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隨著隧洞施工技術的不斷發展,隧洞斷面日益增大,特別是在隧洞地質條件較復雜的情況下,采用傳統的手工素描地質編錄方法,已不能適應工作的需要。應用攝影方法代替手工素描進行隧洞施工地質編錄,是當前隧洞工程地質編錄的發展方向。用這種方法,可以科學、準確地記錄開挖過程中揭露的地質現象,資料易于保存,使用方便。

河海大學曾于1994年,與廣東省水電勘測設計院合作,在廣州蓄能電站二期工程的施工中,研究試驗過隧洞攝影施工地質編錄方法,研制了外業用的相機定向裝置,編制了內業用的計算機軟件,制訂了外業和內業的操作程序和方法。這項試驗是成功的。但是由于當時數碼相機尚未問世,傳統攝影方法須有一個沖洗膠卷的過程,地質師不可能直接在像片上進行描述和注記,因此攝影的優越性還不能充分發揮。1997年,數碼相機（CCD相機）開始在我國市場上推出,為攝影地質編錄的發展提供了新的有利條件。

1997年7-8月間,小浪底水利樞紐工程建設咨詢公司與河海大學合作,在正在施工的小浪底排沙洞中,開展了應用數碼相機進行隧洞攝影施工地質編錄的試驗研究。該項研究從目前數碼相機的特點和小浪底隧洞施工的特點出發,制定了新的隧洞攝影編錄方案,改進了相機定向裝置,編制了適用于新的攝影編錄方案的軟件,并擴展了原有軟件的功能。試驗證明,應用數碼相機,可以在攝影后立即將圖像輸入計算機,經過簡單的圖像處理后,在現場打印出圖像,供地質人員描述和注記。使隧洞攝影地質編錄的外業和內業的工效都得到成倍的提高,將有利于隧洞攝影地質編錄方法的推廣。

隧洞攝影地質編錄工作主要包括以下內容：（見圖1）

1.用數碼相機（CCD相機）攝影記錄開挖面的地質現象（包括幾何的和光譜的信息）。

2.地質觀察與描述。

3.確定開挖面（被描述對象）和相機定位。

4.將攝影圖像進行投影轉換,以及解譯和量測等內業工作；編制所需的地質圖件。

在隧洞攝影地質編錄中,攝影是關鍵手段,但它并不是工作的全部。工作的核心仍然是地質現象的觀察和記錄。依靠像片解譯可以得到許多地質信息,主要是幾何地質信息,如巖層厚度、斷層帶出露寬度、節理密度和延伸性等等。但更多關鍵的地質信息,包括巖性、結構面的產狀、構造巖巖性等等,都需要通過地質觀察來描述和記錄。因此,攝影與地質描述必須緊密結合。將攝影圖像在現場就打印出來,作為地質描述的素圖,是攝影地質編錄外業的基礎。從這個角度來說,攝影只是代替了素描和大部分地質師不易做到的地質測量工作,這種替代是十分重要的,它可以大大提高地質測量的精度,并獲得客觀的、能在任何時候深入研究的圖像記錄。

攝影圖像的內業圖像處理,主要包括兩方面：①用反差擴展和濾波等方法使圖像上的地質內容更清晰；②按中心投影原理,將圖像投影轉換,使新圖像與開挖面展開圖相一致。即在新圖像上（有效覆蓋區內）各部分的比例尺一致。投影轉換后的圖像,實際上是地質編錄圖的影像圖。這對地質編錄圖是十分重要的。應用這種影像圖,可使地質編錄圖的精度和客觀性發生根本性的變化。

由于硐內攝影的每張像片覆蓋面積只有幾平方米至20多平方米,最多有效覆蓋面積僅幾十平方米（與洞的直徑有關）,像片的數量很大；又因為現代開挖技術使得開挖面的起伏一般不大,所以隧洞攝影地質測量一般宜采用單像片覆蓋的方法,即一般不作立體攝影和立體量測,只有在地質條件復雜或塌方的地方,可以拍攝立體圖像,以便進行詳細的立體觀察。

為進行準確的投影轉換,快速而準確的測量定位是必須的。在洞內,全站儀是快速定位的有效儀器。全站儀定位,是攝影地質編錄的重要工作環節。

與隧洞攝影地質編錄有關的工作還有圖像地質解譯、計算機成圖等,不在此贅述。

總觀隧洞攝影地質編錄的意義在于：

1.及時而快速地獲得開挖面的像片,作為洞內地質現象的科學、客觀的記錄。

2.用像片作為地質描述的素圖,可以減少許多地質測量的工作。提高了地質測量的精度和工效,減輕了勞動強度,保證了安全。像片上記錄了大量的地質信息,其中許多信息是過去的地質測量方法很難得到的,如斷層帶和影響帶的構造細節、節理密度統計、節理排列的特征等等,豐富了地質編錄的內容。

3.用像片投影轉換后的圖像作為地質編錄圖的影像底圖,使地質編錄圖不僅容易編制,而且準確生動,具有相當高的精度。

4.用數碼相機進行隧洞攝影地質編錄,由于有計算機的支持,在外業中使攝影與地質描述密切結合,內業十分方便（省去了全部暗室工作）。而且各種資料,包括攝影的圖像、中間處理圖像、各種圖件以及測量數據等等,都可全部儲存于磁盤中,便于保存、管理和查詢。

綜上所述,應用“數碼相機—全站儀—筆記本電腦—地質觀察記錄”的方法進行隧洞施工地質編錄,可以使隧洞地質編錄工作發生根本性的變化。它不僅可大大提高工效和精度,更重要的是它更科學、準確、客觀地記錄了地質現象,并使過去難以進行的某些編錄工作變得方便易行。