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地質(zhì)條件分析1

0引言

物探技術(shù)是一種至關(guān)重要的地質(zhì)探測技術(shù)，在煤礦生產(chǎn)中占據(jù)著關(guān)鍵地位。傳統(tǒng)的采煤方法與采煤作業(yè)形式具有效率低、安全性低等問題，對作業(yè)人員的人身安全造成一定威脅。利用物探技術(shù)探測煤礦地質(zhì)條件，可以為煤礦生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)資料，避免煤礦生產(chǎn)出現(xiàn)安全事故，因此在進行煤礦地質(zhì)探測時需靈活應(yīng)用物探技術(shù)。

1物探技術(shù)簡析

1.1物探技術(shù)的概念與發(fā)展物探即地球物理勘探，指的是以巖石、礦石或圍巖的物理性質(zhì)為基礎(chǔ)進行物理場分布及其變化的觀測，從而分析地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、地層當(dāng)中的能源，并為災(zāi)害預(yù)報提供依據(jù)[1]。物探主要是利用巖石的密度、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、彈性、放射性以及熱導(dǎo)率等物理性質(zhì)進行地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析，常用的物探方法有重力勘探法、電法勘探法、磁法勘探法、地震勘探法、地溫法勘探法以及核法勘探法等。人們在二十世紀(jì)中后期開始應(yīng)用物探技術(shù)，且物探技術(shù)在煤礦開采前勘測工作中的應(yīng)用范圍十分廣泛，可有效增強煤礦開采的安全系數(shù)。

1.2物探技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀當(dāng)前，主要將物探技術(shù)應(yīng)用在煤礦開采與水害治理當(dāng)中。例如，可以利用電法勘探技術(shù)與瞬變電磁法勘探技術(shù)處理水災(zāi)害；可以利用地震勘探技術(shù)、坑透技術(shù)與超波技術(shù)進行地表與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘測；也可以利用三維地震動態(tài)解釋系統(tǒng)分析物探技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用效果。

2物探技術(shù)在煤礦地質(zhì)探測中的作用第一，在進行煤礦開采前需進行地質(zhì)探測，便需要利用地面高分辨二維地震勘探法、電法探測法等方法進行地質(zhì)探測，這樣在后續(xù)進行煤礦開采設(shè)計時便可以獲取大量的煤礦開采區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息。第二，在安裝大型超千噸綜采設(shè)備之前，需要明確和控制開采區(qū)域中的地質(zhì)異常體，例如小褶曲、小斷層等情況[2]。若存在這些地質(zhì)異常體將會嚴重影響煤礦開采的效率與安全性，甚至?xí)l(fā)水災(zāi)害。而應(yīng)用物探技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)這些地質(zhì)異常體，有利于異常體的控制與開采計劃的優(yōu)化。

3常用的物探方法與物探技術(shù)

3.1物探方法為了解決煤礦開采中的問題，提高煤礦開采的質(zhì)量，增強煤礦開采的安全性，我國在不斷研究新的物探技術(shù)，為煤礦地質(zhì)探測提供技術(shù)支持。在煤礦地質(zhì)探測中常用的物探方法有很多，按照探測空間可以將物探方法分為地面物探法、礦井物探法與測井法等。其中，電法勘探法、地震勘探法、磁法勘探法等方法屬于地面物探法；礦井物探法有電法、磁法、地震法、放射性法、巷道重力法以及紅外線遙測法等；測井法包括熱測井法、電法測井法、聲波測井法、放射性測井法以及磁測井法等[3]。按照物理場可以將物探法分為地震法、地?zé)岱?、磁法、重力法、電法、放射位法等。例如，重力勘探法是重要的物探方法，主要是根?jù)組成地殼的巖體、礦體之間的密度差引起的地表的重力加速度值的變化進行地質(zhì)勘探，其理論基礎(chǔ)是牛頓的萬有引力。而磁法勘探法也是常用的物探方法，主要是根據(jù)巖石與礦石不同的磁性產(chǎn)生的不同磁場進行地質(zhì)勘探的，不同的磁場可以使局部區(qū)域出現(xiàn)變化，繼而出現(xiàn)地磁異常，便可以進行地質(zhì)探測。

