环世界地质仪器怎么用

『壹』 金字塔几个疑问

场面复难道棵突然课题内窝头内哦制内外台，内外痛苦另外痛苦另外台库雷蚊头脑磕膝盖内困难时光棵内码温暖，能否哦喀什安康，的人民麻豆腐扩大偶数，饿 而；人民；礼貌 儿童团身体胜利通脱木胜利明天 复名数；礼貌； 打埋伏对立面劳动他么多么，繁荣！

『贰』 全球生态环境变化的地球动力学背景与遥感探索监测途径

近来来温室效应与全球变暖、臭氧层破坏和海面上升、森林锐减与物种灭绝、耕地草场退化、干旱沙漠化和淡水资源乏缺、海洋开发与海域环境动荡、人口过速增殖和资源耗损、工业社会与现代农业污染加剧以及频繁的地质、海洋、水文、气象、生物灾害等一系列重大环境问题困扰着人类社会的发展，甚至出现地球可居住性和地区能否持续发展等严峻的战略性科学问题。联合国国际科学联合会组织各地区的科学家、科研机构正在开展宏伟的全球生态环境变化研究计划(即国际地圈、生物圈计划IGBP)。由于这一课题牵涉地球科学的很多专业学科，需要进行深入的综合解析，甚至有待发展一系列边缘交叉和渗透衍变的基础理论学科，目前的单学科理论水平和地球科学结构都还不适应这种严重的局势，有待有关学科联合攻关，才能对人类生存、发展的奥秘和各圈层的内在联系作深刻探讨，更好地规划开展全球变化与持续发展对策的研究，从而找出更符合客观实际的规律。纵观以往的研究工作，其中地质环境的研究显得薄弱了些，其实自有人类以来的250万年内，地球环境变迁留下了广泛的迹象，内容很丰富，例如塔里木盆地中的罗布泊湖岸的萎缩过程在遥感图像上表现为154个韵律条带;第四纪以来的冰川、河流、湖泊变迁、地貌定量形态分析都可以找到很可贵的依据;海岸带活动、古地震、古洪涝、古干旱等也有待深入研究，总之从地质学范畴对地球环境变化的研究仍有很大的开发潜力。遥感技术的应用则更显不足，急待加强。以往地质环境的研究多偏重于表浅、外生条件的分析，对于更重要的地球内部原因则很少讨论，为了扭转这种舍本求末的趋势，寻求以地质学为“砧木”广泛与其他学科的“嫁接”发展，我们需要从地球整体结构着眼，综述地内热动力为本的观点，从而再构建新的地球科学大体系与技术监测系统。

目前由于学科体系发育尚处于初级阶段，在理论综合能力有限的情况下，只从现有学科出发注意到某几个方面，忽略了整个太阳系、地球内部高能级自然本底的运动(变化)，过高地估计并夸大了人类社会的低能级可察觉影响，抚片舟而论沧海，推导出一些耸人听闻的危机和警告，人云亦云，传真导谬，很难说全是扎实可靠的科学结论，世界各国各地区的领导决策部门却出于惜世忧民的良好愿望，闻风而搏，推出这样那样的行动与承诺，盖世之举如因科学依据欠妥，必将劳民伤财，甚至人为地加剧环境恶化，自绝良好发展的路径。追溯全球变化研究的历史、教训，评估科技现状，只能说是全球变化的研究刚刚起步，而且是较低水平的开始，切不可作出过早、过偏的结论，更不可轻举妄动，而要深思熟虑地将重点调整到认真深入发展地球科学大体系的基点上，探索理论、发展探测技术，以期尽快形成与擎天任务相适应的科学理论研究水平和技术测量能力，为确实改善地球生态环境、谋求更大持续发展作出更有效的科学贡献。

为了思考全球变化地球内因、热动力为主的观点，不妨列述一下地球各圈层的一些基本参数(见表1)。

表1 地球各圈层的基本参数

续表

从表内数据可知，地球的质量、蓄能主要聚集在固体地球之中，而水圈、大气圈和生物圈只是内热外温大球体表层的一层附着薄膜，从质量、能量分布看来作为生态环境(水圈、大气圈)的下垫面的固体地球的主导地位就很明显了，温床上的薄被，我们能体察到的沧海桑田、风霜旱涝、生物兴衰、环境变迁都离不开地球这个母体，依附于地球的热动力场，大自然的综合运动可以概括为低能级、长周期的缓慢演变和高能级、急剧明显的灾变，就其本质而言，强烈的灾变事件是主要形式，而缓慢的演变则是主运动的低能级蕴成和事件后的平衡协调，无论从地球地质历史和现态看来都是被大量遗痕和现实所证明，特别是近代人类观测能力的提高，这种本底与环境、内因与外果、灾变与演化的主从关系愈来愈清楚了。同时发现地球各圈层之间、各类事件之间存在系列的相关性，称为辐向深源热动力地质、环境、生态动力链 ，地球不同时期发生过若干点状热活跃中心，主要由地内放射性高热能形成热反应中心，大体上分布在上地幔到下地壳界面上下，岩浆体剧烈热熔，成为热根，或称岩浆灶、岩浆房，即地球表面的灾变点、敏感区，热能-物质交换通道。一个岩浆中心的演化期可长达几千万年到1亿年之久，在其发生、演化过程中存在比较独立的热动力体系，从弱到强，由强转弱迭替兴衰，形成强旋涡式的热熔物质分异中心，自创通道向地球表浅部上涌、喷射热动力-物质流(固塑态、固液气混熔、气液混合态)，在热力-物质外散过程中形成矿床，导致地球表面的环境变化，深部形成岩浆岩的上涌侵入，形成潜火山、火山喷发、热力-气液喷射，岩石圈加温，水圈和大气圈升温，海底局部加温、喷涌热的气液，引起地震、海啸和海水强烈涡流、强风场、强磁场变化，产生强粒子射束流、地内强热爆炸、地面急剧增温、强湍流，百慕大型海空灾难点等现象。不断改变着地壳表浅处的热力、物质加注，导致发生一系列自然灾变和环境突变。地球上分布着无数大大小小的环形地质结构和强旋涡气液运动中心，它们多属燕山-喜马拉雅期岩浆活动的残留继续，即现实的地内热活动中心，“活地球热动力喷口”。这些埋藏在地壳中的“烟囱”时强时弱地向地球水圈、大气圈喷射热力-物质流，主要形成为气液热上涌。近年来在大洋深海沟、裂谷系中发现很多个高温富含金属的气液泉，例如东太平洋南部海膨在520km²之内发现26个上涌热通道，推动本地段每年隆升15cm以上，喷出物包括了高热流、水汽、H₂S、CO₂、氯气类、烃类和大量金属元素。这样的现象在红海、太平洋东西火山带都有大量的发现报道。实际上大陆内部也有很多的隐火山、气火山、气液高金属涌泉、地震、陆内飓风、强高地热点、奇异突变点的活动，不过并没有引起人们重视和组织系统观测而已。1908年举世闻名的通古斯大爆炸事件，尽管对其成因揣测纷纭，但确属地球上的一次大型自然热动力试验，估计中央地带温度在10⁵℃以上，总热能为10³⁰J，喷出的可燃天然气数亿立方米，还有大量放射性粒子，铂铱微粒自上地幔喷射出来。人类历史阶段地球内部向地表、水圈、大气圈喷射的热能总量约为5.6×10²⁰J/a，排放的固、液、气热物质总量为9.5×10⁹t/a，远远超过人类社会能耗和形成物质产品的总量，相当全球2000年总能耗量加储备的核能总和。

再从地质历史上追溯，这种事实就更明显了，在8亿年前，地球上并没有大量水体，气体也很稀薄，在8亿～6亿年前的两亿年期间固体地球向地表喷射了大量的水气，才形成海洋，出现了生物，目前地内每年要向地表释放30～50km³的水分和其他气体，以弥补水分和气体向地球外层空间的散失量，如果补给小于向外弥散量，地球的水圈、大气圈就在几亿年前消失了。

晚古生代以来伴随剧烈的全球地质运动带来全球性的生物大绝灭灾殃，如2.47亿年前(晚二叠世)、1.63亿年前(中侏罗世)、1.44亿年前(晚侏罗世)、1.25亿年前(早白垩世)、9100万年前(晚白垩世)、6500万年前(白垩纪末的恐龙绝灭事件)、3800万年前(始新世)、1100万年前(上新世)，每隔2600万年就全球性地剧烈变动一次，期间当然也有局部地段和较低能态的变异。人类社会存在的250万年期间尽管未出现过全球性的剧变，但也经历过各种各样的局部性古人类群落夭亡的惨剧，其生态效益急待重新评估。例如迄今各大地构造学派多只限于表浅地壳的研究，对于更有活动意义的百十千米岩石圈几千千米深的地幔、地核却甚少考虑，就连最流行的板块学说很多结论与地壳、岩石圈的结构运动并不相符。近年来古老结晶地块、大陆火山学、遥感所发现的环形结构和旋涡状运动、海洋与大气层中的旋涡运动、类地行星、月球上发现的环形构造就很有助于岩石圈、壳幔交界、地幔与地核交界不同形式的流变运动，热湍流等机理的探索，也具体发展了热点和岩石圈、水圈、大气圈的热对流学说，使地球演化与太阳系演化研究相应深化，引出天体地质学、比较行星地质学的新概念。深部地球物理、地球化学和超深钻探、卫星测地、大陆与海洋火山学、地震学、太古宙、元古宙早期岩系的研究，太阳系类地星体、特别是月球、火星的遥感资料，以及海底热旋涡流的发现、强气旋的多年遥感记录，地球强烈的气液迸发动摇了地质构造的传统概念，进一步表明地球大系统的主导物质运动形式是比较急速的、强劲的热旋涡流。固体地壳中表现为环形结构与强爆喷射，地幔的上涌热柱(热力物质筒状喷射流)，岩石中的垂直热力-物质流变上涌(包括流体和气体析离)，海洋中的热旋涡、大气层中的强气旋运动，由此导引出地球不同圈层的统一深源岩浆热动力学理论，揭示出地球生态环境的热动力链背景、垂直热动力灾害系列链(源、根、树)的高层次概念。根据现代高技术观测手段所提供的深部多层次、宏观资料已初步展示新的理论趋势，如岩石圈结构和动力的不均匀性、突变与蠕变、主动与随动、固体与液态气态共系、表浅与深源耦合等。从而为全球和区域性对比、时序分析、历史迹象与现实地球运动对比提供了新的可能。如果有意识地开发现代化观测技术的潜力，设计新的仪器，建立多源地学信息系统，就可能提供更齐备的新科学信息。逐步探索支配能源-资源形成和分布、环境变迁、自然灾变的地内和天体热动力机理，促进地球固态、液态、气态各圈层的总体解析，建立地球大系统的热动力学基础理论，在新的理论指引下活化各分支学科的交流、渗透、融汇贯通，形成各组学科更深广的理论综合，诸如地球动力学、理论地质学、理论地理学、灾害动力学等，从而综合出地球科学的大理论体系，海洋学、气象学、环境灾害学、生态环境学方面也有很多新的发现表明热动力现象是主导的物质-能量运动形式。

地球科学大体系将来可能有更高深的发展，仅从现阶段认识到的纵向强热动力理论出发，就可以带来各分支学科的理论跃迁，提高解决实际问题的技术经济效能。例如根据深源岩浆热动力理论，矿产资源的聚集形成有很强的中心式时空规律性，矿产系列严格按温压条件呈垂直、水平分带，有较固定的通道和容矿构造空间，金属矿床、内生非金属矿床、沉积矿产、煤炭、石油、天然气、水资源均受控于统一的岩浆热动力场，克服了仅限于表浅地质、地球化学环境的分析，因而就大大提高了矿产的探索预测能力，扩大了大型、特大型系列矿床的发现几率，将低水平的描述性搜索提高到理论预测的新水平。如果投入系统试验复原，有望取得多种矿产资源的重大突破。根据深源岩浆热动力理论新创建的灾害学则可以与生态等类台站结合，规划一次全球性的三年大搜索行动，奠定基础后台站可以大量归并减少，以后可分年总结一次。集中一批与生态环境变化有关的科学家，从而建立适应生态环境变化的科学队伍和科研数据网络。

全球生态环境变化与可持续发展问题已引起各国家、各地区领导人和公众的高度重视，科研工作也取得了很大的进展。在新世纪到来之前，为了人类的生存与发展，为了未来环境科学的繁荣，遥感学界要充分利用遥感科技的优势和信息储备，不负时代的使命，调整好方向，发挥遥感等高科技的潜能，开拓遥感科技的揭示、综合能力，全面介入全球生态环境变化的研究，开拓遥感技术应用的新前景。

