使用1∶1万数字地形图进行重力近区地形改正方法试验研究

1、使 用万 数 字 地 形 图 进 行 重 力 近 区 地 形改 正 方 法 试 验 研 究, ,高智超 ,王晨阳,李玉涛( 黑 龙 江 省 地 质 矿 产 勘 查 开 发 局 黑 龙 江 省 地 球 物 理 勘 察 院 ,哈 尔 滨国 土 资 源 部 航 空 地 球 物 理 与 遥 感 地 质 重 点 实 验 室 ,北 京;中 国 国 土 资 源 航 空 物 探 遥 感 中 心 ,北 京; 中 国 地 质 大 学(北 京),北 京)摘 要 : 近 年 来 随 着重 力 调 查 项 目 的 开 展 ,在 复 杂 地 形 尤 其 是 通 视 条 件 差 的 地 区 ,野外 重 力 近 区 地 改

2、测 量 难 以 有 效 开 展 。本 次 研 究 试 验 结 合 本 溪 市 地 区 开 展 的重 力 调 查项 目 进 行 ,在 研 究 中 尝 试 应 用数 字 地 形 图 开 展 近 区 地 形 改 正 ,并 将 计 算 结 果 与 野 外 实际 测 量 进 行 对 比 验 证 。试 验 结 果 表 明 ,应 用数 字 地 形 图 开 展 重 力 近 区 地 形 改 正 的 观 测精 度 达 到/ ,精 度 高 于 中 国 地 质 调 查 局 地 球 物 理 勘 查 规 范 中重 力 调查 近 区 地 改 观 测 精 度 。本 次 试 验 研 究 表 明 ,使 用数 字 地 形 图 进

3、行 重 力 近 区 地 形 改 正 ,可 以 提 高 精 度 和 效 率 、节 省 野 外 测 量 成 本 ,并 在 今 后 重 力 近 区 地 改 中 推 广 应 用 。关 键 词 : 重 力 近 区 地 形 改 正 ;重 力 调 查 ;数 字 地 形 图/中 图 分 类 号 :文 献 标 志 码 :DOI:测 量 精 度 的 影 响 越 来 越 大 为 取 得 精 度 较 高 的 观 测引 言值 目 前 国 内 多 采 用 八 个 方 位范 围 内 的 坡 角测 量 使 用 锥 形 公 式 计 算 由 于 各 种 坡 角 测 量 设备 在 通 视 条 件 较 差 的 地 区 都 无 法 有

4、 效 使 用 因 此多 年 来 在 区 域 性 重 力 测 量 的 实 际 工 作 中 近 区地 改 多 采 用 两 个 方 位范 围 内 的 坡 角 测 量 方测 量 结 果 多 为 目 估 值其 对 重 力 测 量 的 精 度 影 响法 并 使 用 锥 形 公 式 进 行 计 算 由 于 区 域 性 重 力 测量 的 比 例 尺 比 较 小 数 平 方 公 里 内 只 需 一 个 测 量 点 野 外 工 作 人 员 可 选 择 在 地 势 较 为 平 坦 的 地 区 进 行 测较 大 为 避 免 实 际 工 作 中 人 为 目 估 对 重 力 测 量 精 度的 影 响 作 者 结 合 本

5、溪 市 地 区 的重 力 调 查项 目 开 展 了 使 用数 字 地 形 图 进 行 重 力 近量 采 用 两 个 方 位范 围 内 的 坡 角 测 量 方 法 较区 地 形 改 正 方 法 试 验 研 究 此 次 试 验 为 山 区 重 力 近区 地 形 改 正 提 供 了 一 种 有 效 可 行 的 方 法为 适 用 且 不 影 响 近 区 地 改 的 测 量 精 度 这 种 观 测 方法 简 便 易 行 在 以 往 小 比 例 尺 的 区 域 性 重 力 测 量 工 作 中 较 为 常 用试 验 研 究 工 作 方 法近 年 来 随 着等 大 比 例 尺 重 力 调 查 工作 的 陆 续

