奥维互动地图在城市地质调查勘测中的应用

潘黎黎，吴教兵，李细光

(1.广东省珠勘院建设工程集团中心，广东 珠海 519002；2.广西壮族自治区地震局，广西 南宁 530022)

1 引言

奥维互动地图(以下简称“奥维”)是接入主流地图API进行二次开发、支持多平台操作的地图浏览器，支持Google、百度等在线地图、卫星影像图浏览及影像下载等(王智飞等，2015；张海等，2018；刁常晋等，2018；徐庆华等，2017；程杰，2018)，同时集成了SRTM3、ASTER-GDEM2全球高程数据。奥维内置了绘制点、线、面的工具，在微软、苹果、安卓等主流平台的数据可完美互通(刘宝富，2018)，可叠加CAD、Shapefile等矢量文件于地图上进行展示(孙坤君等，2017；黄贝，2015；李春亮等，2017；唐俊林等，2017)。目前奥维已经广泛应用于森林、农业、电力等诸多行业的野外作业中(董琼等，2017；李启业等，2017；刁常晋等，2018；徐庆华等，2017；程杰，2018；巫剑光，2017；宋伟等，2018；陈志峰，2018；苏文吭等，2016)。城市活动断层探测是近年来地震行业新兴的基础研究(邓起东等，2007；任俊杰等，2008；张鹏等，2014)，涉及地质、地球物理、地震监测等相关的野外工作(曹筠等，2015；崔国柱等，2003；顾勤平等，2015；刘保金等，2008；罗登贵等，2014；吴建平，2001)。因此，根据奥维的功能特征，可将其应用到城市活动断层探测工作中。本文从地质调查中断层、地质点等的定位描述、地球物理勘探测线、钻孔等方面对奥维在城市活动断层探测中的应用进行介绍，期望提高城市活动断层探测野外工作的质量、效率以及数据管理能力。

2 地质调查中的应用

奥维提供矢量图层叠加功能，利用奥维的矢量工具、Globalmapper或者Arcgis等矢量化软件绘制城市活动断层探测区和目标区范围多边形(邓起东等，2007)，叠加到奥维地图(图1)。城市活动断层探测需重点查明探测区、目标区主要断裂的展布、规模、性质及最新活动时代等。通过地质地貌调查基本可以确定裸露断裂的几何学、运动学等特征。在开展野外工作前，需先收集探测区和目标区基础地质图件，利用Arcgis或Globalmapper等软件对图件进行配准，根据需要数字化目标断裂，将其保存为奥维可识别的“kmz/kml/dxf/shp”等格式的文件，即可加载到奥维中进行展示(图1)。

图1 奥维地图中线、区、地质图件叠加

(a)PC端；(b)移动端(背景为Google卫星图)

Fig.1 The lines, polygons and geological maps overlying Ovitalmap on the computer(a)and on the mobile device(b)

1—探测区范围；2—目标区范围；3—断层

奥维可依靠移动设备的GPS进行定位，使用前需先校正移动设备GPS(张海等，2018)。在空旷的位置，依靠GPS，同时借助网络辅助定位的精度可达±5m。在野外使用时，可以参考奥维提供的Google卫星影像图上显示的地形地物与实际地形地物之间的距离来判断定位误差。由于奥维定位存在≥5 m的误差，在高精度定位、大比例地质测量、调查时，奥维只能作为定位参考，不能作为定位的依据。为随时查看自己所处位置的地质、地貌等基本情况，可以将地质、水文、工程等基础图件(非涉密)通过Globalmapper等软件进行地理配准，制作成kmz文件包，加载到奥维中进行展示(图1)，通过设置图件的透明度，使基础图件与Google卫星影像图叠加在一起，这为城市活动断层探测中地质及物探工作带来极大便利。奥维所调用的Google卫星影像图中相邻影像镶嵌会产生畸变、色差突变等问题，这会对高精度或大比例尺测量、解译等造成较大影响。因此，在使用奥维影像图开展低精度或小比例尺的测量、解译野外工作时，可结合实际地物特征进行初步判断；开展高精度或大比例尺测量、调查或解译工作时，奥维卫星影像图只能作为参考。城市活动断层探测的主要对象是断层，把断层线叠加到奥维中，结合奥维卫星影像图、加载地质图件等进行野外调查，时时掌握目标断层的方位，可根据野外调查情况，在奥维中调整断层线。