———录自:CNC-IGBP学术交流论文集，1984(10)

『叁』 加速度传感器怎么连接电路就可以单独使用放到运动物体上测量加速度然后在连接数据采集卡将数据传输到电脑

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）的改进的。另一种就是线加速度计。压电式压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。压电式加速度传感器的原理是利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。压阻式基于世界领先的MEMS硅微加工技术，压阻式加速度传感器具有体积小、低功耗等特点，易于集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。加速度传感器网为客户提供压阻式加速度传感器/压阻加速度计各品牌的型号、参数、原理、价格、接线图等信息。电容式电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器。电容式加速度传感器/电容式加速度计是对比较通用的加速度传感器。在某些领域无可替代，如安全气囊，手机移动设备等。电容式加速度传感器/电容式加速度计采用了微机电系统（MEMS）工艺，在大量生产时变得经济，从而保证了较低的成本。伺服式伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统，具有动态性 能好、动态范围大和线性度好等特点。其工作原理，传感器的振动系统由 "m-k”系统组成，与一般加速度计相同，但质量m上还接着一个电磁线圈，当基座上有 加速度输入时，质量块偏离平衡位置，该位移大小由位移传感器检测出来，经伺服放大器 放大后转换为电流输出，该电流流过电磁线圈，在永久磁铁的磁场中产生电磁恢复力，力图使质量块保持在仪表壳体中原来的平衡位置上，所以伺服加速度传感器在闭环状态下工作。由于有反馈作用，增强了抗干扰的能力，提高测量精度，扩大了测量范围，伺服加速度 测量技术广泛地应用于惯性导航和惯性制导系统中，在高精度的振动测量和标定中也有应用。

• 加速度传感器应用于地震检波器设计

地震检波器是用于地质勘探和工程测量的专用传感器，是一种将地面振动转变为电信号的传感器，能把地震波引起的地面震动转换成电信号，经过模/数转换器转换成二进制数据、进行数据组织、存储、运算处理。加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，典型应用在手机、笔记本电脑、步程计和运动检测等。本设计采用Freescale公司的MMA7455L来实现地震检波器测试仪的设计，其具有信号调理、温度补偿、自测，以及可配置到检测0g或脉冲检测快速运动等功能，产品具有功耗低、便于携带、精度高、速度快的特点。

• 加速度传感器技术应用于车祸报警

在汽车工业高速发展的现代，汽车成为了人们出行主要的交通工具之一，但是因交通事故的伤亡数量也十分巨大。在信息化的现代利用高科技去挽救人的生命将会是重大研究的主题之一，基于加速度的车祸报警系统正是怀着这种设计理念，相信这种系统的推广，会给汽车行业带来更多的安全。

• 加速度传感器应用于监测高压导线舞动

目前国内对导线舞动监测多采用视频图像采集和运动加速度测量两种主要技术方案。前者在野外高温、高湿、严寒、浓雾、沙尘等天气条件下，不仅对视频设备的可靠性、稳定性要求很高，而且拍摄的视频图像的效果也会受到影响，在实际使用中只能作为辅助监测手段，无法定量分析导线运动参数；而采用加速度传感器监测导线舞动情况，虽可定量分析输电导线某一点上下振动和左右摆动的情况，但只能测出导线直线运动的振幅和频率，而对于复杂的圆周运动，则无法准确测量。所以我们必须加快加速度传感器的发展来适应诸如此类环境下进行应用。^[1]具体

• 汽车安全

加速度传感器主要用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面。在安全应用中，加速度计的快速反应非常重要。安全气囊应在什么时候弹出要迅速确定，所以加速度计必须在瞬间做出反应。通过采用可迅速达到稳定状态而不是振动不止的传感器设计可以缩短器件的反应时间。其中，压阻式加速度传感器由于在汽车工业中的广泛应用而发展最快。

• 游戏控制

加速度传感器可以检测上下左右的倾角的变化，因此通过前后倾斜手持设备来实现对游戏中物体的前后左右的方向控制，就变得很简单。

• 图像自动翻转

用加速度传感器检测手持设备的旋转动作及方向，实现所要显示图像的转正。

• 电子指南针倾斜校正

磁传感器是通过测量磁通量的大小来确定方向的。当磁传感器发生倾斜时，通过磁传感器的地磁通量将发生变化，从而使方向指向产生误差。因此，如果不带倾斜校正的电子指南针，需要用户水平放置。而利用加速度传感器可以测量倾角的这一原理，可以对电子指南针的倾斜进行补偿。

• GPS导航系统死角的补偿

GPS系统是通过接收三颗呈120度分布的卫星信号来最终确定物体的方位的。在一些特殊的场合和地貌，如遂道、高楼林立、丛林地带，GPS信号会变弱甚至完全失去，这也就是所谓的死角。而通过加装加速度传感器及以前我们所通用的惯性导航，便可以进行系统死区的测量。对加速度传感器进行一次积分，就变成了单位时间里的速度变化量，从而测出在死区内物体的移动。

• 计步器功能

加速度传感器可以检测交流信号以及物体的振动，人在走动的时候会产生一定规律性的振动，而加速度传感器可以检测振动的过零点，从而计算出人所走的步或跑步所走的步数，从而计算出人所移动的位移。并且利用一定的公式可以计算出卡路里的消耗。

• 防手抖功能

用加速度传感器检测手持设备的振动/晃动幅度，当振动/晃动幅度过大时锁住照相快门，使所拍摄的图像永远是清晰的。

• 闪信功能

通过挥动手持设备实现在空中显示文字，用户可以自己编写显示的文字。这个闪信功能是利用人们的视觉残留现象，用加速度传感器检测挥动的周期，实现所显示文字的准确定位。

• 硬盘保护

利用加速度传感器检测自由落体状态，从而对迷你硬盘实施必要的保护。大家知道，硬盘在读取数据时，磁头与碟片之间的间距很小，因此，外界的轻微振动就会对硬盘产生很坏的后果，使数据丢失。而利用加速度传感器可以检测自由落体状态。当检测到自由落体状态时，让磁头复位，以减少硬盘的受损程度。

• 设备或终端姿态检测

加速度传感器和陀螺仪通常称为惯性传感器，常用于各种设备或终端中实现姿态检测，运动检测等，也就很适合玩体感游戏的人群。加速度传感器利用重力加速度，可以用于检测设备的倾斜角度，但是它会受到运动加速度的影响，使倾角测量不够准确，所以通常需利用陀螺仪和磁传感器补偿。同时磁传感器测量方位角时，也是利用地磁场，当系统中电流变化或周围有导磁材料时，以及当设备倾斜时，测量出的方位角也不准确，这时需要用加速度传感器（倾角传感器）和陀螺仪进行补偿。^[2]