3.2物探技術(shù)在煤礦地質(zhì)探測中常用的物探技術(shù)有高密度數(shù)字三維地震技術(shù)、三維地震疊前偏移處理技術(shù)等，這些技術(shù)當(dāng)中都應(yīng)用了信息技術(shù)等先進技術(shù)，有效提升了物探技術(shù)的信息化水平與智能化水平。第一，高密度數(shù)字三維地震技術(shù)。該技術(shù)涉及到了多種技術(shù)，例如高密度數(shù)字三維地震采集技術(shù)、高密度數(shù)字成像技術(shù)與三維地震精細解釋核心技術(shù)等，是一種較為先進的物探技術(shù)。其中，高密度數(shù)字三維地震采集技術(shù)具有小道距、小面元與高密度采樣；全方位觀測；高覆蓋次數(shù)；連續(xù)采樣減小采集腳??；應(yīng)用數(shù)字檢波器（如DSU3檢波器）等特點。相比于普通的檢波器，數(shù)字檢波器實現(xiàn)了信號接收與信號傳輸?shù)臄?shù)字化，具有較強的抗干擾能力，在動態(tài)范圍、抗電磁干擾、高頻響應(yīng)等方面中具有較大的優(yōu)勢（模擬檢波器與數(shù)字檢波器的振幅與相位特性曲線對比如圖1所示）。高密度數(shù)字成像技術(shù)也涉及到了很多技術(shù)，例如三維子集噪音衰減技術(shù)、全空間噪音壓制技術(shù)、全頻帶去噪及高頻信號保持技術(shù)、同相疊加技術(shù)等。三維地震精細解釋核心技術(shù)包括地質(zhì)構(gòu)造地震精細解釋技術(shù)、煤層厚度與煤層頂板巖體力度參數(shù)估算技術(shù)、煤層頂?shù)装甯凰畮c煤層瓦斯富集帶地震預(yù)測技術(shù)、煤層沖刷帶精細描述地震技術(shù)等。總之，高密度數(shù)字三維地震技術(shù)的小斷層識別能力相對較高。例如，在進行某煤礦地質(zhì)探測時應(yīng)用高密度數(shù)字三維地震技術(shù)進行小斷層識別。在斷距超過2m時，其識別準(zhǔn)確率能夠達到85.17%，但是當(dāng)斷距小于2m時，其小斷層識別能力相對較差（如表1所示）。第二，三維地震疊前偏移處理技術(shù)。

三維地震疊前偏移處理技術(shù)具有多重功能，例如可以對時間偏移進行處理，也可以對深度偏移進行處理。首先，利用三維地震疊前時間偏移處理技術(shù)可以提高資料信噪比、振幅恢復(fù)與能量補償，可以進行疊前時間偏移成像，也可以進行疊前時間偏移之后的去噪處理。其次，三維地震疊前深度偏移處理技術(shù)的關(guān)鍵在于疊前深度偏移成像處理，在成像處理過程中需要做好高質(zhì)量疊前時間域道集準(zhǔn)備工作、構(gòu)建速度-深度模型、應(yīng)用克希霍夫積分偏移算法。總之，在煤礦地質(zhì)探測中應(yīng)用三維地震疊前偏移處理技術(shù)可以有效增強成像的準(zhǔn)確性，將橫向分辨率控制在合理范圍內(nèi)。同時，應(yīng)用這種技術(shù)也可以準(zhǔn)確反饋地質(zhì)構(gòu)造當(dāng)中的異常情況。第三，屬性本解釋技術(shù)。相比于其他技術(shù)，屬性本解釋技術(shù)的重要意義主要體現(xiàn)在可準(zhǔn)確分析地震反射波的情況，例如可以分析地震反射波的頻率、地震反射波的能力等各方面情況，從而獲取地震屬性數(shù)據(jù)體。技術(shù)人員可以利該技術(shù)獲取地質(zhì)小型結(jié)構(gòu)的剖面圖，且剖面圖的解釋精度比較高，可以為后續(xù)的煤礦生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。第四，巖性反演資料處理及解釋技術(shù)。技術(shù)人員可以利用該技術(shù)提升地震剖面的縱向分辨率，并降低地震反射波的檢測難度，從而為含水層富水情況與煤層瓦斯分布情況的分析奠定基礎(chǔ)，為后續(xù)煤礦開采計劃的制定提供依據(jù)。巖性反演技術(shù)主要是利用已知的地質(zhì)信息與測井資料反演地震資料并進行波阻抗資料的推算。同時，技術(shù)人員可以在波阻抗剖面上標(biāo)定通過鉆井獲取的地層變化信息，為反演出的地層波阻抗賦予地質(zhì)含義，在后續(xù)就可以準(zhǔn)確描述煤層的厚度、深度以及巖性等參數(shù)[4]。巖性反演的結(jié)果會受到多種因素的影響，例如原始資料的質(zhì)量、子波的影響、合成地震記錄的質(zhì)量以及地質(zhì)模型等。在進行巖性反演時應(yīng)當(dāng)重構(gòu)巖性特征、對測井?dāng)?shù)據(jù)進行規(guī)格化處理、標(biāo)定巖性、構(gòu)建初始模型，最終進行三維測井約束反演。

4在煤礦地質(zhì)探測中應(yīng)用物探技術(shù)的策略

4.1在水災(zāi)害防治中應(yīng)用物探技術(shù)的策略在開采煤礦之前，需要利用物探方法探測水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，從而增強煤礦生產(chǎn)的安全性，有效防治水災(zāi)害，增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。物探技術(shù)在水災(zāi)害防治中發(fā)揮著重要作用。首先，技術(shù)人員可以利用物探技術(shù)探測礦井的水文地質(zhì)問題。例如，技術(shù)人員可以利用物探技術(shù)探測開采面底板的隔水層厚度、隱藏的導(dǎo)水通道、老窖積水區(qū)的情況、含水層的富水性與陷落柱的富水性等，且探測準(zhǔn)確率比較高，可以達到90%以上。其次，技術(shù)人員可以利用瞬變電磁超前預(yù)測系統(tǒng)對開采區(qū)域前的含水構(gòu)造進行預(yù)測，預(yù)測準(zhǔn)確度也非常高。