传统的野外调查需要在野外记录薄上记录调查点编号、位置、露头、描述、标本等信息(赵温霞，2003)。在城市活动断层探测中地质调查主要包含断裂、地质地貌及地层等调查。奥维提供的添加标签功能(“定位”→“编辑”→图2a右侧同心圆添加标签)可以在当前位置添加点标签(图2a)，点击标签图标可对其名称、备注、附件等进行设置(图2b)。其中“名称”可设置为地质调查点编号，直接显示在地图上(图2a)，便于查看；“备注”可记录标签描述，为满足不同人群的需求，奥维支持用户自定义“备注”格式，根据行业需求，利用“HTML/CSS/JavaScript”等Web前端开发语言自定义备注模版(本文所涉及的所有模版在PC端和移动端均可使用)；“标签附件”可记录野外调查地质点相关文档、录音、照片等，附件可直接在标签附件栏拍摄或从移动设备照片库里选择，绘制在野簿上的素描或剖面图通过拍照也可录入到标签中，点击“保存”(图2b)，即可将标签的所有信息存入地图数据库，点击图2a中“信封”图标可直接查看照片等附件(图2f)。图2d、图2e为按照城市活动断层探测要求，结合传统野外地质点记录格式，编写的地质调查点记录模版，模版源码见图3，右侧代码直接粘贴到左侧代码结尾附近的〈/table〉与〈/body〉标签之间即可使用，也可根据需要另行增加或删除内容。本模版可记录调查日期、地质调查点编号、位置、点性、露头情况、描述及样品等信息，其中“日期”可直接选择输入；“点性”栏内置了“断裂调查点”、“地质地貌调查点”、“地层调查点”三个选项(图2e)，“露头情况”栏内置了“天然露头”和“人工露头”，样品中测试方法栏已设置活动断层探测中常用的测年方法，如“OSL”、“TL”、“ESR”及“C-14”等，同时定义了样品添加、删除等按钮。已经设置参数的栏目均可直接选择。如需地质点的真实WGS84坐标，可将标签导出为文本获取。

图2 (a)地质调查点标签；(b)地质调查点标签设置；(c)地质调查点标签附件设置(照片等)；(d)地质调查点标签备注描述；(e)地质调查点类型；(f)地质调查点照片展示

Fig.2 Label of geological survey point(a); settings of geological survey point label(b), attachments(c),description(d), the types(e)and photo display(f)of geological survey points

3 地球物理探测中的应用

地球物理勘探是城市活动断层探测工作中极为重要的方法(邓起东等，2007)，主要用于查明地表附近隐伏活动断层的上断点位置及深部延伸状态，揭露深部构造特性，为断层活动性鉴定和地震危险性评价提供支撑资料(崔国柱等，2003)。城市活动断层探测主要是研究断层在第四纪地层中的发育情况。因此，在开展地球物理勘探野外工作前，需先选取合适的位置设计测线，通常选择第四纪冲积或洪积相地层厚度较大的位置。地球物理测线对地形地貌要求较高，理想测线应沿近直线布设，要求场地地势较平坦，少障碍物；高密度电法结果反映介质电阻率，要求测线沿途少河流、冲沟等。传统的布置测线方法依靠地质图、地形图等，对实地地形地貌发育情况了解少，无法确定布设的测线的现场可行性。利用奥维调用的Google卫星图、等高线图，可以较好的识别出河流阶地和冲洪积扇体等第四系覆盖区(图4a)、道路、水系、山体等基本地形地貌。根据卫星图识别出的基本地形地貌发育情况(图4b)，结合推测隐伏断层位置，设计物探测线。野外可利用奥维进行导航(张海等，2018)，进行实地考察验证，可极大的提高设计测线的合理性和可操作性。