• 智能产品

加速度传感器在微信功能中的创新功能突破了电子产品的千遍一律，这个功能的实现来源传感器的方向、加速表、光线、磁场、临近性、温度等参数的特性。这个原理是手机里面集成的加速度传感器，它能够分别测量X、Y、Z三个方面的加速度值，X方向值的大小代表手机水平移动，Y方向值的大小代表手机垂直移动，Z方向值的大小代表手机的空间垂直方向，天空的方向为正，地球的方向为负，然后把相关的加速度值传输给操作系统，通过判断其大小变化，就能知道同时玩微信的朋友。^{线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可以了。怎么测量F？用电磁力去平衡这个力就可以了。就可以得到 F对应于电流的关系。只需要用实验去标定这个比例系数就行了。当然中间的信号传输、放大、滤波就是电路的事了。多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是 "对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应 "。一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。当然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如压阻技术，电容效应，热气泡效应，光效应，但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。每种技术都有各自的机会和问题。压阻式加速度传感器由于在汽车工业中的广泛应用而发展最快。由于安全性越来越成为汽车制造商的卖点，这种附加系统也越来越多。压阻式加速度传感器2000年的市场规模约为4.2亿美元，根据有关调查，预计其市值将按年平均4.1%速度增长，至2007年达到5.6亿美元。这其中，欧洲市场的速度最快，因为欧洲是许多安全气囊和汽车生产企业的所在地。压电技术主要在工业上用来防止机器故障，使用这种传感器可以检测机器潜在的故障以达到自保护，及避免对工人产生意外伤害，这种传感器具有用户，尤其是质量行业的用户所追求的可重复性、稳定性和自生性。但是在许多新的应用领域，很多用户尚无使用这类传感器的意识，销售商冒险进入这种尚待开发的市场会麻烦多多，因为终端用户对由于使用这种传感器而带来的问题和解决方法都认识不多。如果这些问题能够得到解决，将会促进压电传感器得到更快的发展。2002年压电传感器市值为3亿美元，预计其年增长率将达到4.9%，到2007年达到4.2亿美元。使用加速度传感器有时会碰到低频场合测量时输出信号出现失真的情况，用多种测量判断方法一时找不出故障出现的原因，经过分析总结，导致测量结果失真的因素主要是：系统低频响应差，系统低频信噪比差，外界环境对测量信号的影响。 所以，只要出现加速度传感器低频测量信号失真情况，对比以上三点看看是哪个因素造成的，有针对性的进行解决.1、灵敏度方面的技术指标：对于一个仪器来说，一般都是灵敏度越高越好的，因为越灵敏，对周围环境发生的加速度的变化就越容易感受到，加速度变化大，很自然地，输出的电压的变化相应地也变大，这样测量就比较容易方便，而测量出来的数据也会比较精确的。2、带宽方面的技术指标：带宽指的的是传感器可以测量的有效的频带，比如，一个传感器有上百HZ带宽的就可以测量振动了；一个具有五十HZ带宽的传感器就可以有效测量倾角了。3、量程方面的技术指标：测量不一样的事物的运动所需要的量程都是不一样的，要根据实际情况来衡量。解析手机上的传感器加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。因此其的范围比重力感应器要大，但是一般在手机被提到的加速度感应器时，其实就是指重力感应器，因此两者可以看做是等价的。方向感应器手机方向传感器是指，安装在手机上用以检测手机本身处于何种方向状态的部件，而不是通常理解的指南针的功能。手机方向检测功能可以检测手机处于正竖、倒竖、左横、右横，仰、俯状态。具有方向检测功能的手机具有使用更方便、更具人性化的特点。例如，手机旋转后，屏幕图像可以自动跟着旋转并切换长宽比例，文字或菜单也可以同时旋转，使你阅读方便;听MP3时。可能会有人说：这个跟那个重力感应器是一样的？这个两者是不一样的，方向感应器或者叫应用角速度传感器比较合适，一般手机的上的方向感应器是感应水平面上的方位角、旋转角和倾斜角的。这个如果你可能觉得有点理论的话，举个例子吧。有方向感应器的能很好的玩都市赛车游戏。而只有重力感应器也能玩，但是，结果很令人纠结。为了得到高度真实的试验数据，使用者应当全面地了解所用仪器的工作特性，这些特性是怎样互相影响的，整个环境对这些特性是如何影响的，以及加速度计对被测运动是如何影响的。加速度计是关键的测量元件，有多种设计型式供选用。每种设计型式都为某些特定用处设计的，目的是为获得高保真的测量数据。工程师们应认真地分析测量的要求，选用最合适的加速度计，通常要在灵敏度，重量和频响范围三者之间比较，做出最合适的选择。传感器主要工作特性分为有效响应与乱真响应两类。●有效响应 effective response在传感器灵敏轴方向上，由输入的机械振动或冲击所引起的传感器的响应。这种响应是正确使用传感器进行测量，取得可靠数据所期望的。●乱真响应 spurious response在使用传感器测量机械振动或冲击时，由同时存在的其他物理因素所引起的传感器的响应。这种响应是干扰正确测量的，是不期望的。（见国家标准 GB/T 13823.1-93）有效响应主要有：灵敏度；幅频响应和相频响应；非线性度。乱真响应主要有：温度响应；瞬变温度灵敏度；横向灵敏度；旋转运动灵敏度；基座应变灵敏度；磁灵敏度；安装力矩灵敏度；对特殊环境的响应。（见国家标准 GB/T 13823.1-93）●灵敏度：（Sensitivity）指定的输出量与指定的输入量之比。●参考灵敏度：（Reference Sensitivity）在给定的参考频率和参考幅值下传感器的灵敏度值。传感器灵敏度越高，测量系统的信噪比就越大，系统就不易受静电干扰或电磁场的影响。对某种具体的加速度计设计型式来说，灵敏度越高，则传感器越重，共振频率也越低。因此选用多大灵敏度受其重量和频率响应的制约。一般情况下，传感器的灵敏度包括幅值与相位两个信息，是随频率变化的复数量。●幅频响应和相频响应在输入的机械振动量值不变的情况下，传感器输出电量的幅值随振动频率的变化，称为幅频响应。而输出电量的相位随振动频率的变化，称为相频响应。在工作频段内连续地改变振动频率，且维持输入的机械振动量幅值不变，同时观测传感器的输出，便可测定幅频响应。若同时测量传感器输出电量与输入机械振动量间的相位差，则又可测定相频响应。一般情况下，只要求知道幅频响应。在接近传感器上、下限频率处使用传感器，或有要求时，则必须知道相频响应。●非线性度在给定的频率和幅值范围内，输出量与输入量成正比，称为线性变化。实际传感器的校准结果与线性变化偏离的程度，称为该传感器的非线性度。在由最小值到最大值的传感器动态范围内，逐渐增大输入的机械振动量，同时测量传感器输出幅值的变化，便可测定传感器的输出值与线性输出值的偏差量。在使用正弦振动发生器进行测定时，可在传感器的工作频率范围内选定几个频率进行，以覆盖传感器整个动态范围。一般在传感器动态范围的上限附近传感器的输出值与线性值的偏差量最大。所允许的偏差量取决于具体测量的要求。对压电加速度计，一般用在一定的加速度范围内，其灵敏度增加的百分数来表示非线性度。压阻式，变电容式加速度计在其动态范围内线性度较好，它代表了非线性、滞后和非重复性的综合值。●质量负载的影响如果加速度计的动态质量接近被测结构物的动态质量，则会使振动产生明显的衰减。为此在诸如印刷电路板等又薄又轻的片状构件上测振时，为了得到准确的数据必须采用重量轻的加速度计。如果被测物件呈现单自由度的响应，则加速度计将使其共振频率下降。在所有的模态试验中必须使用微型加速度计。●低频响应使用压电加速度计时，所用放大器低频截止频率多为2－5Hz，目的是以此来剔除许多压电传感器的热释电输出。像隔离剪切式设计等隔离性好的设计型式可用在较低的频率。压阻式和变电容式加速度计则具有零频响应。●高频响应加速度计的高频响应随加速度计的机械性能和安装方法而变。在安装牢固时，大多数加速度计呈现无阻尼单自由度系统的频响特性。以±5%为要求的话，其频率响应约平整到安装共振频率的五分之一。如果加适当的修正因数，则可在更高的频率上得到有用的数据。●温度响应传感器灵敏度随温度的变化，称为传感器的温度响应。用测试温度下的灵敏度与室温下的灵敏度之差相对于室温灵敏度的百分数来表示。常用压电加速度计的温度范围为零度以下至+177°C 或 +260°C。某些特定型号，低温可达绝对零度，高温可达760°C。很多种压电加速度计设计型式在很宽的温度范围内的温度响应很平。压阻式、变电容式加速度计的典型温度范围为－18°C～+93°C。●压电传感器的瞬变温度灵敏度具有热释电效应的传感器在瞬变温度作用下将产生电输出，该输出的最大值与传感器灵敏度和温度改变量乘积的比值称为瞬变温度灵敏度。在温度产生变化时，压电元件会产生输出信号，这称之为热释电效应。试件或气流温度的突变会引起这种温度变化。大多数情况下这种效应是很低频的，只有信号适调仪的响应在1赫以下，才能检测到。如果信号适调仪有级间高通滤波器，则应特别注意，热释电信号可能会使放大器饱和，使它短时间不工作。基座隔离式，剪切式，隔离剪切式设计的热释电效应较小。压阻式，变电容式的这种效应是可以忽略的。●横向灵敏度对于单向测量来说，要求加速度计不得对被测物体的横向运动产生任何响应是十分必要的。但加速度计不可能是完美无缺的，总是有一定的横向灵敏度，它与横向振动的方向有关，其横向灵敏度一般为轴向灵敏度的1～5%。恩德福克对每个加速度计进行横向灵敏度校准并给出其最大值。●横向灵敏度比在与传感器灵敏轴垂直的方向上受到激励时传感器的灵敏度，称为横向灵敏度。横向灵敏度与沿灵敏轴方向上的灵敏度之比，称为横向灵敏度比。●旋转运动灵敏度某些直线振动传感器对旋转运动是敏感的。在进行试验时必须小心。以免造成测量误差。●基座应变灵敏度在传感器基座产生应变时会引起不应有的信号输出，该输出值与传感器灵敏度和应变值乘积的比值，称为基座应变灵敏度。在某些试验中，加速度计安装处可能会存在动态弯曲、扭转、拉伸等。由于与应变区紧密接触，加速度计底座也会发生应变。部分应变会传给敏感元件，从而产生与振动运动无关的输出信号。剪切式设计的加速度计要比压缩式的对基座应变的敏感程度小一个数量级。应用绝缘安装螺钉或粘贴式转接件可以减小这种影响。●磁灵敏度传感器被置于磁场中会产生的不应有的信号输出，该输出值与传感器灵敏度和磁场的磁感应强度乘积的比值，称为传感器的磁灵敏度。●安装力矩灵敏度采用螺纹安装的传感器，安装力矩的变化会引起灵敏度发生变化。施加1/2倍规定安装力矩或施加2倍规定安装力矩时的灵敏度与施加规定安装力矩时的灵敏度之最大差值，相对于施加规定安装力矩时灵敏度的比值的百分数，称为安装力矩灵敏度。●特殊环境的响应在强静电场、交变磁场、射频场、声场、电缆影响、核辐射等的特殊环境下，某些传感器会受到严重的影响，这些物理因素将引起传感器产生乱真响应。输出型式这个是最先需要考虑的。这个取决于你系统中和加速度传感器之间的接口。一般模拟输出的电压和加速度是成比例的，比如2.5V对应0g的加速度，2.6V对应于0.5g的加速度。数字输出一般使用脉宽调制（PWM）信号。如果你使用的微控制器只有数字输入，比如BASIC Stamp，那你就只能选择数字输出的加速度传感器了，但是问题是你必须占用额外的一个时钟单元用来处理PWM信号，同时对处理器也是一个不小的负担。如果你使用的微控制器有模拟输入口，比如PIC/AVR/OOPIC，你可以非常简单的使用模拟接口的加速度传感器，所需要的就是在程序里加入一句类似"acceleration=read_adc()"的指令，而且处理此指令的速度只要几微秒。测量轴数量对于多数项目来说，两轴的加速度传感器已经能满足多数应用了。对于某些特殊的应用，比如UAV，ROV控制，三轴的加速度传感器可能会适合一点。最大测量值如果你只要测量机器人相对于地面的倾角，那一个±1.5g加速度传感器就足够了。但是如果你需要测量机器人的动态性能，±2g也应该足够了。要是你的机器人会有比如突然启动或者停止的情况出现，那你需要一个±5g的传感器。灵敏度一般来说，越灵敏越好。越灵敏的传感器对一定范围内的加速度变化更敏感，输出电压的变化也越大，这样就比较容易测量，从而获得更精确的测量值。最小加速度测量值也称最小分辨率，考虑到后级放大电路噪声问题，应尽量远离最小可用值，以确保最佳信噪比。最大测量极限要考虑加速度计自身的非线性影响和后续仪器的最大输出电压，估算方法：最大被测加速度×传感器的电荷 / 电压灵敏度，以上数值是否超过配套仪器的最大输入电荷 / 电压值，建议如已知被测加速度范围可在传感器指标中的“参考量程范围”中选择（兼顾频响、重量），同时，在频响、重量允许的情况下，灵敏度可考虑高些，以提高后续仪器输入信号，提高信噪比。这里的带宽实际上指的是刷新率。也就是说每秒钟，传感器会产生多少次读数。对于一般只要测量倾角的应用，50HZ的带宽应该足够了，但是对于需要进行动态性能，比如振动，你会需要一个具有上百HZ带宽的传感器。电阻/缓存机制对于有些微控制器来说，要进行A/D转化，其连接的传感器阻值必须小于10kΩ。比如加速度传感器的阻值为32kΩ，在PIC和AVR控制板上无法正常工作，所以建议在购买传感器前，仔细阅读控制器手册，确保传感器能够正常工作。累积误差加速度传感器通过在一个时间段内测量一次加速度，然后根据以前累积下来的速度（包括速率和方向）和位置，计算前一段时间的总位移和终点速度。如此反复计算就可以得到结果。很明显，取样时间缩短，精度会提高。但这会受到一些技术限制，比如计算机运算速度跟不上；加速度传感器本身存在响应时间等等。此外，由于速度和位置总是累加的，这就存在累积误差，时间长了，总的精度就下降得很大。}

『肆』 全球定位导航系统（GPS）在航空物探中的应用

董继国

（地质矿产部航空物探遥感中心，北京100083）

全球定位系统（GPS）是美国历时20余年开发成功的一种无线电导航系统。它将被用来逐步取代目前使用的其它无线电导航系统，并使全球导航真正得以实现。GPS系统现已正式投入使用，可向全球用户提供高精度的三维位置、速度和时间信息，被誉为20世纪的重大技术突破之一。GPS技术推广应用，使航空物探测量获益匪浅。1987年地矿部航遥中心引进GPS接收机，GPS导航定位系统的应用不仅简化了航空物探测量设备，提高了导航定位精度和测量总精度，扩展了航空物探调查领域，也极大地提高了航空物探测量生产效率，已成为航空物探之首选导航定位手段。

一、不同导航定位方法比较

导航定位在航空物探测量中的重要性是众所周知的。航空物探测量开始是以地形图目视导航，逐步发展到地形图目视－照相、仪器导航定位，如双曲线、多普勒（辅以照相或录像）、应答导航定位系统等，有力地促进了航空物探事业的发展。地形图目视、照相及录像定位精度取决于地形图和领航、判图的精度。无线电导航定位系统主要使用电磁波频谱中的中频、低频和甚低频带，频率低、作用距离远而精度低，频率高、作用距离近而精度高。该系统与GPS相比，受地形和控制区域限制，设备庞大笨重，需要人员较多，无线电信号接收、发射受环境影响较大，仪器故障较多，导航定位精度一般不高。表1列出了不同导航定位方法定位精度对比。它说明，随着导航定位技术进步，定位精度在不断提高。

表1不同导航定位方法定位精度对比

二、全球卫星定位系统

全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS），是美国对海上、陆地和空中设施进行高精度导航定位要求而建立的。GPS作为新一代卫星导航定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。全球卫星导航定位系统的迅速发展，引起了各国普遍关注。特别是近十年来，GPS技术在应用基础的研究、新的应用领域的开拓、软件和硬件的开发方面都取得了迅速发展。

原苏联也有类似的系统，称为全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GLONASS），现由俄罗斯接管。GLONASS与GPS的一个主要区别是GLONASS采用频分多址技术区分卫星信号，而GPS则采用码分多址技术。GLONASS不存在SA（Selective Availability——选择可用性）干扰，能为民用用户提供精确的定位。GPS有SA干扰，向民用用户提供100m的精度。目前，已有双星座单频接收机，可充分利用上述的空间技术，提高单频C/A码接收机的导航定位精度，组合星座的定位精度可达16m左右。

三、GPS在航空物探测量中的应用

GPS系统向民用用户只提供标准定位服务（SPS），利用粗码（C/A码）定位，精度可达14m。由于美国采取了SA政策，降低民用GPS的定位精度，规定水平定位精度为100m，垂直测量精度为157m。

在航空物探勘查中，GPS导航定位系统显著提高了航迹定位精度、改善了测线疏密度和测量总精度。与其它导航定位系统相比，精简了设备和人员，提高了生产效率。利用这些技术，航遥中心第一次完成了塔里木盆地东部地区高精度航磁勘查。表2列举了在SA干扰下野外工区实测GPS静态数据，对于1:5万及其它中小比例尺航空物探调查，该精度可以满足航磁规范要求。