4.2在地質(zhì)災(zāi)害防治中應(yīng)用物探技術(shù)的策略煤礦地質(zhì)探測的技術(shù)手段有很多，而物探技術(shù)的效果相對較好，可以減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。在進行煤礦開采時很容易出現(xiàn)礦井頂板與突水現(xiàn)象，會對采礦工作與作業(yè)人員造成威脅。利用物探技術(shù)可以有效勘測煤礦開采區(qū)域的地質(zhì)水文情況，從而掌握開采區(qū)域的瓦斯層、含水層、內(nèi)巖層、斷層等各方面情況，了解開采區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，科學(xué)制定施工計劃。物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三個方面。第一，在地質(zhì)災(zāi)害防治中應(yīng)用相干體與方差體技術(shù)。相干體與方差體技術(shù)主要是利用三維資料中的CDP電信息進行常規(guī)抽線解釋，在解釋過程中不會出現(xiàn)將小斷層遺漏的情況。在三維成像當(dāng)中，技術(shù)人員分析地下斷層情況時可以應(yīng)用數(shù)據(jù)切片與透視等方式。相干體與方差體切片對斷層十分敏感，技術(shù)人員便可以利用這一技術(shù)準(zhǔn)確分析斷層的情況[5]。技術(shù)人員可以利用常規(guī)剖面圖進行斷層的顯示或調(diào)整，之后再利用該技術(shù)進行閉合調(diào)整，從而在地震反射層當(dāng)中分析斷層的情況。第二，三維地震勘探法在采礦區(qū)構(gòu)件機理分析中的應(yīng)用。在煤礦開采過程中，可能會出現(xiàn)突水情況，若不及時處理可能會引發(fā)煤礦安全事故。為了解決這一問題，技術(shù)人員可以利用三維地震勘探法探測煤礦開采區(qū)域的地質(zhì)情況。在探測之前，技術(shù)人員需要充分了解煤層表面的水文狀況，并分析抽水孔數(shù)據(jù)，為后續(xù)探測工作奠定基礎(chǔ)。完成這些工作之后，技術(shù)人員可以利用該技術(shù)對煤層頂板砂巖的含水厚度以及含水深度進行探測，同時需要探測煤層的深度、煤層的結(jié)構(gòu)變化情況，之后根據(jù)探測結(jié)果制定煤礦開采方案，增強煤礦開采的安全性。第三，在地質(zhì)災(zāi)害防治中應(yīng)用等時切片技術(shù)。技術(shù)人員可以利用該技術(shù)顯示某一刻三維數(shù)據(jù)體當(dāng)中包含的地震信息，從而掌握不同地質(zhì)層位的分布情況。等時切片中的水平切片上含有同相軸，其強度可以反映反射波的強度，其錯開大小可以反映斷層斷距的大小[6]。同時，水平切片的小斷層分辨能力相對較強，優(yōu)于垂直時間剖面的小斷層分辨能力。

5結(jié)語

科學(xué)應(yīng)用物探方法可以保障煤礦開采工作的正常開展，常用的物探方法有磁法、放射位法、電法、地?zé)岱ǖ?，常用的物探技術(shù)有高密度數(shù)字三維地震技術(shù)、三維地震疊前偏移處理技術(shù)等。為了充分發(fā)揮物探技術(shù)在煤礦地質(zhì)探測中的作用，應(yīng)當(dāng)將其應(yīng)用在水災(zāi)害防治與地質(zhì)災(zāi)害防治中，為煤礦開采提供數(shù)據(jù)信息。

作者:王澤 單位:晉能控股煤業(yè)集團和尚嘴煤業(yè)有限公司

地質(zhì)條件分析2

我國地貌廣闊，地質(zhì)地形極其復(fù)雜，加之近年來地質(zhì)活動越發(fā)頻繁，對地質(zhì)測繪技術(shù)和儀器都提出了新的要求。因此，我國也越來越重視地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測工作，不斷投入大量資金到地質(zhì)監(jiān)測方面的工作上。隨著科技的不斷創(chuàng)新，各種測繪技術(shù)層出不窮，遙感測繪技術(shù)由于有效性強、測量效率高等優(yōu)點，成為地質(zhì)災(zāi)害治理中的重要手段。基于此，本文從遙感技術(shù)概念出發(fā)，闡述了遙感測繪技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理方面的價值，并提出了一些關(guān)于遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新策略，希望能為相關(guān)工作提供參考。

