卫星定位做水文地质调查靠谱吗 二十年地质人的实操记录
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- 来源:福建省闽东南地质大队
我已经干了二十多年的水文地质调查, 这时间跨度很长。回想起来, 我从最开始扛着水准仪在山上跑, 到后来使用GNSS接收机来接收数据, 这中间技术整整换了三个轮次。但是, 核心问题始终没有发生变化。
这个问题就是, 地下的那条水脉, 究竟是在哪一个深度, 以及它是朝着哪一个方向流动的。全球卫星定位系统进入了水文地质调查这个领域, 说得更直白一点, 那就是为了给那一群看不见的地下水, 去寻找并建立一套看得见的坐标参照体系。我接下来要聊一下在实际项目过程中遇到过的几个具体问题节点。这些都是我在实践中通过不断试错和积累经验所得到的结果。
卫星定位测地下水吗
它不会直接把含水层里的水压状况以及流量的具体数值告知人们, 卫星定位技术所解决的仅仅是像在形变监测方面、地形高程方面以及一些其他的基础数据类的定位问题。
在二零一八年的时候, 我本人在西北地区带领团队开展了泉域调查活动, 当时使用了双频GNSS接收机布设了十四个基准点, 在一周的时间内进行了连续性的观测工作, 最终把整个流域内部所产生的微形变速率情况计算出来了, 其水平方向的精度达到了两毫米的规模, 垂直方向的精度达到了三毫米的规模。以前用全站仪加上水准仪, 光是进行架站观测就已经耗费了三天时间。现在只需要一个下午就能全部跑完, 人力节省得还多出了一半以上。
但是, 骨架虽然已经搭建完成了, 血肉部分还需要凭借钻孔、电法勘探以及同位素示踪等方法来填补。卫星能提供的位置和动态信息是“在哪里”以及“是否发生了移动”, 而水文参数所揭示的信息则是“内部实际上包含了什么物质”。
这两者是完全不同的事情, 任何人无法互相替代对方发挥作用。人们不能指望通过天上运行的几颗卫星直接得出一个含水层厚度的结果。
水文调查用卫星准吗
精度得分要结合具体的场景来看待。在进行静态观测以建立高程基准时, 水平方向的误差能达到两毫米, 垂直方向的误差在两三毫米至五毫米之间, 这样的数据对于进行一比五万的水文地质填图工作来说, 已经完全足够了。
然而, 当在野外进行踏勘并且移动过程中使用动态定位方式时, 测量误差可能会扩大到十几厘米的水平, 这种精度进行精细化调查就显得有些粗糙了。
因此, 关键的控制点必须采用静态测量的方法, 而踏勘点通过动态测量获取一个大致的数值即可, 千万不要把所有时间都耗费在原地等待卫星信号稳定的蹲守工作上, 否则工作效率就会大幅度降低。在实际操作中还存在另一处容易掉进去的陷阱, 许多年轻同事经常在此处吃亏。电离层延迟与卫星几何构型这两项因素, 对数据最终产生的质量具有极其重大的影响。还记得去年在云南干热河谷地区执行测量调查任务的情形, 当季处于雨季环境, 大气中的对流层湿延迟效应导致最后得出测得的高程数值出现了约八厘米的严重偏差。
这是因为在后端处理收集到的这一批数据时, 没能对相关的各种大气模型进行必要的修正工作, 从而导致整条所认定的地下水径流流向方向被错误地描绘歪了。由于发现这个错误, 大家不得不花费额外两周的时间去进行返工整改。所以, 在后处理的阶段, 理解解算参数设置这一步比前端的采集环节更加关键。这个步骤是绝对不允许糊弄的, 凡是DOP值超过4的数据, 我都会直接扔掉, 不进行后续的运算。
现在的工具始终都在不断地进行更新和迭代, 具体表现为从只使用GPS这一种单系统发展到把北斗和其他系统联合起来应用, 再发展到低轨道卫星增强技术，测量的精度正在一步步地提高, 这绝对是一件令人感到愉快的好事情。
然而必须明确指出的是水文地质调查工作从来都不是简单地仅仅依靠某一种仪器设备就能把所有的麻烦都解决掉的简单任务。通过定位手段确实可以把工作的基础部分打得非常稳固牢靠, 但是后续紧接着发生的解释工作、建模工作以及预测工作主要依赖的终究是人对局部区域地质条件所具备的理解认知水平。
既然所使用的仪器设备变得越来越精密复杂, 那么在最终做出判断的时候绝对不可以存在任何偷懒怠工的行为念头。猜你喜欢