表2野外工区TANS-11型GPS静态观测数据

四、事后差分GPS在航空物探中的应用

事后差分GPS系统的定位精度可以满足任何比例尺航空物探测量的定位要求，且经济易行，但不能保证其实时导航精度。

在山东枣庄工区进行的以寻找金伯利岩岩管为目的的航磁测量，局部地区要加密至线距为100m的大比例尺飞行。经过对测区的地形和差分GPS调研情况综合分析，由于无法建立地面数据通讯链，不能采用实时差分GPS方法，所以，决定采用事后差分GPS，其定位精度可以满足大比例尺勘查要求，保证大比例尺的测网疏密度；而且，事后差分设备简单，安置方便，与实时差分相比，生产成本较低。1995年7月至11月，利用事后差分GPS方法为磁测作业动力滑翔机导航定位，共飞行32架次，完成17000测线公里。航磁测量总精度在1:2.5万测区为±1.75nT,1:1万测区为±1.49nT。投入生产之前，对事后差分GPS做了近距、远距静态测试，验证其定位精度和控制范围（表3和表4），并在生产期间进行了差分GPS与单GPS的静态对比试验（表5）和简单的差分GPS与单GPS动态测试（图1）。受技术条件限制，测试方法比较简单。飞机在机场上空沿水泥跑道边做航高为30m的超低空直线往返飞行，在飞行中测试人员观察飞机的偏航。试验表明，与单GPS比较，差分后的航迹与实际飞行相符，收敛较好，定位精度有明显改善，飞机保持在指定航向上飞行，左右偏差不超过5m。

表3近距离已知点上差分GPS测试

表4远距离（115.8km）已知点上差分GPS测试

表5单GPS与差分GPS静态对比测试

图1差分GPS与单GPS动态飞行试验航迹对比

五、双星座GPS在航空物探中的应用

GLONASS星座在三个轨道面上布置24颗卫星，已投入运行。同时，新型的双星座接收机（GPS+GLONASS）亦已投入使用。“中心”组织有关技术人员对新产品做了详细的调研、分析和测试，认为双星座GPS+GLONASS接收机可以满足大比例尺航空物探测量导航定位的要求，而无须差分。在选购前，我们对3S公司GNSS300型和阿斯泰克公司GG24型组合接收机进行了性能和技术指标对比试验，包括长时间静态测试、车载动态测试和飞机上的电磁干扰测试（图2、图3和图4）。经测试数据分析和观察，决定选用阿斯泰克公司的GG24型组合接收机，并首次用于大比例尺航空物探勘查，顺利地实现了测线间距为150m的高精度航磁勘查。磁测总精度为1.84nT，测网疏密度为150m±18.2m，导航定位精度达到设计要求，取得了高质量的基础资料，受到了业主的高度评价，认为达到世界一流水平。

图2GG24单GPS卫星静态数据离散分布

图3GG24单GLONASS卫星静态数据离散分布

图4GG24组合卫星静态数据离散分布

六、结论和建议

全球卫星导航定位系统GPS在航空物探勘查中已使用十余年了，在不同地区、不同线距和不同任务的测量中，均取得了显著效果。

1.GPS技术的应用和普及，提高了航空物探技术在沙漠、海洋等地区开展调查的能力，加快了国土调查的进程。

2.双星座GPS接收机的引入使用，弥补了单GPS导航精度较低、无法用于大比例尺飞行作业的不足，达到了线距为100m的航空物探勘查导航定位要求，从而实现了真正的大比例尺高精度航空物探勘查，并为替代地面工作准备了技术条件。

3.航空物探调查中GPS的应用，应视具体要求而定。总结多年来的经验，提出如下建议供参考。对于500m以上线距的测量，使用单台GPS（TANS-Ⅱ型）；100～250m线距测量，使用双星座导航定位系统（GG-24型），它提供的水平精度优于20m，高度精度可达30m。在今后的航空物探勘查中，尽量使用双星座导航定位系统，可以减少由于定位产生的误差，便于以后在同一区域再做工作时，可在已飞的线距中加密测量，降低飞行成本。要求高精度的定位测量时，可以采用事后差分。对要求高精度导航定位测量时，可以采用差分信标台或同步通讯卫星实现实时导航定位，但费用较高。

全球导航定位技术，在我国航空物探领域的成功应用，凝聚了广大技术人员的智慧和心血。本文中GPS静态数据由李标芳教授提供，野外各工区的静态数据据有关报告，在此表示衷心感谢！

THE APPLICATION OF GLOBAL POSITIONING SYSTEM TO THE AEROGEOPHYSICAL SURVEY

Dong Jiguo

（Aerogeophysical Survey and Remote-Sensing Center,Beijing 100083）

Abstract

Since the introction of the satellite navigation global positioning system（GPS）,single GPS,post difference GPS and double constellation combined GPS techniques have been successively employed, whose application and dissemination have raised the accuracy of navigation positioning and the general precision of the survey,helped the overall improvement of the aerogeophysical technique,extended the field of the aerogeophysical investigation, and considerably raised the efficiency of aerogeophysical survey.

『伍』 北京地质重力磁力电法仪器

北京地质仪器厂北京奥地探测仪器公司

重力仪器

Z400型重力仪

Z400型重力仪是测量重力加速度值相对变化的一种仪器。该仪器的传感器用石英制成，采用零点读数，并设有精密的温度补偿装置。Z400型重力仪可广泛用于地质构造和矿产的重力勘探（包括重力普查、重力详查和区域重力测量）。

主要特点

具有精度高、重量轻、体积小、操作简单、携带方便等特点。

主要技术指标

地球物理仪器汇编及专论

地球物理仪器汇编及专论

磁法仪器

CZM–4型质子磁力仪

CZM–4型质子磁力仪是利用氢质子磁矩在地磁场中自由旋进的原理研制成的高灵敏度弱磁测量装置，其磁场测量精度为±1nT，分辨率高达0.1nT，完全符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求。其具有的大存储容量、高分辨率和灵活性使它得以成为便携式、移动式、基站式磁力仪,可以以0.1nT的分辨率进行地磁总场的测量。

主要特点

地磁场总场绝对值测量范围达20000nT～100000nT，可用于全球任一地域；既可全量程自动配谐，也可人工配谐；自动测量地磁场值，对于不清楚当地正常地磁场值的用户，尤为方便。中文操作界面，数据自动记录和存储，并可实时显示磁测剖面曲线，操作简单；随机所配专用软件可对野外实测数据进行平滑去噪、日变改正、绘制剖面曲线等相关预处理，方便用户对当天工作效果进行室内评估；USB2.0通讯接口，使仪器向电脑传输数据更快捷；可用于磁性标本参数测定；可选配1GB或2GB数据存贮器及一组备份电池，实现长时间磁测工作需求；可应用户要求外接GPS接收机，存储测点坐标值；可为用户选配专业磁法数据处理软件绘制等值线图、平面剖面图、作正反演解释等。

主要技术指标

·测程范围：20000nT～100000nT；

·分辨率：0.1nT；

·测程精度：总场绝对强度50000nT时±1nT；

·梯度容限：≤5000nT/m；

·液晶点阵：192×64；

·数据存储量：不小于8000个测点数据（选配大容量存贮器时存贮量超过500万读数）；

·工作环境温度：－15℃～50℃；

·工作环境湿度：≤95%（25℃）；

·电源：锂离子电池：12.8V～16.8V/5Ah，连续工作不少于17h（日变方式下，典型读数间隔为10s时）；

·主机外形尺寸：长×宽×高：220mm×90mm×200mm；

·主机重量：2kg；

·探头外形尺寸：φ74mm×150mm；

·探头重量：0.8kg。

地球物理仪器汇编及专论

CCM–4型磁力仪

CCM–4型磁力仪是测量地磁场垂直分量的磁通门磁力仪。主要用于寻找磁铁矿、地质普查，同时还可用于寻找地下铁管线，尤其能探测出一般电磁类管线探测仪无法探出的电连通性不佳的铸铁管线和含钢筋的水泥管线。

主要特点

·探头带有自动垂直平衡系统,测量速度快，测量精度高，转向差小；

·可探测磁铁矿及铁磁性地下埋设物；

·观测磁场的垂直分量；

· 液晶数字显示；

·测量精度高。

·主要技术指标

·量程：±19999nT；

·分辨率：1nT±1个字；

·磁场补偿范围：35000～55000nT

·粗调：①35000～40000nT

②40000～45000nT

③45000～50000nT

④50000～55000nT

微调：5000nT,10圈连续可调；

·转向差：<10nT；

·工作环境温度：－10℃～50℃；

·电源：AA型镍氢可充电电池；

·主机尺寸：190mm×65mm×230mm；

·主机重量：2.0kg；

·传感器尺寸：Φ70mm×160mm；

·传感器重量：0.45kg。

·CCM–5型磁力仪

CCM–5型磁力仪是当代新型的数字化磁通门磁力仪，测量的是地磁场垂直分量，主要用于寻找磁铁矿。地质普查同时还可用于寻找地下管线，尤其能探测出一般电磁类管线探测仪无法探出的电连通性不佳的铸铁管线和含钢筋的水泥管线。

地球物理仪器汇编及专论

主要特点

·灵敏度高；

·探头带有自动垂直平衡系统，测量速度快，测量精度高；

·随时观测磁场的垂直分量；

·智能化程度高，可将所测数据自动存储；

·可实时显示测量曲线并可随时查看任一条测线的测量曲线；

·装有先进的GPS定位系统；

·全中文提示菜单；

·串口输出和计算机联机后回放数据和曲线；

·图形式点阵液晶屏，液晶屏有背光，方便夜间观测。

主要技术指标

·量程：高档±2000nT低档±20000nT；

·分辨率：0.1nT（高档）；

·磁场补偿范围：35000～55000nT；

·转向差：<40nT；

·定位：装有先进的GPS定位系统；

·工作环境温度：－10℃～50℃；

·电源：机内装专用锂电池组，连续工作时间不少于10h。

CGM–02D型高灵敏度磁通门磁力仪

CGM–02D型高灵敏度磁通门磁力仪可以测量任意方向上的磁场值。三个CGM-02D探头可以组成一台三分量磁力仪，用于测量各种设备及其零部件的磁性。

主要特点

·测量数据由RS485端口实时输出；

·多台仪器的数据输出端口可以连接在一起使用，每台具有唯一的编码；

·多档位测量。

主要技术指标

·量程：①±1KnT，

②±10KnT，

③±100KnT；

·分辨率：0.1nT；

地球物理仪器汇编及专论

·噪音水平：－0.1～0.1nT；

·工作环境温度：－20℃～50℃；

·电源：220V±10％；

·探头电缆长度：5m；

·机箱尺寸：300mm×135mm×380mm。

CZJ–1型井中质子磁力仪

CZJ–1型质子磁力仪是在地面质子磁力仪的基础上研制的一种井中磁测仪器。主要用于深部找矿，特别是用于寻找有色金属矿或贵金属矿等磁异常10～1000nT弱磁性矿体。在找矿过程中，井中质子磁力仪探测结合地面勘探将能发挥重要作用。

主要特点

·分辨率高；

·全自动调谐；

·中文或英文菜单；

·现场实时显示观测曲线；

·RS485实现地面仪器与井下仪器通信；

·数据自动记录和存储；

·与电脑连接实现数据后处理和日变自动校正；

·具有点测功能；

·体积小，重量轻。

主要技术指标

·分辨率：0.1nT；

·测量精度：－5～5nT；

·测量范围：32000～70000nT；

·测区地磁场梯度要求：垂直梯度≤2000nT/m水平梯度≤1500nT/m；

·最大下井深度：1500m；

·井下仪器的工作环境温度：0℃～50℃；

·地面仪器的工作环境温度：－10℃～50℃；

·探管尺寸：Ф45mm×145mm；

·主机尺寸：290mm×200mm×240mm。

地球物理仪器汇编及专论

CTSD–1型便携式三分量磁通门磁力仪

CTSD–1型便携式三分量磁通门磁力仪可测空间任一点磁感应强度的互相垂直的X、Y、Z三个分量。适用于地磁场的监测、各种运动物体（如车辆等）磁性的研究以及磁性物体或磁性矿体的探测。

主要特点

·三分量探头尺寸小巧，便于埋设在地下等特殊场合；

·探头电缆最长可达30m；

·三个分量同时显示，便于观测；

·高分辨率模拟输出，易于连接数据采集装置；

·高能锂电池组供电，可长时间在野外工作。

主要技术指标

·测量范围：－100～100，000nT；

·最高分辨率：1nT（模拟输出端）；

·显示分辨率：10nT/字；

·满量程输出：±10V±0.5%；

·频率响应:0～20Hz@±10，000nTp-p；

·剩磁:－1～1nT@±100，000nT；

·三轴正交度:－1°～1°；

·电缆长度:5～30m任选；

·连续工作时间:≥8h；

·尺寸:探头104mm×83mm×75mm；主机372mm×266mm×135mm；

·重量:不大于7.5kg(含探头、30m电缆及主机)。

地球物理仪器汇编及专论

CTM–DI型磁力仪

CTM–DI型磁力仪是一种具有世界先进水平的地磁测量仪器。它可以精确地测定地磁偏角D和地磁倾角I，并可在地磁台站和野外兼用。CTM–DI型磁力仪是当前世界上D、I观测精度最高的仪器之一。该仪器具有性能稳定、操作简便、用途广泛、易于携带等特点。CTM–DI型磁力仪与质子磁力仪（观测地磁总强度F）配合使用将会是很理想的地磁矢量观测组合。

