谷歌地球在铁路工程地质测绘中的应用

王 磊

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北 武汉 430063)

谷歌地球在铁路工程地质测绘中的应用

王 磊

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北 武汉 430063)

利用谷歌地球所提供的基础地理信息资源、区域地质图和线位图,以嵩明城际铁路工程为背景,具体分析谷歌地球在铁路工程地质测绘中的应用,更直观地反映地质构造对铁路工程的影响，提高地质测绘效率,该方法可供同类工程参考。

工程地质测绘;追索法;谷歌地球

铁路工程勘察设计具有一套完整而有效的流程和方法[1]。但铁路前期工程地质勘察工作中往往受到现场资料缺乏的困扰[2],各比例尺地形图成图年代早,时效性较差,新增公路、水库、厂矿等地物缺失,环境保护区资料匮乏等。工程地质勘察中,可以借助免费谷歌地球地理信息软件解决很多问题。

1 谷歌地球简介

谷歌地球是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件,2005年正式向全球推出。它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。其使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇、山区照片[3]。

主要辅助测绘设计功能有:①提供全球三维地理信息,精度5～20 m不等;②通过Acad2Kml插件将dwg向Kml格式转换,将线位等信息加载到谷歌地球上;③图片加载,利用搜集到区域地质图上的经纬距,对图片进行加载;④添加自己的注释。

2 谷歌地球在铁路工程地质测绘中的应用

2.1 工程背景

2.1.1 工程概况

嵩明线城际铁路起于嵩明站,终点为巫家坝车站,位于昆明市东北,线路自嵩明弥良河附近引出,沿昆曲高速公路西侧向南经长松园、杨林,于中对龙附近跨过昆曲高速,尔后经小哨、双龙至昆明东部客运汽车站,出站后线路并行机场高速跨虹桥立交后进入地下至巫家坝枢纽站(图1)。线路全长约50.60 km,其中桥梁23.30 km,隧道13.08 km,桥隧比71.88%。

图1 嵩明线线路概况图Fig.1 The overview route line of Song Ming

2.1.2 沿线地形地貌

场区地貌单元根据成因可划分为丘陵及剥蚀残丘、丘间谷地及冲湖积盆地三类。拟建场区地处滇东高原中部,属丘陵地貌。地势中部较高,平均海拔2 000～2 200 m,多为基岩分布的台地、丘陵低山区；东部、西部地势相对平坦,平均海拔1 900 m,为盆地新生界覆盖区。

2.1.3 沿线地层岩性

下伏基岩主要有:石炭系(C)灰岩夹白云岩、钙质泥岩、页岩、泥灰岩等；泥盆系(D)白云岩、灰岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩等；志留系(S)泥岩、粉砂岩等；奥陶系(O)石英砂岩；寒武系 (∈)泥砂质白云岩、泥质粉砂岩、页岩、泥岩和粉砂岩。

2.2 常用工程地质测绘方法

常用的地质测绘方法有路线法、布点法和追索法

等三种。路线法指沿着线路的方向,在线路两侧相隔一定间距布置勘察点；布点法指在勘探之前,在地形图上圈出可能出现岩石、开挖面、河流等情况,布置好勘察点,沿勘察点进行地质测绘；追索法指沿着特定地质构造(如断层、褶皱等),查明其影响范围。这三个方法实现均需要较新的地形图支持。

2.3 谷歌地球与GPS手持机辅助功能应用

2.3.1 前期工作准备(图2)