图3 备注—地质调查点模版源码

Fig.3 Source code of geological survey point template

图4 根据卫星图识别出的地貌特征布置的物探测线

在奥维PC端或和移动端设计测线的操作基本一致。首先综合分析已有资料，结合奥维内Google卫星图等，确定布设测线的合适位置，打开移动端奥维，点击“编辑”-“画线”-“添加到收藏夹(底部星图标)”(图5a)，弹出“轨迹设置”界面(图5b)，该界面可以录入名称、备注、轨迹属性(线宽、颜色等)等。根据需求可设置为测线编号，可展示在地图上，备注与前文提到的标签备注类似，可记录测线的基本属性，根据用户需求自定义模版，图5c为笔者根据活动断层地球物理探测需求自定义的测线记录模版，源码见图5d，模版包含日期、测线编号、测线类型(设计、实测)、测试方法(高密度电法、浅层地震、地质雷达、重力勘探、磁法勘探、大地电磁测深、深反射/折射)、测线长度、测线方位及备注描述(图5c)。

图5 (a)地图上展示物探测线；(b)测线属性设置界面；(c)测线信息记录模版；(d)物探测线记录模版源码

Fig.5 Geophysical lines display on the map(a), settings of measuring line(b), record template of measuring line(c), source code of the record template(d)

4 钻探中的应用

城市活动断层探测中钻探主要有：①前期探测区及目标区收集的钻孔资料；②地球物理测线异常位置的验证钻孔；③目标区第四纪沉积环境及地层年代学研究的标准钻孔。在收集钻孔资料或实际钻探工作时，参照地质调查点的方法将钻孔位置标注在奥维上，查看探测区或目标区钻孔分布及地层发育情况。钻孔在地图上以点的形式展示，其增添删除和相关设置与地质调查点一样。根据活动断层探测中钻孔内容要求，结合传统钻探编录格式，自定义钻孔野外记录模版(图6a)，源码见图6b。本钻孔编录模版包含了工程名称、工程地点、孔口高程、钻孔编号、完成深度、钻机类型等基本信息，同时设置了钻孔的内容描述，如回次、回次起始位置、岩芯名称、钻头类型、钻进方式、钻孔直径、套管长度、岩芯采取率、岩石质量指标、岩土描述等，可根据每个钻孔的实际回次数，增添和删除描述内容行。

图6 (a)钻孔野外记录表及其在奥维地图上展示效果；(b)钻孔模版源码

Fig.6 Record table and display on the Ovitalmap of drilling(a); source code of drilling(b)

5 结束语

奥维地图提供设计、地图展示、图层叠加、数据导入导出以及地理信息展现等功能，兼容多种主流地图文件格式，可应用于地质调查、城市规划设计、工程勘查、林业等诸多领域。在城市活动断层探测中奥维可提高地质调查、地球物理勘探、钻探等野外工作效率和管理数据能力。在地质调查工作中，可将断层线、基础图件叠加到奥维中Google卫星图上等，随时掌握调查点处的断裂、地层和其他地质、水文等基本情况，同时可将地质调查点的相关信息记录到奥维数据库中，相比传统的记录，更加高效，易于保存和管理。在地球物理勘探中，可参考奥维中的Google卫星图，结合断层及其他叠加图件，初步分析地形地貌特征，选择合适的位置布设物探测线，能有效的提高设计测线的合理性和可操作性。在钻探工作中，同地质调查点一样，可记录钻孔相关信息，管理钻孔数据，也可以清晰的将钻孔批量展示在Google卫星图上，查看钻孔分布和地层情况。根据实际需要，自定义地质、物探、钻探等野外调查或勘查记录模版，将更多的信息分类整理保存到奥维数据库中，便于查看、展示、管理调查数据。奥维PC端、移动端等跨平台数据可无缝对接同步，这极大地提高活动断层探测地质、物探、钻探及其他野外调查数据的存储、管理效率。值得注意的是，由于奥维定位的精度和Google卫星影像的相邻影像镶嵌所产生的诸如畸变、色差突变等问题，在进行高精度、大比例尺测量、调查或解译时，奥维只能作为参考，而不能作为测量或分析判断的依据，在进行低精度定位和小比例尺工作时，也应注意实际地形地物与影像的差别。