主要特点

CTM–DI磁力仪是由无磁经纬仪和磁通门检测系统两大部分构成。无磁经纬仪是高度“无磁”的，足以保证D和I的观测精度，这是它与普通经纬仪的本质区别。磁通门检测系统是具有高灵敏度和高稳定度的电子检测系统，其传感器安置在无磁经纬仪的望远镜之上。通过无磁经纬仪高精度的测角系统，按照一定的观测程序就可以精确地测定磁偏角D和地磁倾角I。

主要技术指标

·基线值观测标准偏差：σ_DB≤｜±0.10′｜，σ_IB≤｜±0.10′｜；

·观测准确度：ΔD≤0.20′，ΔI≤0.20′；

·转向差：ΔD、ΔI^lt;10′；

·三方位基线值与平均值的最大差值：ΔD、ΔI≤0.20′；

·无磁经纬仪一测回水平方向标准偏差（室内）：－4″～4″；

·整机磁化率显示（安装探头前）；≤2×10^–6；

·零场偏移：±1nT；

·零场偏移的温度系数：0.01nT/℃；

·系统噪声：≤0.2nT（pp）；

·最大分辨率：0.1nT；

·动态范围：两档×10±1999nT

×1±199.9nT；

·工作温度范围：－10℃～40℃；

·电源：交直流两用，直流12V或交流220V；

·显示器至传感器最小安全距离：2.0m。

CTM/BS–1便携式数字磁通门磁力仪

便携式数字磁通门磁力仪探头由三个相互垂直的磁通门传感器（D、H、Z）组成，其中H、Z两个传感器外加磁补偿线圈，可大范围补偿H、Z方向的磁场，三个磁通门传感器测量的是地磁场以及干扰磁场在其轴线上投影的“向量”值，整套系统用于测量空间任一点磁场强度的变化量。

磁场强度测量值的输出方式有两种，指针式表头指示和数据采集系统采样、贮存、传输。

地球物理仪器汇编及专论

主要特点

·灵敏度高；

·数据存储量大；

·工作时间长。

主要技术指标

·传感器：D、H、Z三分量；

·三分量正交度：≤0′（传感器安装正交度）；

·测量动态范围：±2500nT，±2.5%；

·读数分辨力：0.1nT；

·噪声水平：≤0.1nTp-p；

·温度系数：≤1nT/℃；

·频率响应：DC～20Hz；

·工作温度：－10℃～40℃；

·地磁场补偿范围：Z：0～50000nT；

·采样间隔时间：0.1s、1s、10s、60s，可编程控制；

·最大存储量：可存储连续一个月的数据（按1s采样间隔时间）；

·电池连续工作时间：不少于1个月；

·时间服务精度：实时钟，能使用USB通讯校时；

·防水要求：主机和传感器均全密封；

·传输电缆：屏蔽式电缆，长度25m；

·通讯接口：USB接口，用于采样时间间隔设置、自校、数据输出等操作；

·整机重量：35k（g包括电池、包装箱）；

·包装箱尺寸：435mm×260mm×300mm。

CTM–DT06型多通道磁通门磁力仪

CTM–DT06型多通道磁通门磁力仪主要用于测量磁场的垂直分量或三分量值。该仪器有12个测量通道（最多可以增加到512个通道阵列），可用于测量大型设备如船用发动机、船模等的磁性或消磁后的剩磁测量，也可用于水下移动目标（如潜艇）的监测，是一种在实验室或台站、船坞、海底等场所使用的大型专用磁测量设备。

主要特点

·多通道同时测量；

·宽量程；

·宽地磁补偿范围；

·高分辨率；

地球物理仪器汇编及专论

·高稳定性；

·长探头电缆；

·探头可在水下工作；

·可配备通用的数据采集设备。

主要技术指标

·传感器：带阻尼的自动调平系统（±1°范围内）转向差（旋转360°）－10～10nT；

·量程：①±100nT，②±1000nT，③±10000nT，④±100000nT；

·分辨率：0.1nT；

·输出满度值：±10V；

·探头电缆：50m（按用户要求设计，最长可达500m）；

·地磁补偿范围：－100000～100000nT；

·地磁补偿细度：0.001%(0～100000nT范围内任意一点的调节分辨率不劣于1nT)；

·探头水下工作深度：30m；

·工作环境温度：0℃～35℃；

·电源：～220V±10％；

·基准电压源的温度稳定性达：1ppm/℃；

·单分量探头尺寸：Φ78mm×115mm；

·三分量探头尺寸：Φ92mm×213mm；

·机箱尺寸：600mm×1400mm×550mm（根据通道数量设计）。

电法仪器

DCX–1多功能高密度电法仪（电法层析成像数据采集系统）

北京地质仪器厂生产的DCX–1型电阻率层析成像数据采集系统，既可以做电阻率层析成像探测，亦可做极化率层析成像探测。可用于找矿、找水、工程及水文地质勘探、地下建筑体（古墓、防空洞）以及地下溶洞、地裂缝等勘探。此产品突破传统设计方式，获得多项国家专利。

地球物理仪器汇编及专论

DCX–1型集中式电阻率层析成像数据采集系统的主要特点

·由工控机做主控器，采用大屏幕LCD显示器并附有触摸屏，数据处理能力强，存储数据量大，界面友好，易于操作；

·LCD彩显可实时显示测量数据，如：电流、电压、电阻率、极化率等，工作状态，当前测量层位，A、B、M、N各电极工作位置，电位曲线显示，视电阻率彩色剖面图像，显示内容丰富，测量进程直观；

·集中式多路电极转换器采用复合控制技术，精简了硬件规模，使控制电极道数增多。本系统以120道为基本组态，可以方便地做长剖面的“滚动”测量。为满足特殊用户需求，可以接受240道测量系统的订货；

·采用双向覆盖电缆，使现场布线与分布式仪器的布线速度相当，与以往普通式连接电缆相比，施工简化，降低了劳动强度，提高了工作效率。电缆接头均有防水功能，可在水中作业；

·本系统测量通道数量多，而且易于扩大测量通道数，使之探测有效空间增大，便于增加勘探深度和提高探测分辨率。

主要技术指标

·电压测量范围：±4V；精度优于±0.5%；分辨率1μV；

·电流测量范围：±4A；精度优于±0.5%；分辨率1μA；

·供电电压：最高700V；

·工频抑制：优于80dB；

·输入阻抗：≥20M；

·自电补偿方式及范围：全量程跟踪

·式自动补偿；

·工作环境温度：－10℃～50℃；

·工作环境湿度：90%RH；

·测量装置模式：温纳、偶极–偶极、微分、复合对称四极、三极滚动、二极测深、二极剖面等，可根据用户需求增加各种特殊装置；

·测量参数：供电电流、一次场电位、二次场电位；

·视电阻率、视极化率数据可以同时采集；

·计算参数：电阻率、极化率、装置系数等。

地球物理仪器汇编及专论

DWJ–3B型微机激电仪

DWJ–3B型微机激电仪是时间域激发极化测量系统中的接收机。可使用DXF–1激电发送机（1.5kW）、DZF-3激电发送机（2kW）、DJF-6激电发送机（5kW）或DJF–10激电发送机（10kW）供电，多台接收机同时接收。能直接测量自电、一次电位、极化率。广泛用于金属与非金属矿产资源勘探、寻找地下水及工程地质等领域。

本仪器既可进行地面所有装置的激电测量、电阻率测量，也可进行井中的连续激电测井和井中激电测量。

主要特点

·采用信号增强技术和数字滤波，抗干扰能力强，测量精度高；

·自动进行自然电位、飘移及电极极化补偿；

·接收部分有瞬间过压输入保护能力；

·大屏幕彩色液晶显示：汉字对话，不但能一次显示所有的测量参数，而且可显示观测曲线，使得测量结果直观明了；

·多参数测量：可测量并存储自然电位、一次电位和供电电流（在同步方式下）、视电阻率、视极化率、半衰时、衰减度、偏离度和综合参数等；

·掉电保护：具有掉电数据不掉功能，能存储1MB数据并长期保存；

·全密封结构：具有防水、防尘、寿命长等优点。

主要技术指标

·测量一次电位分辨率为1μV，最大可测20V；

·测量极化率分辨率为0.001%；

·测量电流分辨率为1mA，最大可测20A；

·电压、电流、视极化率测量精度：±1%±1个字；

·输入阻抗：>100MΩ；

·对50Hz工频干扰压制优于80dB；

·工作环境温度：－10℃～50℃；

·工作环境湿度：95%RH；

·尺寸：255mm×120mm×230mm；

·重量：3kg。

DWD–4A微机电阻率仪

该仪器是在多年研制和生产先进电法仪器的基础上，集24位A/D、ARM等当今最新电子技术研制的新一代数字直流电法仪器。仪器的体积和重量显著缩小，主要技术指标及性能相当于当前国外同类仪器，在各种野外复杂环境下能更好地工作。广泛应用于金属与非金属矿产资源勘探、工程地质勘探、环境地质勘探、水文地质勘探、能源勘探，还能用于地热勘探等方面。

地球物理仪器汇编及专论

主要特点

·整机体积小、功耗低；

·采用24位AD转换器及信号增强技术和数字滤波,抗干扰能力强,测量精度高；

·自动进行自然电位、漂移及电极极化补偿；

·不测量时，通道入口短路，防止长时间开路；

·供电电压高（1000V)、电流大（7A）；

·接收部分有瞬间过压输入保护能力；

·彩色大屏幕显示：汉字对话，不但能一次显示所有的测量参数，而且可显示观测曲线，使得测量结果直观明了；

·多参数测量：可测量并存储自然电位、一次电位和电流、视电阻率、视极化率、半衰时、衰减度、偏离度和综合参数等；

·具有掉电数据不丢功能，能存储1MB数据并长期保存；

·用单片ARM进行控制与数据处理；

·除RS232接口、网口与计算机通讯传输数据外，增加USB接口可以用U盘拷贝数据文件；

·极距常数表──对所有装置，可预先存储多组不同极距常数，从而避免相同极距常数反复输入可能带来的输入错误。

接收部分技术指标

·电压通道：±5V（24位A/D）；

·测量精度：当V_p≥5mV时，±0.2%； 当0.1mV≤V_p<5mV时，±1%±1个字；

·输入阻抗：>20MΩ；

·视极化率测量精度：±1％±1个字；

·S_p补偿范围：±4V；

·电流通道：7A（24位A/D）；

·测量精度：当I_p≥5mA时，±0.2%； 当0.1mA≤I_p<5mA时，±1%±1个字；

·对50Hz工频干扰压制优于80dB。

发射部分技术指标

·最大供电电压：±1000V；

·最大供电电流：±7A；

·供电脉冲宽度：1～60（s秒），占空比为1:1。

其他指标

·工作温度：－10℃～50℃，95％RH；

·储存温度：－20℃～60℃；

·仪器电源：内置7.4V4Ah（或外接12V电源），可连续工作>30h；

·重量：4.2kg；

·体积：270mm×150mm×240mm。

其他探测仪器

GTL115型金属探测器

GTL115型金属探测器是一种利用电磁感应原理制造的仪器，可根据不同的探测环境和探测对象选配三种不同型号的探头。JTC115由单人操作，可采用卧姿、跪姿或立姿。主要用于探测各类复杂地形下含微量金属的物体，亦可用于其他小型金属物体的探测。该仪器已被编入“联合国日内瓦国际人道主义扫雷中心”编辑的采购与宣传目录册。

主要特点

灵敏度高，采用自动归零技术，能自动欠压报警，对磁性土壤干扰有一定的抑制能力。此外，它重量轻、结构简单、携带方便、操作简捷、耗电量低、性能稳定可靠，作前沿阵地侦察使用时，极为灵活、方便。