图2 技术路线图Fig.2 Road map of technology

(1) 利用Acad2Kml插件将线位转换成谷歌地图所能识别的Kml格式,进行加载(图3)。

(2) 将搜集到的区域地质图按各自的图面范围进行裁剪,并记录各顶点的经纬距,并按谷歌地球的格式添加图像叠加层。其中沿线主要断层分布如图4。

图3 谷歌地球加载线位图Fig.3 The overview route line on Google Earth

图4 沿线主要断层分布图Fig.4 The main fault distribution along the route line

2.3.2 辅助地质测绘

在铁路勘察中,小比例尺(1∶5万、1∶1万)在初测以及大面积地质调查、水文地质调查中应用广泛。由于比例尺较小,在地质测绘过程小路不易找到,地物不易对照,容易走弯路,因此将谷歌地球与GPS手持机结合,利用谷歌地球线位与地形(图3、图5),按照地形相近的方法,将线位整里程和500 m里程点标在GPS手持机上(手机等),见图6。测绘时将GPS手持机带在身上,随时知道所在位置与线位的位置关系,减少走弯路、回头路的可能[4-5]；遇到适合做观测点的地方,定位后,在所指示位置标出观测点,提高测绘时的工作效率及可靠度。在嵩明线山区地质测绘中,每天可以完成5～6 km带状测绘,提高了工作效率。

图5 沿线主要断层构造区三维透视图Fig.5 The main fault zone along the route line in 3D perspective

图6 GPS手持机标注里程Fig.6 The mark mileage of handheld GPS

2.3.3 辅助地质选线

线路位于高烈度地震区(地震烈度为8度),与线路并行一断裂(旧关—果林水库断裂),沿该断裂带构造岩普遍发育,宽20～30 m,一般都具构造岩的分带性,外带一般由碎裂岩、碎斑岩和构造角砾岩组成,宽度在近上盘较大(10～20 m),近下盘处较小(5～10 m),断面附近由构造片岩、断层泥组成,局部见糜棱岩化,断层泥较常见宽5～15 m不等。而线路又必须经过该区域,在双龙乡设站,因此尽可能远离旧关—果林水库断裂,经多次调试,线位与断裂相距约600 m并行,并以大角度通过其余断裂。

3 结语

(1) 通过将区域地质图图片进行裁剪、线位格式转换,将区域地质信息、线位信息加载到谷歌地球上,形成三位一体平台,处理地质选线及地质测绘时,更加直观高效。

(2) 将谷歌地球与GPS手持机(手机等)结合,在嵩明线山区地质测绘中,每天可以完成5～6 km测绘工作量,提高了工作效率。

(3) 利用区域地质图、线位谷歌地球,对嵩明线的线位进行多次调整,最终线位位于断裂左侧600 m,与断裂并行,并以大角度相交通过其余断裂。有效降低了工程造价,使得新线位更加经济安全合理。

(4) 在进行地质图片裁剪时,存在一定的误差,有待进一步地研究和探讨。

[1] 韩皓.GOOGLE EARTH在铁路勘测设计前期工作中的应用[J].铁道勘察,2010(1):9-12.

[2] 谢伟.Google Earth等免费数据源在铁路勘测设计中的应用[J].铁道勘察,2009(2):16-18.

[3] 陆柏树,刘云彪.勘探点在G009le Earth中显示的程序实现[J].资源环境与工程,2007,21(4):450-454.

[4] 王新力.浅谈GPS在地质测绘工作中的应用[J].安徽建筑,2009,16(6):115.

[5] 曾庆伟,吴战克.GPS手持机+Google Earth联合进行像控点选刺的探索与应用[J].铁道勘察,2009(4):57-58.

(责任编辑：陈文宝)

Application of Google Earth in Railway Engineering Geological Survey

WANG Lei

(ChinaRailwaysSiyuanSurveyandDesignGroupCo.,LTD.,Wuhan,Hubei430063)

The paper use the foundation geographical information resources provided by Google earth,regional geological map and route map of the railway.Taking Songming intercity railway engineering for background,the author analyses the application of the Google Earth in the investigation of engineering geology,reflects geological structure on railway engineering,improve geological mapping efficiency.The method could be available for related engineering to reference.

engineering geological survey; geological mapping and geological location; Google Earth

2014-11-28;改回日期:2015-04-20

王磊(1983-),男,工程师,岩土工程专业，从事地质勘察和路基设计工作。E-mail:wlgdwl@163.com

P208; U212.22

A

1671-1211(2015)04-0476-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201504023

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150619.1333.003.html 数字出版日期:2015-06-19 13:33