设计和施工参数,定量评价工程地质条件和工程地质问题的手段,是工程地质勘察的组成部分。室内试验包括:岩、土体样品的物理性质、水理性质和力学性质参数的测定。现场原位测试包括:触探试验、承压板载荷试验、原位直剪试验以及地应力量测等(见岩土试验、工程地质力学模拟)。
设计建筑物规模较小,或大型建筑物的早期设计阶段,且易于取得岩、土体试样的情况下,往往采用实验室试验。但室内试验试样小,缺乏代表性,且难以保持天然结构。所以,为重要建筑物的初步设计至施工图设计提供上述各种参数,必须在现场对有代表性的天然结构的大型试样或对含水层进行测试。要获取液态软粘土、疏松含水细砂、强裂隙化岩体之类的、不能得到原状结构试样的岩土体的物理力学参数,必须进行现场原位测试。
现场检测与监测
用专门的观测仪器对建筑区工程地质条件各要素或对工程建筑活动有重要影响的自然(物理)地质作用和某些重要的工程地质作用随时间的发展变化,进行长时期的重复测量的工作。观测的主要内容有:岩、土体位移范围、速度、方向;岩、土体内地下水位变化;岩体内破坏面上的压力;爆破引起的质点速度;峰值质点加速度;人工加固系统的载荷变化等。此项工作主要是在论证建筑物的施工设计的详细勘察阶段进行,工程地质作用的观测则往往在施工和建筑物使用期间进行。长期观测取得的资料经整理分析,可直接用于工程地质评价,检验工程地质预测的准确性,对不良地质作用及时采取防治措施,确保工程安全。
㈩ 土地利用调查中外业调绘的一般方法是什么
一般是rs取得的航卫片校正处理的正滠影像图作为底图,结合外业补充调查,这样得到的外业底图作为内业处理的粗成果,再进行清绘、矢量化,得到土地地利用现状图。