地球物理仪器汇编及专论

地球物理仪器汇编及专论

主要技术指标

·探头类型：Ⅰ型，Ⅱ型，Ⅲ型；

·对各种目标的探测距离见下如表；

对各种目标的探测距离

·工作环境温度：－40℃～50℃；

·全套器材使用重量：配Ⅰ、Ⅲ型探头<1.5kg；配Ⅱ型探头<2.0kg；

电源：普通5号电池（共8节），连续工作时间≥20h。

CCT–3型磁探仪

CCT–3型磁探仪是专门用于探测水下和井中铁磁性物体的探测仪器，可以用于探测沉船、桥墩及建筑物的桩基等。

主要特点

携带方便；

主机与探头之间的连接电缆长达40m；

探测结果由3数字表头和耳机音响两种方式显示。

技术指标

适用地磁场范围：±60000nT(±5%)；

磁场梯度量程：高灵敏度档±200.0nT；低灵敏度档±2000nT；

分辨率：高灵敏度档0.1nT，低灵敏度档1nT；

剩磁：≤1nT(±105nT)；

温度漂移：≤1nT/℃；

长时间漂移：≤5nT/H；

转向误差：≤10nT；

平行误差：≤10nT；

工作环境温度：－10℃～50℃；

电源:主机内装16节镍氢充电电池。

GJX–1型袖珍罗盘

GJX–1型袖珍罗盘可在地面及矿山作业中作为视准仪、地质罗盘、手持水准仪及倾斜仪等使用。

地球物理仪器汇编及专论

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主要特点

精度高、磁针转动灵敏、刻度清晰、合叶力矩适中无滑转。

主要技术指标

磁针磁矩：≥40Gaussc.c.；

阻尼时间：30～40s；

·读数误差：磁针摆动后读数差<0.5°；销制前后读数差<1°，磁针在0°～180°位置和90°～270°位置之间的偏心差<0.5°，倾斜误差<1°；

·灵敏度：长水准器灵敏度12′±3′/2mm

圆水准器灵敏度25′±3′/2mm（20℃时）；

·合叶寿命：≥100000次；

·支撑轴尖及玛瑙座的寿命：≥500000次；

·尺寸：85mm×73mm×33mm；

·重量：260g。

『陆』 有没有懂玉石的人帮我解答几个问题

但何谓玉石：古人曰：“玉，石之美。”在自然界中凡是质地细腻，坚韧，光泽强，颜色美观，由单矿物或多矿物组成的岩石，均可作为玉石。随着历史的发展，对玉料的使用优胜劣汰，于是品种不断增减，至今已有玉和玉石之分。目前国际上统称的玉专指翡翠和软玉，其它玉雕石料统称为玉石。

1.玉石的分类：
目前世界上最受欢迎的优质玉石品种为缅甸的翡翠和中国的软玉。优质的翠绿色翡翠价值可以与钻石相比。此外，伊朗，中国的绿松石，阿富汗的青金石久盛不衰。还有近期大量应用的俄罗斯产的蔷薇辉石，钙铝榴石岩，澳大利亚绿玉髓，巴西的芙蓉石，虎睛石，玛瑙，中国的岫玉，独山玉，肯尼亚的查沃石（水钙铝榴石），加拿大和新西兰的软玉均是受欢迎的品种。

2.ABC货
翡翠按成品状态分为:
天然翡翠-A
优化翡翠-AB
处理翡翠-B,C,B+C
翡翠赝品

A货：自然界产出的未经任何人工加工，处理的天然翡翠。

B货：充填翡翠。《经化学处理去杂质后填入树脂，改善了净度和美观程度，但破坏了天然结构和耐久性。科学定名：翡翠（充填处理）》

C货：染色翡翠。《经物理化学处理，人工致色的翡翠，人为的美化翡翠。科学定名：翡翠（染色处理）》

B+C货：充填染色翡翠。《经物理化学处理，去除杂质后改善了净度充填染色，激光致色等，破坏了原有的天然结构和耐久性，人为的使翡翠美化，科学定名：翡翠（充填染色）》
*处理翡翠的实质是对劣质翡翠的改造，目的是改造翡翠得美观程度。但在经营活动中如果不加以说明，表明真况，便是一种欺诈行为。

AB货：酸洗翡翠。《轻度或中度酸洗漂白，未作充填处理，改善翡翠的净度和美观程度，但改变了原有的结构，也降低了翡翠的耐用性（强度）。科学定名：翡翠（漂洗）》

玉石并不是越透越好，而且大部分玉石是不透明的，你说的是翡翠。
*翡翠：红色为翡，绿色为翠。
翡翠最有价值的是整个玉石带绿色调，且水头（透明度）好的。
常见的翡翠质地品种有：
玻璃地：结构细腻（斑晶细小），呈半透明状的翡翠。用“水头”表示，一分水是3mm厚的翡翠呈半透明状。二分水是6mm厚的翡翠呈半透明状。一般达到二分水的翡翠就是很好的玻璃地了。

蛋清地：是一种较浑浊的玻璃地品种，透明度稍差。

油青地：是老坑翡翠的主要地子色，质地细腻，色较暗。颜色有油青色，豆青色，灰青色，蓝青色等。

干地：质地粗糙，不透明。
*玻璃地水头好，光泽强，是翡翠中的上品，深受人们的喜爱。而干地颜色暗淡，作品呆板，不受人们的欢迎。

别玉石的真假和好坏
因为太多了，只告诉你翡翠的坚定特征
1.石花：翡翠中均有细小团体块，透明度微差的白色纤维状晶体交织在一起的石花。它与斑晶的区别在于斑晶透明，而石花微透明之不透明。
2.颜色：翡翠的颜色是不均匀的，在白，藕粉，油青，豆绿色的底子上伴有浓淡不同的绿色或黑色，就是在绿色的底子上都有浓淡之分。
3.油脂玻璃光泽:翡翠光泽明亮，抛光度好，呈明亮，柔和的强玻璃光泽。
4.亲水性强：在翡翠成品上滴上一滴水，水珠突起较高。
*其他的还有“变斑晶交织结构，包裹体，密度和折光率”这些是需要仪器和地质基础的人才会懂得，外行看的花会越来越乱的，所以不写了。
*另外软玉类仿冒品多，尽是拿阿富汗白玉仿冒新疆和田玉，拿岫玉仿冒羊脂玉。（尤其是新疆的和田玉矿层几乎没有了，价值连城，现在都吵到了上千万了。）
相似玉石的区别，最好买本珠宝玉石鉴定方面的书看看，太多了，一是半会儿写不完。
*好书：《宝石鉴定法》 李兆聪著 地质大学出版 48元
《翡翠品种与鉴赏》 戴铸明著 云南科技出版社 39元
《中国玩石鉴赏丛书-宝玉石》 钟公佩著 浙江大学出版社 20元
*这是高等学校教材《岩石学》武汉地质学院 乐昌硕著 地质出社12元

『柒』 轻便型多道γ能谱仪

多道γ能谱仪，也可以利用上述组成四道γ能谱仪的方法，将许多相邻道址的单道脉冲幅度分析器组合在一起，构成多道分析器。如果道数很多，不仅构造复杂，而且很难保证性能稳定。为此多道脉冲幅度分析器采用了和单道脉冲幅度分析器完全不同的原理和电路。

多道脉冲幅度分析器是多道γ能谱仪的核心部分。现代的多道脉冲幅度分析器，主要由模数转换器(ADC)、地址编码器和存储器构成。探测器将不同能量的γ射线换成与能量成正比的不同幅度的脉冲信号，输入到ADC(Analog Digital converter)；经过内部变换，将输出的脉冲幅度按幅度大小转换成用数字表示；并对每个数字编码变换成标记性的地址码(称标码)接入一组编有地址的存储器，被分析的不同幅度的脉冲按标码选址进入相应的相邻的存储器中，实现按脉冲幅度分类记录。每个地址存储器为一道，设有一个计数器，每存一次使该道读数加一。多道分析器有2ⁿ个地址存储器，并将输入脉冲幅度分成2ⁿ个数字编码，即构成2ⁿ道脉冲幅度分析器。如图4-5-5所示。如取n=8即为256道；取n=12，即为4096道。

图4-5-5多道脉冲幅度分样器原理图

一台完整的多道γ能谱仪，还需要有探测器、线性放大器，以及数据记录处理器、控制和显示系统等。

(一)便携式微机多道γ能谱仪

目前这类仪器品种很多，基本结构也大同小异。主要由探测器，线性放大器、ADC模数转换器、变换控制器和单片(或笔记本)微机系统组成。如图4-5-6所示。探测器可以是NaI(Tl)闪烁探测器，也可以是高能量分辨率的半导体探测器。放大器一般使用低功耗(CMOS)高速线性运算放大器，ADC多数使用高分辨能力的线性放电工作的16位模数转换器，通过接口/控制使微机系统能够顺利读取ADC输出数据，并处理显示其结果。

一台性能优良的轻便多道γ能谱仪，还要增加一些辅助设备。首先在放大器之后要接入甄别器消除噪声信号(图4-5-6)。其次是探测器采集脉冲信号时，为了不漏计，还要对脉冲尖峰适当展宽，又增加了脉冲峰值保持电路。第三，ADC给出的道宽并不均匀，引起非线性误差较大，因此增设了滑尺电路，保持道宽均匀。

类似以上原理近年制造的轻便多道γ能谱仪，列于表4-5-3供参考。

图4-5-6 轻便多道γ能谱仪结构原理图

表4-5-3 几种轻便多道γ能谱仪(20世纪90年以后产品)

(二)轻便多道X射线荧光仪

原子核外电子跃迁产生的X射线，能量均小于140keV。其探测原理与γ射线基本相似。由于能量较低，一般采用薄窗户的薄片状(1～5mm厚)NaI(Tl)或CsI(Tl)闪烁体，正比计数器以及锂漂移硅探测器和高纯锗半导体探测器。近年研制成功，推出应用的电致冷高能量分辨率的半导体探测器有：Si-PIN和镉锌碲(CZT)。其主要性能指标列于表4-5-4。

表4-5-4 半导体X射线探测器性能

(据葛云全、赖万昌，2002)

①对5.9keV的X射线；②对低能X射线的能量分辨率较差；③可进行短时间(几天)的室温保存；但必须在液态氮冷却下工作。

Si-PIN结半导体探测器和镉锌碲(CZT)半导体探测器，都是常温下保存，电致冷(-30℃)工作。它具有体积小能量分辨高，适合于现场测量的便携式仪器使用的特点。Si-PIN适合于低能量X射线能谱测量，CZT适合于高能量X射线测量。

X射线是放射源激发产生的。因此，X射线探测器附带有激发源。便携式X射线荧光光仪使用的激发源主要是专用的放射性同位素源，如²⁴¹Am(镅)和²³⁸Pu(环)等。

使用的多道X射线能谱仪，其结构原理与γ射线能谱仪基本一致，这里不再赘述。

世界第一次提出使用放射性同位源激发产生X 射线荧光的是法国学者(1956年)。我国1974年研制出第一台携带式放射性同位素X射线荧光仪。几十年来不断更新，近10年来主要使用的多道X射线能谱仪，有重庆地质仪器厂生产的HYX-6微机X射线荧光仪(2000年)；2002年成都理工大学研制出使用Si-PIN半导体探测器的多道轻便X射线荧光仪，提高了探测灵敏度，一次探测多元素成为现实，拓宽了应用领域。

『捌』 “火星探路者”怎样对火星的探测

在太阳系的八大行星中，火星和地球在许多地方十分相似：火星自转一周是24?66小时，昼夜只比地球上的一天多40分钟；火星自转倾斜角也和地球相近，所以火星上也有春夏秋冬四季的气候变化；火星上还有大气层。

1877年，意大利天文学家斯基帕雷用望远镜发现火星上有许多细长的暗线和暗区，他把暗线称为“水道”。有人干脆把“水道”翻译成英语的“运河”，暗区就成了“湖泊”。有运河就有智慧生命的大规模活动。于是，一个世纪以来，有关这颗红色星球上的火星人和火星生命的传说、猜测和探测不断出现。眼见为实，只有对火星进行逼近观测，才能彻底解开这些谜。20世纪50年代后，人类就开始了利用航天技术探测火星的努力。

1957年，前苏联发射了第一颗人造地球卫星，使人们看到了摆脱地球引力和大气束缚登陆火星的希望。

1965年7月14日，美国人发射的“水手4”号从离火星不到1万千米的地方掠过，第一次对它进行了近距离考察，并拍摄了21张照片。“水手4”号的考察结果表明，火星的大气密度不足地球的1％。火星生命如果存在的话，生存环境看来要比地球上的艰难许多。

1969年2、3月间，“水手6”号和“水手7”号向火星进发，从距火星3200千米处传回了200帧照片。照片的清晰度大大增加，但运河仍然不见踪影。为了彻底弄清火星的全貌，1971年11月13日，“水手9”号驶入了环火星轨道，成为第一颗环绕另一颗行星的人造天体。