一、地質(zhì)災(zāi)害概述

地質(zhì)災(zāi)害是指由人類活動、地殼運動等一些因素導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害事件，這類災(zāi)害一般具有不確定性和無規(guī)律性，比如泥石流、滑坡、水土保持等。加之我國疆土幅員遼闊，地形地勢也很復(fù)雜，因此，更增加了相關(guān)人員對地質(zhì)災(zāi)害檢測的難度。隨著科技的發(fā)展，越來越多的監(jiān)測技術(shù)被用于地質(zhì)災(zāi)害的治理中。其中，遙感測繪技術(shù)由于監(jiān)測準(zhǔn)確、信息量大、效率高等特點，深受相關(guān)工作人員青睞。遙感測繪是指通過地面、航空等平臺上的各類傳感器，對地球等星體進行地圖等圖形繪制的技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)大大提高了工作人員對地質(zhì)災(zāi)害治理方面的效率。但對于不同的地形，相關(guān)人員必須不斷提高自身的業(yè)務(wù)能力，加強遙感測繪技術(shù)使用方法的創(chuàng)新。

二、遙感測繪技術(shù)概述

遙感測繪技術(shù)通過遙感設(shè)備接收地球表面物體通過反射或散射后發(fā)射的電磁波，并通過這些電磁波發(fā)送的信號進行測繪。在衛(wèi)星軌道設(shè)計時，首選接近圓形，從而保證遙感設(shè)備測繪后得到的圖像與實際的比例比較一致。遙感測繪主要通過框幅式相機和CCD攝像機，衛(wèi)星飛行越接近南北極，越能大量獲取地球信息，而當(dāng)和太陽越接近，就能獲取地面上不同地區(qū)的圖像，并且這些圖像都具有相似的太陽輻射條件，這就為工作人員進行數(shù)據(jù)對比提供了便利。人造衛(wèi)星承載著測繪儀器在飛行過程中，飛行方向和軌道相互重疊，獲取重疊的立體影象出現(xiàn)的同時，也可以對地面點高程和地形進行測繪。其中，紅外遙感中的近紅外波長約為0.75～3.0μm；遠紅外波長為6.1～15.2μm；中紅外波長為3.1～6.2μm。近紅外具有可采用感光膠片的作用，中紅外和遠紅外因其可在白晝和黑夜進行工作，通常被用于地下水源探測、生物量探測、夜間偵查等的工作中。紅外遙感的工作波長是0.75～14.9μm，它利用其自身的敏感原件測量地球上物質(zhì)的紅外輻射能量，從而獲得相關(guān)影響并進行繪制。比如，圖1中的影像就是通過遙感測繪技術(shù)獲得的某水庫的地質(zhì)情況。而衛(wèi)星遙感主要用于專業(yè)圖像的繪制方面，微波遙感工作波長為1～1000㎜，利用雷達、散射計等發(fā)射微波后可接收來自地表的回波信號，從而展開地面物的探測，它可以全天候工作，隨時測繪地球表面以及下淺層物質(zhì)的影像，這是可見光紅外遙感沒有的優(yōu)勢。

三、地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)概述

(一)地質(zhì)災(zāi)害的特點地質(zhì)災(zāi)害的特點主要有漸變性、季節(jié)性、突發(fā)性等。地質(zhì)災(zāi)害的漸變性，最典型的地質(zhì)災(zāi)害就是水土流失，它是通過漫長歲月積累而逐步形成的一類地質(zhì)災(zāi)害?？梢哉f，這類災(zāi)害在地質(zhì)活動中是無法避免的，再好的保護措施也只是對其形成緩解，水土流失還會引發(fā)其他地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害種類繁雜，嚴重威脅著人們的生活和財產(chǎn)安全，海嘯、山洪等甚至嚴重破壞了人類生存的家園，很多破壞是不可逆轉(zhuǎn)的。地質(zhì)災(zāi)害的另一個特點是季節(jié)性，夏天多發(fā)的洪災(zāi)、冬天的雪災(zāi)等，不同的地質(zhì)災(zāi)害對地球的破壞程度也不同，地球上很多大型地質(zhì)災(zāi)害都和季節(jié)有關(guān)，一些特殊的地質(zhì)環(huán)境由于季節(jié)因素的影響，常常容易發(fā)展成為重大的地質(zhì)災(zāi)害。經(jīng)常長久探測，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害在夏季發(fā)生概率最大，種類也最多。降雨量無論多寡都容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，因此，地質(zhì)災(zāi)害也和降雨量有關(guān)。我國北方降雨量少，所以關(guān)于強降雨的地質(zhì)災(zāi)害比較少，而南方降雨量大，往往更容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。此外，地質(zhì)災(zāi)害還具有突發(fā)性的特點，最典型的代表就是地震。這些地質(zhì)災(zāi)害只能小范圍地進行探測，具體哪一天會發(fā)生，人們是無法預(yù)測的，一些山體和地質(zhì)相互作用形成的泥石流、滑坡等也是無法預(yù)測的，這些地質(zhì)災(zāi)害通常都是突發(fā)的。

