潘黎黎，吳教兵，李細光

(1.廣東省珠勘院建設(shè)工程集團中心，廣東 珠海 519002；2.廣西壯族自治區(qū)地震局，廣西 南寧 530022)

1 引言

奧維互動地圖(以下簡稱“奧維”)是接入主流地圖API進行二次開發(fā)、支持多平臺操作的地圖瀏覽器，支持Google、百度等在線地圖、衛(wèi)星影像圖瀏覽及影像下載等(王智飛等，2015；張海等，2018；刁常晉等，2018；徐慶華等，2017；程杰，2018)，同時集成了SRTM3、ASTER-GDEM2全球高程數(shù)據(jù)。奧維內(nèi)置了繪制點、線、面的工具，在微軟、蘋果、安卓等主流平臺的數(shù)據(jù)可完美互通(劉寶富，2018)，可疊加CAD、Shapefile等矢量文件于地圖上進行展示(孫坤君等，2017；黃貝，2015；李春亮等，2017；唐俊林等，2017)。目前奧維已經(jīng)廣泛應(yīng)用于森林、農(nóng)業(yè)、電力等諸多行業(yè)的野外作業(yè)中(董瓊等，2017；李啟業(yè)等，2017；刁常晉等，2018；徐慶華等，2017；程杰，2018；巫劍光，2017；宋偉等，2018；陳志峰，2018；蘇文吭等，2016)。城市活動斷層探測是近年來地震行業(yè)新興的基礎(chǔ)研究(鄧起東等，2007；任俊杰等，2008；張鵬等，2014)，涉及地質(zhì)、地球物理、地震監(jiān)測等相關(guān)的野外工作(曹筠等，2015；崔國柱等，2003；顧勤平等，2015；劉保金等，2008；羅登貴等，2014；吳建平，2001)。因此，根據(jù)奧維的功能特征，可將其應(yīng)用到城市活動斷層探測工作中。本文從地質(zhì)調(diào)查中斷層、地質(zhì)點等的定位描述、地球物理勘探測線、鉆孔等方面對奧維在城市活動斷層探測中的應(yīng)用進行介紹，期望提高城市活動斷層探測野外工作的質(zhì)量、效率以及數(shù)據(jù)管理能力。

2 地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

奧維提供矢量圖層疊加功能，利用奧維的矢量工具、Globalmapper或者Arcgis等矢量化軟件繪制城市活動斷層探測區(qū)和目標區(qū)范圍多邊形(鄧起東等，2007)，疊加到奧維地圖(圖1)。城市活動斷層探測需重點查明探測區(qū)、目標區(qū)主要斷裂的展布、規(guī)模、性質(zhì)及最新活動時代等。通過地質(zhì)地貌調(diào)查基本可以確定裸露斷裂的幾何學(xué)、運動學(xué)等特征。在開展野外工作前，需先收集探測區(qū)和目標區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)圖件，利用Arcgis或Globalmapper等軟件對圖件進行配準，根據(jù)需要數(shù)字化目標斷裂，將其保存為奧維可識別的“kmz/kml/dxf/shp”等格式的文件，即可加載到奧維中進行展示(圖1)。

圖1 奧維地圖中線、區(qū)、地質(zhì)圖件疊加

(a)PC端；(b)移動端(背景為Google衛(wèi)星圖)

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

1—探測區(qū)范圍；2—目標區(qū)范圍；3—斷層

奧維可依靠移動設(shè)備的GPS進行定位，使用前需先校正移動設(shè)備GPS(張海等，2018)。在空曠的位置，依靠GPS，同時借助網(wǎng)絡(luò)輔助定位的精度可達±5m。在野外使用時，可以參考奧維提供的Google衛(wèi)星影像圖上顯示的地形地物與實際地形地物之間的距離來判斷定位誤差。由于奧維定位存在≥5 m的誤差，在高精度定位、大比例地質(zhì)測量、調(diào)查時，奧維只能作為定位參考，不能作為定位的依據(jù)。為隨時查看自己所處位置的地質(zhì)、地貌等基本情況，可以將地質(zhì)、水文、工程等基礎(chǔ)圖件(非涉密)通過Globalmapper等軟件進行地理配準，制作成kmz文件包，加載到奧維中進行展示(圖1)，通過設(shè)置圖件的透明度，使基礎(chǔ)圖件與Google衛(wèi)星影像圖疊加在一起，這為城市活動斷層探測中地質(zhì)及物探工作帶來極大便利。奧維所調(diào)用的Google衛(wèi)星影像圖中相鄰影像鑲嵌會產(chǎn)生畸變、色差突變等問題，這會對高精度或大比例尺測量、解譯等造成較大影響。因此，在使用奧維影像圖開展低精度或小比例尺的測量、解譯野外工作時，可結(jié)合實際地物特征進行初步判斷；開展高精度或大比例尺測量、調(diào)查或解譯工作時，奧維衛(wèi)星影像圖只能作為參考。城市活動斷層探測的主要對象是斷層，把斷層線疊加到奧維中，結(jié)合奧維衛(wèi)星影像圖、加載地質(zhì)圖件等進行野外調(diào)查，時時掌握目標斷層的方位，可根據(jù)野外調(diào)查情況，在奧維中調(diào)整斷層線。