然而就在“水手9”号驶向火星的过程中，火星上发生了大规模的尘暴，这场持续了几个月的尘暴扼杀了随后赶到的两颗前苏联火星探测器“火星2”号和“火星3”号。它们在1971年11月27日和12月2日投下的装置在工作了20秒之后就音信全无，仅仅传回了半张灰蒙蒙的照片。

“水手9”号躲过了火星尘暴的灾难。1971年12月，它传回来的第一幅火星照片就给持“运河说”的人以致命的一击：火星上根本不存在什么运河，人们看到的——如果他们真的看到了的话，只是火星风形成的沙粒带状条纹，就如同我们在沙漠里看到的一样。

令那些支持“火星生命说”的人松了一口气的是，“水手9”号在火星上发现了许多干涸的河床，其中有的长达1500千米，宽2130千米，这证明在火星上可能曾经存在过液态的水。只要有液态水，火星上的生命就有希望。

1976年7月和9月，“海盗1”号和“海盗2”号的探测器先后在火星着陆。在那里，它们确定了火星的大气成分，分析了火星土壤的样品，发布了火星上第一份气象报告，并探测到了火星的“地震”。“海盗”号着重研究了火星上的生命痕迹，得出的结论却并不清晰。最后美国国家科学院用标准的科学语言总结了这些实验：它减小了火星上存在生命的可能性。

1996年8月6日，美国宇航局宣称，科学家们从一块来自火星的陨石上发现了可证明火星上曾经存在生命的化学物质。部分专家认为，在这块来自火星、年龄40亿～45亿年的陨石ALH84001上，含有某些与生命现象有关的特殊化学物质。此举在全球引起了轩然大波，各国学者议论纷纷，各抒己见，连诺贝尔奖金获得者德迪韦也参加了这一世界性大辩论，他说：“仅仅是从一块被认为可能来自火星的陨石中发现有机物并不能证明火星上曾存在生命。”英国天文学家希尔甚至怀疑这块石头是否真的来自火星，他说：“只有当飞船在火星上着陆取回试样并发现生命的踪迹后，才能得出正确的结论。”我国科学家也参加了这一大讨论，并且意见不一。

火星上尼克尔森陨石坑中央峰的透视图

1996年11月，美国发射“火星全球勘探者”飞船。“火星全球勘探者”在1997年9月进入火星轨道，这是人类成功地送入火星的第一个轨道器。

“火星全球勘探者”探测器将在环绕火星的轨道上飞行时勘探其地质特征，这也许能帮助人们找到ALH84001陨石的地理渊源。它需经过10个月的旅行抵达绕火星飞行的轨道，将绘制火星地形图、分析火星大气成分和记录火星大气变化的情况，完成1992年升空的“火星观察者”探测器未完成的任务。“火星观察者”探测器原定1993年8月24自到达火星轨道，但1993年8月21日突然与地面失去联系。

从“海盗”号登上火星之后，人类的火星探测已经不是去寻找“火星人”之类的高等生物了。

1996年12月，美国发射“火星探路者”探测器。“探路者”号的4个主要目的是：了解地形特征，选好人类登临的“火星探路者”着陆点，观测火星上的各种变迁，仔细探寻生命的痕迹。

1997年7月4日，“火星探路者”经过7个月的旅行，行程4?94亿千米，终于来到火星，并成功地在火星上的阿瑞斯平原着陆。这是自“海盗”号以后，人类再次把航天器送入火星表面，也是美国宇航局跨世纪的一连串火星轨道和着陆探测计划的开始。

“探路者”号登陆的场面非常热闹，而且从那样高的地方投下去，探测器受到的冲击力仅为50克，的确令人叹服。但大家应更多地关注火星车。这个60厘米×45厘米×30厘米的小家伙里包括1台计算机、70个传感器、5个激光测距仪和由3套摄像机组成的立体视镜系统，带有自动导航和前后轮独立转向系统，同时还有发动机、X射线仪和其他分析仪器，其精巧程度可见一斑。它要迈上一定的坡度，跨过岩石和深沟，还要屏蔽火星土壤的强磁性干扰。在背向地球时，它必须有能力独立使用X光分析仪和测距仪。这一切的难度都非常高。而为达到这些要求所做的工作，都是在航天器预算削减了近1／4的情况下完成的。

“火星探路者”

携带了一辆六轮小跑车，称为“漫游者”。“漫游者”在着陆器着陆后的第二天走下着陆器，开始对选定的目标进行研究。在以后的90天里，“火星探路者”共向人类发回了1?6万张照片。

从“火星探路者”发回的1?6万张照片中科学家发现，几十亿年前，火星的阿瑞斯平原曾发生过大洪水，而现在的火星可能与地球一样有晨雾，说明火星上有水，有水就可能有生命。而“漫游者”的研究结果，证实地球上的一块编号为“ALH84001”的陨星，可能来自火星，而美国航天局的科学家宣布，他们在这块陨星中发现了可能存在原始生命的证据。

1998年春天，美国宇航局又提出一种载人火星飞行方案。首先要研制出一种能发射89?5吨有效载荷的运载火箭。用这种火箭将载人火星飞船和其他设备发射到地球低轨道上，从低轨道又上升到高轨道，然后再从高轨道飞往火星。从地球到低轨道的发射要进行三次。计划在2011年发射。载人火星飞船能乘坐4人，飞往火星时间200天，在火星上停留580天，返回地球时间190天，总飞行时间970天。

1999年，美国火星学会与加州理工学院合作，提出一种更加安全的载人火星飞行方案。按照该方案，除了载人火星飞船以外，还要设计一种火星上升飞行器（MAV），用于将人员从火星表面发射到火星轨道上；一种返回地球飞行器（ERV），用于将人员从火星轨道送回地球；一个火星表面居住舱，供火星探险队在火星表面生活和工作。火星飞船能乘坐5人，飞往火星时间134天，在火星表面停留时间570天，返回地球时间146天，总飞行时间850天。计划于2011年开始实施。

2000年12月，俄罗斯提出“火星载人轨道站”计划。所谓“火星载人轨道站”实际上就是一艘巨型载人火星飞船，重400吨，用俄罗斯的重型火箭将结构件发射到地球低轨道上，一共发射4次，在低轨道上组装起来。飞船乘坐6人，长600米，最大直径6米，到达火星表面的重量仅有35吨。飞船飞往火星时间415天，在火星表面停留时间30天，返回地球时间285天，总飞行时间730天。计划于2017年发射。

火星探测是我国首次开展的地外行星空间环境探测活动，2007年4月，中、俄两国总理举行会晤，签署了火星探测项目合作相关文件。按照任务分工，中国火星探测器由上海航天局负责总研制。

知识点

火星的大气层

与地球外层笼罩着大气层一样，在火星的周围也笼罩着大气层。火星大气层的主要成分是二氧化碳，其次是氮、氩，此外还有少量的氧和水蒸气。火星大气的密度很低，还不到地球大气密度的百分之一，表面大气压约500～700毫帕。最近研究人员发现，在火星大气层中存在甲烷气体，研究人员怀疑甲烷是来自火星上的微生物，由此开始了火星上有无生命存在的考证。

『玖』 为什么科学家们要挖那么深的洞下面有什么秘密

很多人都会这样回答，地球内部分为三个同心球层：地核、地幔和地壳。中心层是地核；中间是地幔；外层是地壳。地壳与地幔之间由莫霍面界开，地幔与地核之间由古登堡面界开。地震一般发生在地壳之中。

『拾』 城市地质

本次大会的交流形式主要有5个方面：

第一为以展馆的形式集中展示地质成果，多以国家的形式出现比如中国馆、美国馆、俄罗斯馆等，另外一些大型国际地质组织、大型石油公司、地质仪器公司、软件公司、出版社等也以展馆的形式集中展示成果，在展馆中展示城市地质成果的主要为中国馆和挪威馆。中国国家馆主要以地质专业的角度展示近几年来取得的丰硕成果，其中在工程地质专业下重点介绍了中国城市地质试点工作情况，包括上海城市地质及北京城市地质等内容。挪威国家馆中城市地质专题主要简单介绍了城市地质的主要研究内容，挪威国家地质调查局在奥斯陆地区开展城市地质调查项目，项目从2004年到2008年，主要研究内容包括地质资源、地质灾害等10个方面的内容。

第二、第三为以大会发言和展板的形式介绍城市地质。

由于没有专门的城市地质专题讨论会，因此直接以城市地质为命名的大会发言或者展板内容相对较少。其中大会发言中中国地质调查局的“中国城市地质”在“地质科学管理在可持续发展与人类安全中的作用”专题中发言。展板中“上海城市地质”在环境地质专题中展示。但是从单项的城市地质调查来看，与城市地质有关的内容非常多，本文将在后面重点介绍。

第四为专门交流会，时间上大多在休息时间为主，比如在8月10日（星期天）就安排了20场左右的交流会，内容方面多是专门、专题及综合讨论会的延续和深入，主要以参会的某专业领军人物召集本专业的相关人员对某个问题进行更广泛深入的交流。其中城市地球化学方法在城市环境研究中的应用专题邀请来自世界各地的专家一起讨论，内容主要包括地球化学本底、城市地区的系统地球化学成图、采样深度确定、样品选择、如何处理有机及矿业土壤、分析方法选择，有机污染物多环芳烃、多氯联苯、二恶英、邻苯二甲酸酯、溴化阻燃剂等的评价。

第五为野外地质考察，大会组委会在会前曾计划安排“瑞典与芬兰城市地质中工程地质”的地质考察，主要针对的地质问题有，福斯马克核电厂及核废料处置场，隧道工程、电厂、地下水问题，岩石应力测量，岩石稳定性监测等。赫尔辛基在建的隧道开挖与地下建筑工程，软土地基稳定性问题，地下水问题等。后来由于其他原因该计划取消。另外还安排了“奥斯陆城市地质化学”，即在8月6日下午城市地球化学成图专题讨论会后，由挪威、瑞典与芬兰地调局召集安排野外实地调查，主要现场了解已经成功进行了3年的试点项目即奥斯陆城市地球化学项目，关于地球化学调查方法与城市污染土的管理系统。

由于大会议题中涉及的专业非常多，一般都是有近30个左右的会议在同时进行，而每个发言者的时间一般在15～30分钟左右，因此只能选择与专业有关部分专题到现场听取较详细的汇报。在中午休会以及会后则抽时间对展板的内容进行学习和交流。其他内容只能通过大会交流材料摘要合集来了解和学习。

一、城市地质综述

（一）城市地质综合调查

1.国内城市地质综合调查

在“地质科学管理与可持续发展”专门讨论会中中国地质调查局做了中国城市地质调查工作的发言介绍，主要从中国城市地质的主要特点、主要任务、主要方法、主要成果及将来的工作方向等方面逐一阐述，其中主要任务有5个方面，分别是：三维地质调查及地下空间适宜性评价、地质资源调查及可持续发展评价、主要地质灾害调查及风险评价、环境地球化学调查及土壤与地下水环境评价、三维可视化信息系统的构建与管理等。另外上海地质调查研究院以展板的形式介绍了上海城市地质调查的主要内容和主要成果以及关于城市地质工作机制的探讨。

2.国外城市地质综合调查相关介绍

为更好地使地质科学满足社会经济的发展需要，挪威国家地质调查局在奥斯陆地区开展城市地质调查项目，项目主要研究内容有10个方面：氡灾害、地面沉降、城市土壤污染、地热、砂矿资源、地下水、矿产地质、基底稳定性与监测、流粘土灾害、地质教育。

东京城市可持续发展过程中面临的主要地质问题有地震、洪水、风暴潮、地面沉降等，这就要求地质学家和相关的政府部门必须致力于东京大都市城市地质状况的工作，自从1959年出版了东京相关地质成果图以来，又进行了多次的修订。另外，还建立了一个关于地下水利用和地面沉降的监测系统，另外地质信息系统，从1970年以来，形成了关于70000个钻孔的柱状剖面图的数据库。这些系统对政府还有科研者提供了很大帮助，比如建设地铁、高速公路、污水排放系统的重建等，还有地震灾害分析，研究隐形断层，地下空间开发等。