6、 展 开 在 调 查 工 作 中 近 区 地 改 精 度 对 重 力在 以 往 重 力 近 区 地 改 中 通 常 在 野 外 观 测 得 到收 稿 日 期 :改 回 日 期 :基 金 项 目 : 国 土 资 源 部 航 空 地 球 物 理 与 遥 感 地 质 重 点 实 验 室 航 遥 青 年 创 新 基 金 资 助 ()物 探 化 探 计 算 技 术卷个 方 位 的 坡 角 使 用 锥 形 公 式 计 算 地 形 改 正 值 但范 围 内 微 小 的 地 形 变 化 对 近 区 地 改 精 度 仍 然 有 影 响 而 采 用 扇 形 公 式 进 行 计 算 可 以 将划 分 多 个 区 段

7、 减 小 微 小 地 形 变 化 对 重 力 近 区 地 改 的 影 响 根 据 统 计 本 溪 重 力 地 质 调 查 项 目表实 测 地 改 值 与数 字 地 形 图 地 形改 正 值 结 果 对 比 表:单 位 点 号 实 测 地 改 值 地 形 图 地 形 改 正 值 离 差 中重 力 测 点 实 测 高 程 与数 字 地范 围 内 相 数形 图 读 取 高 程 之 间 误 差 为在邻 点的 误 差 属 于 系 统 误 差 所 以字 地 形 图 能 很 好 地 反 映 地 形 变 化使 用测 点 周 边 点 周 围地 形 图 进 行 重 力 近 区 地 改 是 将圆 周 分 成 若 干

8、 个 方 位 和 环 带 将 测范 围 内 的 地 形 分 成 许 多 扇 形 柱通过 求 取 每 个 扇 形 柱 的 高 程 使 用 公 式形 改 正 值求 出 近 区 地G(R m+g 扇 形 =- R m +R m +H-n)R m+H公 式中 R m 为 扇 形 体 的 内 半 径为 扇 形R m+体 的 外 半 径程 之 差为 扇 形 体 的 平 均 高 程 与 测 点 高H首 先 计 算 取 得 每 个 扇 柱 形 四 个 角 在观 测 均 方 误 差数 字 地 形 图 中 的 高 程 值之 差 作 为 该 扇 形 柱 的 高并 将 其 平 均 值 与 测 点 高 程代 入 式 计

9、 算 测 点 的H表号 点 和 号 点 的 对 比 分 析 表地 形 改 正 值其 中 最 内 环 为 三 角 形 使 用 近 似 的 方法 代 替 当 最 内 环 无 限 趋 近 于 中 心 点 时 可 视 做 扇 形可 使 用 扇 形 公 式 计 算单 位点 号 实 测 地 改 值地 形 图 地 形 改 正 值离 差对 比 试 验 及 结 果 分 析本 次 野 外 测 量 试 验 研 究 采 用 辽 宁 本 溪 大 台 沟 铁点和离 差 为号 点 离 差 为离 差 最 小 的 是 号 点矿 外 围北 京 差 为 宝重 力 调 查 使 用 的 测 量 控 制 网 使 用黄 海 高 程 系 统

10、 控 制 网 的 高 程 中 误通 过 将个 点坐 标 系圆 周 内个 高 程 点 做 出 地 形 图 选 择 典 型 的平 面 中 误 差 为使 用 天号 点 和 号 点 进 行 对 比 图 及 图时 差 分测 量 试 验 中 共 实 地 测 量个通 过 号 点 和号 点 的 对 比 分 析号 点 地 形而 号 但 离 差 达点 的 近 区 地 改外 疏 分 成 环 使 用近 区 地 改 测 量 点 采 用环 距 分 别 为方 位 并 内 密改 正 值 较 大 实 测 达 到 了点 地 形 改 正 值 较 小 为 到 了放 样 功 能 进 行 点 位 确 定个 测 点 观 测 均 方 误 差

