物探测绘设备现状与发展论述

白大明

（中石化石油工程地球物理有限公司中南分公司，湖南 湘潭 411100）

1 物探测绘设备的现状

1.1 卫星定位

卫星定位最初是从多普勒卫星定位开始，随着卫星技术的不断发展与提高，卫星定位已经发展成为稳定成熟的应用技术，实现叫高精确度的全球定位，其中包括GPS、北斗体系、伽利略、格格纳斯等多种应用体系。GPS 是目前在物探测绘中应用最为广泛的一种，将传统的物探测绘方法进行了大量的替代，已成为物探测绘工作种必不可少的一部分。

（1）GPS 卫星定位简介。GPS 的发明与应用是在20 世纪70 年代，经由美国军方耗时20 年所钻研开发出的新一代空间卫星导航定位系统，主要是由空间部分、地面监控部分和用户设备部分三大部分组成，能够达到全天候、自动化、高精度、高效益的行为效果，其对用户连接的数量也没有限制，可向全球范围的大量用户提供实时定位信息。所在众多需要大量测量、勘察、监测数据信息的行业中得以广泛的应用。

（2）GPS 卫星定位在石油物探测量中的应用。物探测绘就属于大量测量、勘察、监测数据信息的行业，由于物探测绘工作的范围广、面积大，GPS 卫星定位的应用能够起到高质量的引导作用。在实际的物探测绘工作中，首先建立测绘操控网点，对日后GPS 卫星定位应用的物理点进行放样操作，形成完善的信息传输结构。其次是对GPS 卫星定位的定位进行选择，其中包含两种定位方式，一个是肯定定位，另一个是相对定位。肯定定位由于定位的精确度较低，并不是物探测绘工作中首选的定位方式，但是其能够进行简单的单机操作，也叫做单点定位，能够适用于某些特殊的工作环境。相对定位就是在物探测绘工作中普遍应用的定位方式，又能够分为静态相对行为和动态相对定位，每种方式的定位精确度均较高，可以根据具体的物探测量工作情况进行选择。GPS 卫星定位已经通过多年的应用实践的以证明，其能够帮助物探测绘工作达到高质量的工作目标，提高工作效率等。不论是在工作中的操控网布设，还是物理点的放样，从最早应用时的静态测量的作用，随着GPS 卫星定位的不断革新提高，已能够进行快速的动态测量，达到良好的经济效益和社会效益。

1.2 GIS 地理信息系统

GPS 卫星定位是基于卫星系统的应用设备，而GIS 是基于计算机系统，通过计算机对地理信息的相关数据进行计算处理而得到的物探测绘信息的计算系统。其本身属于综合性极高的、系统系极复杂的应用设备，对于物探测绘信息的计算需要结合计算机科学、地理学、统计学、测量学等多种专业学科技术。同时，基于GIS 地理信息系统，又具有多种软件分支，对物探测绘工作所需要具体信息进行针对性的计算整理，如MAPGIS 软件就是针对图像和空间处理的软件之一，能够将物探测绘信息中的地表情况、空间情况进行进行多样性的分析，并根据分析结果制作出精准度极高的电子地图，为物探测绘工作提供重要的帮助。

1.3 遥感（RS）设备

物探测绘工作要对大量的信息进行监测，如缺少专业设备的帮助，仅靠效率低下的人工进行操作，即使是具有先进的数据分析和计算设备，也仍然需要长达数年的工作量，且还具有测量不够准确的问题存在。遥感设备就是具有极高准确度和速度的设备，能够形成分辨率极高的卫星摇感照片，提供物探测绘工作所需要的大量信息，大大减少了勘探测绘工作对于测量数据信息的收集和整理工作。

（1）遥感（RS）设备的概念。遥感二字顾名思义，就是来自于遥远的感知，能够不必进行切实的实地接触，就能够对目标信息有所掌握。在实际的物探测绘工作中，可以通过遥感设备对范围广大的目标数据进行提取，不论是从空间到地上、地上到空间或是从空间到空间的事物信息，都能够不受到距离因素的限制，得到精确的信息，为后续工作提供专业依据。

（2）遥感（RS）设备的原理。遥感听起来的神秘，但其实都是源自于每样物体自身所具有的电磁波能量，遥感设备能够对不同事物所散发的不同的电磁波进行吸取，经过分析和总结，形成最终的遥感信息。所以还能够针对不同的使用目的和使用方向，结合不同目标物体的电磁波能量，设计出具符合要求的遥感设备。且电磁波能量并不是一成不变的，会收到不同物体之间的相互影响，产生电磁波能量的互动效果，包括吸收、反射、融合等，遥感设备同样能够对这些电磁波的交互能量进行识别和反应，投射到遥感信息的呈现中，帮助物探测绘工作对测量目标的整体信息把握。