(二)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的必要性地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測不僅僅用于災(zāi)害發(fā)生前，在災(zāi)害發(fā)生后的監(jiān)測依然重要。遙感測繪技術(shù)可對已經(jīng)被地質(zhì)災(zāi)害破壞的地區(qū)進行檢查，相關(guān)人員通過監(jiān)測報告確定災(zāi)害的危險性，這樣更有利于地質(zhì)災(zāi)害的治理。通過提前監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害，人們可以對一些具有季節(jié)性、漸變性的地質(zhì)災(zāi)害進行提前處理和預(yù)防，進而保護人民的財產(chǎn)和安全。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的必要性還體現(xiàn)在提前監(jiān)測到地質(zhì)災(zāi)害，能夠?qū)θ藗兊呢敭a(chǎn)和安全進行保護，因此，國家相關(guān)部門要充分利用一切監(jiān)測技術(shù)，對地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)提前采取預(yù)防措施，最大限度地降低地質(zhì)災(zāi)害對地球生態(tài)環(huán)境的破壞。

(三)遙感測繪技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理中的作用首先，能為抗災(zāi)治災(zāi)應(yīng)急措施創(chuàng)造及時的信息支持，通過遙感測繪技術(shù)，相關(guān)人員可以根據(jù)測繪影像提前分析出地質(zhì)災(zāi)害的類型和等級，并通過影像模型建立，讓救援部隊及時掌握災(zāi)害情況，在最短時間內(nèi)做出有效的救援；其次，能促進國家自然災(zāi)害的數(shù)據(jù)庫建設(shè)，通過遙感測繪技術(shù)，相關(guān)人員能夠遠程監(jiān)控國內(nèi)氣象及衛(wèi)星遙感信號，衛(wèi)星可直接將信息反饋給監(jiān)測系統(tǒng)，從而幫助相關(guān)人員準(zhǔn)確預(yù)測災(zāi)害信息。遙感測繪技術(shù)能夠反映出災(zāi)害地區(qū)的形態(tài)和色調(diào)，相關(guān)人員通過這些信息可以及時掌握地質(zhì)災(zāi)害的程度、受災(zāi)范圍，從而更準(zhǔn)確地判斷。
四、遙感測繪技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理方面的應(yīng)用創(chuàng)新

(一)用于分析災(zāi)害原因相關(guān)人員可利用遙感測繪技術(shù)及時探測到地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因，并通過具體的防護治理措施對地質(zhì)災(zāi)害進行監(jiān)管。天氣惡劣時候最容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，因此，相關(guān)人員可利用氣象衛(wèi)星遙感測繪技術(shù)監(jiān)測不同時段的降水量，還可以利用遙感測繪技術(shù)開發(fā)地表的衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)，通過電磁波發(fā)出的信息分析地表和地下的地質(zhì)特征，這樣能夠幫助他們對地質(zhì)災(zāi)害作出提前預(yù)判。通過對地質(zhì)災(zāi)害的管理，能夠及時保護人們的生命、財產(chǎn)安全，通過遙感測繪技術(shù)，可以探測到地質(zhì)災(zāi)害隱患點的地質(zhì)情況，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，能夠推測出地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的根本原因。

(二)用于災(zāi)區(qū)合理劃分地質(zhì)災(zāi)害危險性極高，很多災(zāi)害都能在短時間內(nèi)對人們的財產(chǎn)和生命造成嚴重破壞，這種破壞力度極強、范圍極廣，比如滑坡、泥石流等。因此，對這些地質(zhì)災(zāi)害采用遙感測繪技術(shù)進行探測分析，可以將災(zāi)害發(fā)生的時間和相關(guān)數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析，對信息進行總結(jié)、歸納，方便工作人員對類似地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害進行預(yù)防、檢測。比如，表1就是工作人員利用遙感測繪技術(shù)對某地區(qū)山體滑坡統(tǒng)計出的受災(zāi)面積等相關(guān)數(shù)據(jù)。工作人員依據(jù)這些數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確地分析出當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)變化情況，了解地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模和發(fā)展趨勢。同時，工作人員可根據(jù)遙感測繪技術(shù)測出的數(shù)據(jù)，對災(zāi)區(qū)進行合理劃分，從而對災(zāi)情進行救援以及有針對性的研究，提高地質(zhì)災(zāi)害的治理效率。