傳統(tǒng)的野外調(diào)查需要在野外記錄薄上記錄調(diào)查點編號、位置、露頭、描述、標本等信息(趙溫霞，2003)。在城市活動斷層探測中地質(zhì)調(diào)查主要包含斷裂、地質(zhì)地貌及地層等調(diào)查。奧維提供的添加標簽功能(“定位”→“編輯”→圖2a右側(cè)同心圓添加標簽)可以在當(dāng)前位置添加點標簽(圖2a)，點擊標簽圖標可對其名稱、備注、附件等進行設(shè)置(圖2b)。其中“名稱”可設(shè)置為地質(zhì)調(diào)查點編號，直接顯示在地圖上(圖2a)，便于查看；“備注”可記錄標簽描述，為滿足不同人群的需求，奧維支持用戶自定義“備注”格式，根據(jù)行業(yè)需求，利用“HTML/CSS/JavaScript”等Web前端開發(fā)語言自定義備注模版(本文所涉及的所有模版在PC端和移動端均可使用)；“標簽附件”可記錄野外調(diào)查地質(zhì)點相關(guān)文檔、錄音、照片等，附件可直接在標簽附件欄拍攝或從移動設(shè)備照片庫里選擇，繪制在野簿上的素描或剖面圖通過拍照也可錄入到標簽中，點擊“保存”(圖2b)，即可將標簽的所有信息存入地圖數(shù)據(jù)庫，點擊圖2a中“信封”圖標可直接查看照片等附件(圖2f)。圖2d、圖2e為按照城市活動斷層探測要求，結(jié)合傳統(tǒng)野外地質(zhì)點記錄格式，編寫的地質(zhì)調(diào)查點記錄模版，模版源碼見圖3，右側(cè)代碼直接粘貼到左側(cè)代碼結(jié)尾附近的〈/table〉與〈/body〉標簽之間即可使用，也可根據(jù)需要另行增加或刪除內(nèi)容。本模版可記錄調(diào)查日期、地質(zhì)調(diào)查點編號、位置、點性、露頭情況、描述及樣品等信息，其中“日期”可直接選擇輸入；“點性”欄內(nèi)置了“斷裂調(diào)查點”、“地質(zhì)地貌調(diào)查點”、“地層調(diào)查點”三個選項(圖2e)，“露頭情況”欄內(nèi)置了“天然露頭”和“人工露頭”，樣品中測試方法欄已設(shè)置活動斷層探測中常用的測年方法，如“OSL”、“TL”、“ESR”及“C-14”等，同時定義了樣品添加、刪除等按鈕。已經(jīng)設(shè)置參數(shù)的欄目均可直接選擇。如需地質(zhì)點的真實WGS84坐標，可將標簽導(dǎo)出為文本獲取。

圖2 (a)地質(zhì)調(diào)查點標簽；(b)地質(zhì)調(diào)查點標簽設(shè)置；(c)地質(zhì)調(diào)查點標簽附件設(shè)置(照片等)；(d)地質(zhì)調(diào)查點標簽備注描述；(e)地質(zhì)調(diào)查點類型；(f)地質(zhì)調(diào)查點照片展示

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 地球物理探測中的應(yīng)用

地球物理勘探是城市活動斷層探測工作中極為重要的方法(鄧起東等，2007)，主要用于查明地表附近隱伏活動斷層的上斷點位置及深部延伸狀態(tài)，揭露深部構(gòu)造特性，為斷層活動性鑒定和地震危險性評價提供支撐資料(崔國柱等，2003)。城市活動斷層探測主要是研究斷層在第四紀地層中的發(fā)育情況。因此，在開展地球物理勘探野外工作前，需先選取合適的位置設(shè)計測線，通常選擇第四紀沖積或洪積相地層厚度較大的位置。地球物理測線對地形地貌要求較高，理想測線應(yīng)沿近直線布設(shè)，要求場地地勢較平坦，少障礙物；高密度電法結(jié)果反映介質(zhì)電阻率，要求測線沿途少河流、沖溝等。傳統(tǒng)的布置測線方法依靠地質(zhì)圖、地形圖等，對實地地形地貌發(fā)育情況了解少，無法確定布設(shè)的測線的現(xiàn)場可行性。利用奧維調(diào)用的Google衛(wèi)星圖、等高線圖，可以較好的識別出河流階地和沖洪積扇體等第四系覆蓋區(qū)(圖4a)、道路、水系、山體等基本地形地貌。根據(jù)衛(wèi)星圖識別出的基本地形地貌發(fā)育情況(圖4b)，結(jié)合推測隱伏斷層位置，設(shè)計物探測線。野外可利用奧維進行導(dǎo)航(張海等，2018)，進行實地考察驗證，可極大的提高設(shè)計測線的合理性和可操作性。