2 物探测绘设备发展

物探测绘设备的发展伴随着科学技术的不断进步，已经国家对于物探测绘工作的重视与投入，如随着当前最高科学技术水平所设计的4D 产品，包括DLG、DRG、DEM 和DOM 设备，都对物探测绘工作的发展与提高起到较大的影响作用。

2.1 DLG（数字线划地图Digltal Line Graphie）

是一种能够快速生成专题地图、数据承载量较小、便于建立分层信息的地图系统，在实际的物探测绘工作中，DLG的使用能够进行随机的数据选择，同时与其他商品叠加，并能够应用GIS 设备进行相关空间数据的分析与整理，方便工作中随时进行讨论。

2.2 DRG（数字栅格地图Digital Raster Graphie）

是一种经由纸质地图的信息进行计算机处理后获得的栅格数据文件，数据形式以矢量为主，与纸质地图的内容、几何精度和色彩等信息保持完全一致。在实际的物探测绘工作中，可作将数据信息作为背景参照，结合其他数据信息进行工作讨论。

2.3 DEM（数字高程模型Digital Elevatlon Modle）

DEM 是通过地形高程数据对地标信息进行计算处理后得到的有序数值组阵列组合表达的实体地面模型，地面模型中包括了坡度、坡向、透视、等高线等。在实际的物探测绘工作中，会与其他数字信息作为结合应用，形成立体化、具象化的信息表达，进行工作讨论。

2.4 DOM（数字正射影象图Digital Orthopoto MaP）

DOM 是同时具有地图几何精度和影像特征的图像，其地图分幅、投影、精度、坐标系统和比例尺等信息与地形图保持一致，是对遥感照片进行数字微分纠正和镶嵌处理，并按照图幅范围剪裁后生成的数字影像。具有极高的精确度、丰富的信息数据、直观写实的观感体验和生成快速等诸多优势。在实际的物探测绘工作中，能够根据图像中的信息数据进行工作讨论，也能够作为地图分析的背景控制信息，结合其他信息进行工作讨论。

2.5 全站仪的发展趋势

全站仪是集光、机、电为一体的高技术测量设备，测量功能非常丰富，包括集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差等测量功能。新式全站仪在旧式的基础之上，被称为主动盯梢全站仪，是因为主动盯梢、无水平制动螺旋、主动测量体系的功能添加而得名。并装有数据链，能够通过数字图像技术进行测量数据的计算分析和信息转化。将来全站仪的发展趋势可能在于更多功能的添加，使全站仪的功能性更加全面，如增加内置的电脑体系，将多种功能进行菜单化或功能卡式管理，建立双向通信息技术，更加适用于实际物探测绘工作中的复杂环境使用。

2.6 GPS 定位仪的发展趋势

GPS 定位仪已经是物探测绘工作必不可少的重要设备，随着卫星地位技术更新发展，GPS 地位仪仍具有较高的发展空间。目前GPS 定位仪已经达到极高的精度、功率、适应性和经济性等，在使用方面，地图学的数据更新、测量方法等也具有极高的方便性。在实际的物探测绘工作中，静态测量精度和相对测量精度都以达到极高的精确度，在发展趋势上，查分定位方式的发展能够完成GPS 卫星定位的一次大幅度提高。

（1）方位差分原理。方位查分使最基础的查分方法，对于GPS 接纳机的功能和质量没有任何要求，任何GPS 接纳机都能够成功应用方位差分体系。其主要运行原理在于利用基准站上的GPS 接纳机进行三位定位后，对解算坐标时存在的轨迹、时钟、大气、多径效应等差错和影像，导致定位出的坐标于实际坐标位置存在着误差。再通过基准站将纠正误差的数据链发送出去，应用数据链对误差坐标进行纠正。

（2）伪距差分原理。伪距差分是在目前大部分商用差分GPS 接纳机所选用的差分技术，具有最广泛的使用范围和频率。是在基准站根据观测的各位行的坐标信息，计算出每颗卫星到基准站的实际距离，通过实际距离与伪距距离的对比，计算出改正数据链传送，达到修正精确度的作用。

（3）载波相位差分原理。载波相位差分是对两个测站载波相位量进行实时处理的一种差分方法，通过基准站的载波相位发送，进行求差坐标的结算，提高定位准确度。但是基准站对载波相位的观测时间较长，会增加物探测绘工作的工作时间，影像工作进度，如果能够增加观测时间，就能够使物探测绘工作的工作效率和质量再次有所提高。

3 结语

通过现代高科技测绘设备的应用，使物探测绘工作拥有了较高的工作质量和工作效率。现代科技还处于持续的发展进程中，测绘设备也会随之而不断更新发展，为物探测绘工作的深远发展提供有力保障。