(三)用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測通過遙感測繪技術(shù)，能夠幫助相關(guān)人員根據(jù)圖像顯示的內(nèi)容，對不同區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害情況和形態(tài)進行有效檢測，從而準(zhǔn)確分析災(zāi)情。通過遙感測繪技術(shù)測出的數(shù)據(jù)，可以更加明確地分析地質(zhì)災(zāi)害的成因，測評災(zāi)害等級，在地質(zhì)災(zāi)害到來之前建立起嚴格的防護系統(tǒng)，最大程度地減小災(zāi)害的破壞力度，降低災(zāi)害對生態(tài)環(huán)境的影響。另外，地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測和防治工作與人們的生活是息息相關(guān)的，目前，相關(guān)人員通過衛(wèi)星遙感測繪技術(shù)，能夠?qū)Ω鱾€地區(qū)的降水量實行全面檢測，還能夠?qū)Ω鞯貐^(qū)的地標(biāo)等進行深入探測，從而對地質(zhì)災(zāi)害進行更深入的分析。這樣，相關(guān)人員就可提前預(yù)防洪水災(zāi)害。目前，我國在這方面已經(jīng)取得了不錯的成績。無論何種地質(zhì)災(zāi)害都會嚴重威脅人們的安全，因此，相關(guān)人員必須要合理利用遙感測繪技術(shù)，對不同的地質(zhì)災(zāi)害進行嚴密監(jiān)測。

(四)用于地質(zhì)災(zāi)害治理

1.對泥石流的治理泥石流發(fā)生后，工作人員很難以航拍的方式對災(zāi)情作出準(zhǔn)確分析，但是遙感測繪技術(shù)卻能夠助其準(zhǔn)確測定災(zāi)害的范圍和受災(zāi)程度，為相關(guān)人員治理泥石流災(zāi)害提供了更多便利，最大程度地減輕泥石流造成的危害。一般而言，泥石流通常是伴隨著滑坡發(fā)生的，這是因為滑坡會產(chǎn)生大量洪水，繼而形成泥石流，泥石流發(fā)生時往往會暴雨交加，因此，遙感測繪技術(shù)在泥石流治理方面顯得更加重要。

2.對滑坡災(zāi)害的治理在對山體滑坡災(zāi)害進行治理時，工作人員通過遙感測繪技術(shù)對坐標(biāo)位置和地形展開測量，從而將災(zāi)害信息轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)信息，并將遙感設(shè)備連接計算機，輕松通過計算機獲取災(zāi)害數(shù)據(jù)。這樣，工作人員可通過計算機計算出相關(guān)數(shù)據(jù)并整理分析，從而準(zhǔn)確判定滑坡的危害指數(shù)。遙感測繪技術(shù)在治理滑坡方面比傳統(tǒng)的治理方法更具優(yōu)勢，因為它的探測更加準(zhǔn)確且呈現(xiàn)數(shù)據(jù)化。對于滑坡這種嚴重的地質(zhì)災(zāi)害來說，其危害性僅次于地震，因此，更需要遙感測繪技術(shù)的支持，讓相關(guān)人員預(yù)判滑坡產(chǎn)生的危險，并分析其出現(xiàn)的原因，制定出針對不同地區(qū)滑坡的治理方案，最大限度地減小滑坡造成的危害和損失。

3.對水土保持方面的治理

水土保持關(guān)乎我國生態(tài)資源可持續(xù)發(fā)展，因此，相關(guān)人員必須好好利用遙感測繪技術(shù)。自然界中重力、風(fēng)力等因素都會導(dǎo)致水土流失，小范圍的水土流失雖然不會造成嚴重的人身財產(chǎn)危害，但是，如果不及時控制這類小范圍的水土流失，后果也會很嚴重。預(yù)防水土流失有利于控制滑坡、泥石流的產(chǎn)生，因為這些都是水土流失的后遺癥。遙感測繪技術(shù)在治理水土流失方面可大大節(jié)約人力、物力，幫助相關(guān)人員第一時間掌握水土流失的數(shù)據(jù)資料，并幫助他們更快地計算出土壤坡面流失情況，從而采取有效的應(yīng)對和治理措施，更好地保障人們的生產(chǎn)和生活。

五、結(jié)束語

綜上所述，地質(zhì)災(zāi)害治理工作非常艱巨，相關(guān)人員必須不斷精進自身的業(yè)務(wù)能力，準(zhǔn)確了解地質(zhì)災(zāi)害的形成原因和區(qū)域，制定完整的治理措施。遙感測繪技術(shù)在滑坡、泥石流、水土保持等地質(zhì)災(zāi)害的治理監(jiān)測中能夠發(fā)揮很好的作用，這項技術(shù)可用于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警、監(jiān)測、評估等方面，為相關(guān)技術(shù)人員治理地質(zhì)災(zāi)害開創(chuàng)了新的局面。相關(guān)人員應(yīng)利用遙感測繪技術(shù)，加大對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測力度，同時不斷創(chuàng)新這項技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理方面的應(yīng)用，通過不斷探索和研發(fā)，最大限度地優(yōu)化和改革地質(zhì)災(zāi)害的治理工作。