11、 小 于 中 国 地 重 力 调 查 要 求 的 观 测 均 方 误 差通 过 个 点 的 对 比 分 析从 地 形 图 上 分 析 看 出号在 表质 调 查 局 为中点 地 形 比 较 复 杂 而 且 处 于 脊 部 人 工 剥 蚀 山 体 比 较严 重号 点 处 在 坡 度 比 较 大 的 山 坡 上 从 图 中 可 以看 出 实 测 地 形 图 对 微 小 地 形 变 化 显 示 较 明 显 而 从数 字 地 形 图 上 读 取 的 数 据 做 出 的 地 形 图 对 微 小 地 形 变 化 显 示 并 不 明 显 这 是 由 地 形 图 精 度坡 度 越 大 的 点 离 差 值 相 对

12、 越 小 精 度 越 高 而 坡 度 越小 离 差 值 越 大 精 度 越 低 表 中 离 差 最 大 的 是 号高 智 超 等 :使 用期数 字 地 形 图 进 行 重 力 近 区 地 形 改 正 方 法 试 验 研 究图号 点范 围 地 形 图实 测 高 程 等 高 线 图地 形 图 查 询 高 程 等 高 线 图图号 点范 围 地 形 图实 测 高 程 等 高 线 图地 形 图 查 询 高 程 等 高 线 图产 生 的从 图 与 图可 以 看 出中 心 点 周 边因 主 要 是 由 地 形 图 测 量 造 成 的左 右 范 围 地 形 线 实 测 和 地 形 图 读 取 相 近 这 说

13、明 了结 论使 用高 效 果 较 好 在 使 用改 试 验 中 发 现数 字 地 形 图 方 法 进 行 近 区 地 改 精 度本 次 研 究 结 果 表 明 使 用数 字 地 形 图数 字 地 形 图 方 法 进 行 近 区 地坡 度 较 缓 地 改 精 度 反 而 不 高 坡 度 较方 法 进 行 重 力 近 区 地 改 避 免 了 野 外 工 作 人 员 目 估等 观 测 方 式 产 生 的 人 为 误 差 是 一 种 可 行 的 方 法 尤 其 是 在 坡 度 较 大 通 视 条 件 差 的 地 区 效 果 较 好 由 于 重 力 调 查 或 者 更 大 比 例 尺 的 重 力 调 查

14、 项大 地 改 精 度 相 对 较 高 作 者 分 析 认 为 由 于 地 形 图 测量 绘 制 一 般 是 通 过 地 形 特 征 点 测 量 绘 制 的 在 坡 度 较 大 的 地 区 通 过 插 值 绘 制 地 形 图 才 能 很 好 地 反映 地 形 变 化 的 情 况 所 以 产 生 坡 度 较 缓 地 改 精 度 反 而 不 高 坡 度 较 大 地 改 精 度 相 对 较 高 这 种 现 象 的 原目 要 使 用或 者 更 大 比 例 尺 的 地 形 图 所 以此 方 法 具 有 较 强 的 可 实 现 性物 探 化 探 计 算 技 术卷今 后 在 重 力 勘 探 工 作 中 建

15、议 在 地 形 改 变 比 较大 的 地 区 使 用 测 距 仪 等 观 测 方 式 进 行 近 区 地 形 改 正 而 在 通 视 条 件 差 坡 度 较 大 的 地 区 可 以 使 用数 字 地 形 图 方 法 进 行 改 正 以 提 高 近 区 地 形 改 正 的 精 度 降 低 生 产 成 本 提 高 生 产 效 率本 次 试 验 取 得 了 一 定 的 成 果 但 试 验 中 使 用 的 是 扇 形 公 式 建 议 未 来 使 用 方 域 计 算 方 法 以 便 和 中 远 区 地 改 进 行 接 口大 比 例 尺 重 力 勘 查 规 范北 京中 国 标 准 出 版 社冯 治 汉 区 域 重 力 调 查 中 的 中 区 地 形 改 正 方 法 及 精 度物 探 与 化 探致 谢感 谢 黑 龙 江 省 地 球 物 理 勘 察 院 杨 春 成 教 授 级 高级 工 程 师 和 姜 玉 成 工 程 师 给 予 的 指 导 与 支 持 。参 考 文 献 :张 晓 东 地 形 测 量社哈 尔 滨 哈 尔 滨 工 程 大 学 出 版宋 旭 锋 激 光 测 距 仪 在 大 比 例 尺 重 力 测