圖3 備注—地質(zhì)調(diào)查點模版源碼

Fig.3 Source code of geological survey point template

圖4 根據(jù)衛(wèi)星圖識別出的地貌特征布置的物探測線

在奧維PC端或和移動端設(shè)計測線的操作基本一致。首先綜合分析已有資料，結(jié)合奧維內(nèi)Google衛(wèi)星圖等，確定布設(shè)測線的合適位置，打開移動端奧維，點擊“編輯”-“畫線”-“添加到收藏夾(底部星圖標)”(圖5a)，彈出“軌跡設(shè)置”界面(圖5b)，該界面可以錄入名稱、備注、軌跡屬性(線寬、顏色等)等。根據(jù)需求可設(shè)置為測線編號，可展示在地圖上，備注與前文提到的標簽備注類似，可記錄測線的基本屬性，根據(jù)用戶需求自定義模版，圖5c為筆者根據(jù)活動斷層地球物理探測需求自定義的測線記錄模版，源碼見圖5d，模版包含日期、測線編號、測線類型(設(shè)計、實測)、測試方法(高密度電法、淺層地震、地質(zhì)雷達、重力勘探、磁法勘探、大地電磁測深、深反射/折射)、測線長度、測線方位及備注描述(圖5c)。

圖5 (a)地圖上展示物探測線；(b)測線屬性設(shè)置界面；(c)測線信息記錄模版；(d)物探測線記錄模版源碼

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 鉆探中的應(yīng)用

城市活動斷層探測中鉆探主要有：①前期探測區(qū)及目標區(qū)收集的鉆孔資料；②地球物理測線異常位置的驗證鉆孔；③目標區(qū)第四紀沉積環(huán)境及地層年代學(xué)研究的標準鉆孔。在收集鉆孔資料或?qū)嶋H鉆探工作時，參照地質(zhì)調(diào)查點的方法將鉆孔位置標注在奧維上，查看探測區(qū)或目標區(qū)鉆孔分布及地層發(fā)育情況。鉆孔在地圖上以點的形式展示，其增添刪除和相關(guān)設(shè)置與地質(zhì)調(diào)查點一樣。根據(jù)活動斷層探測中鉆孔內(nèi)容要求，結(jié)合傳統(tǒng)鉆探編錄格式，自定義鉆孔野外記錄模版(圖6a)，源碼見圖6b。本鉆孔編錄模版包含了工程名稱、工程地點、孔口高程、鉆孔編號、完成深度、鉆機類型等基本信息，同時設(shè)置了鉆孔的內(nèi)容描述，如回次、回次起始位置、巖芯名稱、鉆頭類型、鉆進方式、鉆孔直徑、套管長度、巖芯采取率、巖石質(zhì)量指標、巖土描述等，可根據(jù)每個鉆孔的實際回次數(shù)，增添和刪除描述內(nèi)容行。

圖6 (a)鉆孔野外記錄表及其在奧維地圖上展示效果；(b)鉆孔模版源碼

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

5 結(jié)束語

奧維地圖提供設(shè)計、地圖展示、圖層疊加、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出以及地理信息展現(xiàn)等功能，兼容多種主流地圖文件格式，可應(yīng)用于地質(zhì)調(diào)查、城市規(guī)劃設(shè)計、工程勘查、林業(yè)等諸多領(lǐng)域。在城市活動斷層探測中奧維可提高地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探、鉆探等野外工作效率和管理數(shù)據(jù)能力。在地質(zhì)調(diào)查工作中，可將斷層線、基礎(chǔ)圖件疊加到奧維中Google衛(wèi)星圖上等，隨時掌握調(diào)查點處的斷裂、地層和其他地質(zhì)、水文等基本情況，同時可將地質(zhì)調(diào)查點的相關(guān)信息記錄到奧維數(shù)據(jù)庫中，相比傳統(tǒng)的記錄，更加高效，易于保存和管理。在地球物理勘探中，可參考奧維中的Google衛(wèi)星圖，結(jié)合斷層及其他疊加圖件，初步分析地形地貌特征，選擇合適的位置布設(shè)物探測線，能有效的提高設(shè)計測線的合理性和可操作性。在鉆探工作中，同地質(zhì)調(diào)查點一樣，可記錄鉆孔相關(guān)信息，管理鉆孔數(shù)據(jù)，也可以清晰的將鉆孔批量展示在Google衛(wèi)星圖上，查看鉆孔分布和地層情況。根據(jù)實際需要，自定義地質(zhì)、物探、鉆探等野外調(diào)查或勘查記錄模版，將更多的信息分類整理保存到奧維數(shù)據(jù)庫中，便于查看、展示、管理調(diào)查數(shù)據(jù)。奧維PC端、移動端等跨平臺數(shù)據(jù)可無縫對接同步，這極大地提高活動斷層探測地質(zhì)、物探、鉆探及其他野外調(diào)查數(shù)據(jù)的存儲、管理效率。值得注意的是，由于奧維定位的精度和Google衛(wèi)星影像的相鄰影像鑲嵌所產(chǎn)生的諸如畸變、色差突變等問題，在進行高精度、大比例尺測量、調(diào)查或解譯時，奧維只能作為參考，而不能作為測量或分析判斷的依據(jù)，在進行低精度定位和小比例尺工作時，也應(yīng)注意實際地形地物與影像的差別。