作者:趙珽 劉文 單位:青海省第三地質(zhì)勘查院 青海省第二地質(zhì)勘查院

地質(zhì)條件分析3

2021年1月～8月，江西省共接到地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)（險）情報告191起，造成直接經(jīng)濟損失549.62萬元。災(zāi)害類型包括，滑坡、泥石流、崩塌和地面塌陷等，災(zāi)害規(guī)模分中型和小型［1］。其中大部分是由于不規(guī)范煤礦開采、隨意土方開挖、生態(tài)植被破壞等行為導(dǎo)致的地質(zhì)生態(tài)環(huán)境變異，造成采空坍塌、山體開裂、水土流失，繼而發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害［2］。地質(zhì)災(zāi)害普遍存在爆發(fā)周期短、破壞性強、成因復(fù)雜等特點，傳統(tǒng)測繪和監(jiān)測方法無法做到時效性和直觀性的有效統(tǒng)一，在地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)時難以為災(zāi)情動態(tài)監(jiān)測和提供有效保障［3］。無人機依靠其非接觸特性和靈活性，可以深入受災(zāi)區(qū)域，利用傾斜攝影技術(shù)為地災(zāi)應(yīng)急提供快速、可靠、直觀的三維模型數(shù)據(jù)［4］，實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急管理、地質(zhì)災(zāi)害評估等任務(wù)，為災(zāi)后重建提供基礎(chǔ)地理信息依據(jù)。無人機航攝綜合運用了無人機飛行器、遙感、數(shù)據(jù)傳輸、GPS定位等技術(shù)，憑借這些技術(shù)使無人機遙感可實現(xiàn)全自動獲取大量的空間地理信息，并對這些信息進行數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析。無人機遙感以無人機作為空中平臺，使用遙感傳感器獲取信息，使用計算機對圖像信息進行分析處理，并按一定精度要求制作成圖像［5］。目前，無人機根據(jù)空中平臺搭載的數(shù)據(jù)傳感器不同，可將無人機航攝分為普通攝影測量、傾斜攝影測量和激光雷達測量。地災(zāi)點一般發(fā)生在山區(qū),傳統(tǒng)的航空攝影技術(shù)對機場和天氣等條件的依賴性很大,因此作業(yè)成本較高,且航攝周期也較長。無人駕駛飛行器尺寸小巧,攜帶方便,機動性強，且作業(yè)時對起飛場地依賴性小。無人機機動迅速、飛行準(zhǔn)備時間短、飛行速度快并能迅速抵達監(jiān)控范圍,運用傾斜拍攝技術(shù),在短距離內(nèi)為救援人員提供了迅速、安全、直·131·觀的三維實景數(shù)據(jù)模型。傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害解譯是利用遙感影像簡歷遙感解譯標(biāo)志，進行人工判讀解譯，影像質(zhì)量對解譯精度有直接的影響；三維實景數(shù)據(jù)模型能直觀重現(xiàn)地質(zhì)點原貌，為地質(zhì)災(zāi)害解譯提供三維實景數(shù)據(jù)模型。

1無人機航攝技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用實例

1.1無人機航攝流程

（1）準(zhǔn)備工作收集航測區(qū)域的相關(guān)資料，研判影響飛行的主要要素的情況；進行實地踏勘，收集現(xiàn)場地理環(huán)境及地貌特征；野外踏勘后，利用航測區(qū)域的高分辨影像，結(jié)合野外踏勘獲取的正射影像，對于航測區(qū)域進行分區(qū)、分塊討論，明確飛行基本參數(shù)和制定軌跡航線，繪制分區(qū)測量的線劃圖。航攝分區(qū)盡可能為矩形，航線沿矩形區(qū)域長邊方向敷設(shè)，實際飛行范圍應(yīng)超出任務(wù)范圍外一個航帶。（2）像控點測量根據(jù)測區(qū)影像和踏勘結(jié)果，內(nèi)業(yè)就可以將像控點的數(shù)量和圖上分布位置進行布設(shè)，并優(yōu)化像控點分布。野外像控點布設(shè)后，使用RTK進行像控點測量，保證RTK的坐標(biāo)系統(tǒng)與無人機坐標(biāo)系統(tǒng)一致，像控點布設(shè)和像控點測量可以同步進行。（3）航空攝影內(nèi)業(yè)必須根據(jù)成圖精度要求、航測區(qū)域特征等因素，對航向重疊率，旁向重疊率，飛行具體區(qū)域等進行設(shè)計，其中分區(qū)內(nèi)地形高差小于1/2航高，航向重疊度大于75%，旁向重疊度大于40%。在充分考慮航測區(qū)域地理位置、氣象氣候等因素影響的前提下，進行外業(yè)進行航攝測量。（4）內(nèi)業(yè)成圖航攝相片在現(xiàn)場初步整理和檢查的基礎(chǔ)上，需進行預(yù)處理校正。利用處理軟件ContextCaptureCenterMaster進行空三加密。包括添加點云數(shù)據(jù)，添加連接點和控制點,根據(jù)需求可生產(chǎn)DOM、DSM、DEM和三維數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)。（5）圖像解譯根據(jù)項目需要，對三維數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)進行圖像解譯，從三維數(shù)據(jù)模型上可識別目標(biāo)，定性、定量地提取出目標(biāo)的分布、結(jié)構(gòu)、功能等有關(guān)信息，也可進行包括坐標(biāo)、高程、高度、長度、面積、體積、角度等的參數(shù)量測。

1.2應(yīng)用實例

（1）項目區(qū)概況樂平市鸕鶿鄉(xiāng)位于樂平市東南腹地，山地眾多，饒河水系樂安河穿境而過，煤炭等礦產(chǎn)資源豐富，由此引發(fā)的不穩(wěn)定地質(zhì)因素長期存在，汛期極易引發(fā)滑坡、泥石流、崩岸等地質(zhì)災(zāi)害，屬地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)。2021年6月，由于連續(xù)降雨，鸕鶿鄉(xiāng)政府組織相關(guān)部門對轄區(qū)內(nèi)相關(guān)山區(qū)、陡坡等重點地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地段進行了排查，共查明10余處地質(zhì)災(zāi)害點，并現(xiàn)場豎立警示牌及劃定避災(zāi)點。為研究鸕鶿鄉(xiāng)倪家塢村大唐塢組地災(zāi)點對附近房屋及村莊的影響，鄉(xiāng)政府決定對倪家塢村大唐塢組進行無人機航攝。（2）無人機航攝情況受當(dāng)?shù)卣?，航攝作業(yè)團隊采用傾斜攝影測量無人機開展受災(zāi)區(qū)域的災(zāi)情測量工作。六旋翼無人機系統(tǒng)采用折疊式結(jié)構(gòu)設(shè)計，搭配一個垂直和四個傾斜鏡頭的五鏡頭組合，傾斜相機的角度在20°～30°之間，相機型號為SONYILCE-QX1。綜合考慮航攝區(qū)地形起伏情況、交通條件以及植被覆蓋等，規(guī)劃航線18條，如圖2、表1所示。本次航攝像控點共9個，均勻分布在航攝區(qū)內(nèi)，隨機選取檢核點2個；共飛行2架次，拍攝影像數(shù)量1535張，航攝覆蓋面積為0.29km2。（3）成果及解譯通過ContextCaptureCenterMaster處理軟件，可直接對地災(zāi)點三維模型進行包括坐標(biāo)、高程、高度、長度、面積、體積、角度等的量測。航攝區(qū)域檢測發(fā)現(xiàn)地災(zāi)點一處，具體參數(shù)為坡向340°，坡度約70°，坡寬45m，坡高6m，自然斜坡高度50m，坡度約35°,規(guī)模為95m3,根據(jù)相關(guān)信息，判定此處地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模為滑坡中型。同時運用遙感影像解譯技術(shù)可獲取地災(zāi)點位于山腳下，成因為切坡建房。地災(zāi)點植被已破壞,主要災(zāi)害類型為滑坡，局部因強降雨發(fā)生泥土滑坡，承災(zāi)體為2棟磚混民房。當(dāng)前滑坡體為不穩(wěn)定狀態(tài)，變化趨勢不穩(wěn)定，在強降雨情況下，有繼續(xù)發(fā)生滑坡的可能。具體地災(zāi)點信息如表2所示。

2精度分析

通常傾斜攝影三維模型的建模精度與影像分辨率直接相關(guān)，一般建模精度為影像分辨率1/3左右。為了驗證模型的精度，利用GPSRTK在測區(qū)外業(yè)實地測量隨機選取8組檢核點，并從實景三維模型中提取對應(yīng)檢核點模型坐標(biāo)，根據(jù)中誤差計算公式分別計算其平面及高程中誤差，具體誤差如表3所示。根據(jù)《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖航空攝影測量數(shù)字化測圖規(guī)范》（GBT15967-2008）要求，1∶500的平面中誤差限差為0.3m，1∶500的高程中誤差限差為0.2m，所以本項目航攝成果能夠滿足1∶500比例尺測圖要求。

3結(jié)語

無人機航攝技術(shù)已日趨成熟，通過對樂平市鸕鶿鄉(xiāng)倪家塢村大唐塢組地災(zāi)點進行無人機航攝應(yīng)用實例研究充分證明了傾斜攝影技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)用中的可行性及可靠性，無人機航攝技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害，提高了災(zāi)情的監(jiān)測能力，提升了預(yù)警監(jiān)測水平，豐富了地質(zhì)災(zāi)害防治數(shù)據(jù)來源，可為突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害提供災(zāi)情的動態(tài)監(jiān)測，并能為應(yīng)急處置提供有效保障。

參考文獻：

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［2］鄺樂音.江西省地質(zhì)災(zāi)害與防治建議［J］.江西煤炭科技，2003（4）：29-30.

［3］李志勇，陳虹，盧漢民.遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用［J］.西安：測繪技術(shù)裝備，2010，12（1）：30-31.

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［5］狄穎辰.無人機遙感圖像拼接系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［D］.四川：電子科技大學(xué)，2011.

作者:聶飛 徐貴興 單位:江西省地質(zhì)局地理信息工程大隊