（二）城市水资源与环境

美国东南密歇根州城市化地区利用地理信息系统评估潜在的区域地下水污染，研究了多环芳烃、多氯联苯及铅等污染物在不同介质中对地下水的影响程度。英国对地下水进行战略性管理和治理，把最先进的知识和技术运用其中以维持高品质的地下水资源，满足经济和生态系统的需求。莫斯科地区城市地下水监测网络在20世纪已经开始建设，现已形成280口监测井，用于地下水动态监测。另外还对莫斯科地区人类活动对地下水环境的动态影响进行了研究，尤其是对地下水流场、水化学、水位及水温的影响，通过与背景区的对比发现；城市地区地下水的许多运动机制已经发生改变。葡萄牙介绍了基于GIS技术的地质图在城市地下水资源管理和评估方面的应用，利用此系统可获得大量的水文地质资料，可以建立含水层参数系统，对比岩性、含水层深度、地下水化学参数和土地使用情况等信息进行对下水脆弱性评价研究。瑞典则对基岩埋藏较浅地区的地下水的水质进行了评价。意大利就水文地质风险及其缓解措施进行了研究，1998年Sarno地区泥石流灾害发生后，意大利政府在全境内加强了对水文地质灾害的预防措施。 Re NDi S项目由意大利地质调查局实施，旨在确定灾害风险的类型及其特性，研究如何缓解地质风险的措施，提高对灾害的综合认识。另外还对意大利Friuli Venezia Giulia地区地下水水文地质进行了调查，结果表明此地区浅层地下水的主要补给来源是地表水渗入和冬季降水，这种补给方式使得浅层地下水很容易受到城市地区和工业排水的污染。

墨西哥Irapuato和Salamanca两个城市城市用水大多靠地下水，受污染水通过断层将污染带到深部含水层，通过对地下构造及水文地质的调查，使用SINTACS评估方法，并结合使用GIS技术，制定地下水保护计划。挪威卑尔根有许多世界建筑遗产，通过对古建筑附近地下水化学性质、地下水压力及土壤湿度等指标的长期监测，研究地下水环境对古建筑保存的影响。南非贝宁地区研究城市和农村地下水遭污染的一些特征，依据已完善了的地下水流的数值模型，通过研究可调节的管理策略来维持贝宁地区的高品质地下水的供应。摩洛哥绘制了丹吉尔地区含水层的污染风险地图，采用DRASTIC方法研究水文地质条件，研究地下水环境的脆弱性，结合城市规划对地下水污染风险进行分区和分等，研究表明东部工业区使含水层的脆弱程度增高，具有中度的污染风险。印度西北有几个城市在地表水和地下水的相互作用，地表水的不合理规划与利用导致地下水位上升造成建筑物地基、桥梁、隧道、管道等其他公共设施的损坏，其次地表水的污染物大量回落到地下水，污染了地下水。另一方面，过量开采地下水又使承压水位下降，扩大岩石孔隙，减少岩石强度，造成建筑物倒塌，如果合理管理和规划城市地区地下水和地表水的综合利用将可以避免以上灾难。另外还对印度普纳市东南部由固体废弃物处置引起的地下水污染进行了调查研究，普纳市附近的垃圾站已经使周围的12口井和两条溪流污染，并且距离堆放场越远的地方地下水受污染的状况越轻，那些远离堆放场的地下水没有受到污染，而且即使进‘行地下水回灌修复，堆填场附近的地区地下水仍然污染严重。韩国对地下水中砷污染的自然成因进行深入调查，研究了地下水p H值、沉积作用、变质作用对地下水中砷含量的影响。

（三）城市地质灾害综合调查与评价

1.城市地质灾害综合调查

俄罗斯地调局在莫斯科地区进行了地质灾害与地质环境综合评价项目，通过GIS信息技术对不同种类的地质灾害进行综合性的分析与评价方面进行了尝试研究。根据其滑坡、喀斯特岩溶、地下水位上升等灾害及其地质环境特征，结合城市发展对生态以及经济社会的要求，绘制了莫斯科地区1∶50000地质环境地图，结合城市的功能区划分地质环境分区，提出了一些关于安全城市发展的建议。另外还对2014年冬奥会举办地索契的地质灾害与环境风险进行了评估，主要包括地震构造、水文地质、工程地质和其他环境勘探研究灾害预测等。

在加拿大城市地区自然与人为环境灾害的调查与风险评价论文中，提出建立跨学科、跨地域、长期性的灾害风险综合研究是十分必要的，其目标是研究灾害的特征、破坏性和风险性，在复杂多变的条件下确定灾害风险性，通过监测研究等较少灾害对人类的危害。近年罗马城市化程度不断提高，罗马是一座历史名城，评价其地质灾害相对较难，复杂的全新世沉积物、较厚的人类活动造成的回填土以及大量的受保护的古建筑都给研究工作带来了一定难度，罗马主要的地质灾害有地面沉降、岩溶、滑坡、地震以及固体废料。基于GIS信息平台整合历史时期的相关地质信息，建立了3D地质模型，以半定量的方法评估地质灾害，所获得的方法体系适用于历史背景悠久的城市，更有利于城市的可持续发展与管理。巴西贝洛奥里藏特市未来地质资源与地质灾害研究项目已经在城市规划中得到了应用，通过对土地资源和洪水以及河流侵蚀等资源与灾害的分析，结合将来千万级大城市的定位，为城市规划提出城市发展的重点应从南部向北部转移。

2.城市地质灾害专项调查

1）地震与火山

在城市地质地震与火山灾害研究中，意大利有多项研究成果做了大会发言和展览。通过历史文献记载以及野外的调查，对1908年发生在意大利南部的墨西拿市地震的地质效应进行了评价，主要次生灾害有海啸、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷等。意大利Campi Flegrei活火山的城市化应急管理系统中，用高、中、低三种指数来定义火山爆发情景，应急规划区和人们可以紧急集合和疏散的区域与铁路系统的主要节点接近度。另外的研究还建立了火山碎屑流的动力学模型，为城市规划与灾害管理服务，在地震的监测与防治方面制定了相对成熟的预防方案。意大利在评价活动断层灾害如何更好地为土地利用规划服务方面也做了尝试研究。印度对新德里、孟买、班加罗尔等城市进行地震危险性分析，这些城市人口密度逐渐增大，一旦遭受地震将产生严重灾害，在城市规划中如何降低地震风险进行了初步研究。在孟加拉国吉大港地区地震危险性评估论文中，介绍了通过航空遥感与地球物理的方法寻找不同类型地质条件对地震波的反映情况，并将研究成果应用于在城市规划的地震灾害防治中。

随着城市化进程的不断持续，到21世纪中期将有一半人居住在城市，城市化使大城市越来越多，以至于有许多城市会处于地震多发区，美国、加拿大、日本还有一些其他国家的地震防治工程取得了很大成就，可以将地震对人的伤害降低到较低的水平。1989年和1994年加利福尼亚大地震造成不到70人死亡，但是在发展中国家对抗击地震灾害风险的研究还相对滞后。相关介绍还有日本在对地震灾害模拟方面的研究，北非阿尔及利亚、埃及、利比亚、摩洛哥、突尼斯等国家在城市规划中加强对地震灾害的合作研究与预防。

2）滑坡

韩国绘制了汉城方圆1500平方千米的滑坡预报地图，利用包括两个地形学和岩石学的因子，4个土壤属性因子建立logistic回归方程，预测潜在滑坡。意大利安科纳市滑坡预警预报系统主要包括7个表面污染监测系统和33个GPS大地测量，同时也建立了三维立体的钻孔控制系统，监测数据实时传递给监测中心，以便及时进行滑坡的预警预报。另外运用不同年份的土地利用类型图与滑坡分布图进行叠加分析，研究大城市地区滑坡的风险性。相关的研究工作还有莫斯科对滑坡和泥石流的建模与监测，孟加拉国吉大港城市的无序发展导致滑坡灾害，巴西、印度、意大利等一些城市对滑坡防治的研究。

3）城市环境地球化学

在美国克罗多州丹佛大城市地区开展了1972年和2005年的土壤地球化学环境变化对比研究工作，2005年美国地质调查局采集表层土壤497个样品，涉及市区1165平方千米的区域，测定44种元素。然后将测得成果与1972年的样品数据进行对比后发现锌、砷、汞、镉、铜和锑的变化规律非常复杂，而铅则有非常明显的范围扩大的趋势。在土壤和地下水潜在污染的分析评估模型方面美国密歇根州作了研究，对比不同地区土壤及地下水各种污染特征，对地下水来说含有氯的挥发性有机化合物和六价铬具有最高的危险性，而土壤中多氯联苯、汞、多环芳烃具有最高的危险性。

英国开展了伦敦、贝尔法斯特、格拉斯哥等22个城市的地球化学基线调查，测定46种元素或参数，采集近16000个样品，提供了独一无二的英国城市土壤地球化学图。另外还对内分泌干扰物质（环境激素）对人类健康的影响方面做了深入的研究，近50年来，内分泌干扰物在环境中的含量有了很大的增加，包括农药、阻燃剂、防腐剂、表面活性剂等产品，以及化妆品、洗涤剂、食品包装和其他化学物质。许多内分泌干扰物，包括多氯联苯、二恶英和滴滴涕的代谢产物，在环境中有广泛存在，并且由于其亲酯性，可通过生物链进入人体，并通过女性传递给后代。此外，人们的饮食中也含有越来越多的动物激素。通过研发发现，这些越来越多的内分泌干扰物会诱发癌症特别是乳腺癌和前列腺癌。

俄罗斯许多城市表层土壤可能对人体健康存在威胁，在政府管理及决策时应以生态安全为目的有机考虑生态、经济、社会等因素，AHP评价方法的研究可为决策者提供更具体的研究成果，保证表层土壤的安全利用，另外还介绍了不同的污染城市土壤修复技术。

1998年瑞典开始了城市地球化学填图计划，其目的是能够给社会提供可靠的环境背景数据信息，已经有4个城市获得多种样品包括土壤（表层，深层）、苔藓植物等的45种元素的背景值，如银、砷、金、钡、铍、铋、镉、钴、铬、铜、铁、镧、锂、镁、锰、钼、镍、磷、锑、硒、锡、钽、钍、钛、铊、铀、钒、钨、钇和锌等，另外也对如何在地球化学统计计算方面避免一些失误作了简单介绍。

在城市区域的污染范围确定方面，挪威地调局在奥斯陆地区进行了试点，布置穿越市区的南北方向长120千米的剖面，沿着剖面的横截面收集土壤和植物样本，研究的主要目的是研究反映在土壤和植物化学中城市污染的影响和范围。检测指标为银，铝，砷，金，硼，钡，铋，钙，镉，钴，铬，铜，铁，镓，汞，钾，镧，镁，锰，钼，钠，镍，磷，铅，钯，铂，硫，锑，钪，硒，锶，碲，钍，钛，铊，铀，钒，钇和锌等。在挪威的三个主要城市的表层土壤有机污染物调查已经完成，在奥斯陆、卑尔根和特隆赫姆分别采集719、309和75个样品，分析了样品中多环芳烃（PAHs）含量情况。结果表明，内城显示高浓度的PAHs，城郊土壤含量相对较低，PAHs的来源主要为燃烧源。另外还介绍了城市中有毒污染物及其分散机理的研究成果，人类过多的活动导致城市环境中介入了大量的有毒污染物，市中心已被证实含有大量的重金属如铅、镉，还有其他有机有毒物，如二恶英、多环芳烃、多氯联苯等，在挪威的城市土壤里检测到了很高浓度的这些有毒物。另外在31座港口和海边城市的海底沉积物中也有较高的检出率，总的说来海底沉积物也被严重污染。城市地球化学的研究表明很多污染物是通过雨水传播的，目前正在研究城市土壤环境对海水环境的影响。

葡萄牙介绍了北部城市的氡危机情况，开展调查的目的是评估葡萄牙北部城市的氡浓度和控制各种氡的最重要的地理因素，研究表明葡萄牙北部城市区域在土壤和地表水出现中等偏高的氡危机。另外通过对1987～1992年室内氡辐射的测定，获得了大量数据并进行了统计学分析，对氡辐射风险进行了预测，为规划和建设提供支持。

地理信息系统（GIS）和多元统计方法被用来评估追踪香港城市郊区及乡村公园的重金属污染，和乡村公园相比，铜、铅、锌在城市和郊区的土壤中含量较高。元素的主成分分析与聚类分析结果显示主要元素和痕量元素在城市、郊区、乡村公园的聚类特征都不相同。运用地球化学与地球物理相结合的方法，研究波兰南部西里西亚工业区土壤中的地球化学污染异常，来精确绘制污染地区和绿色生态评估区域，该种方法经济有效，降低样品数量和化学分析，实地样品只局限于那些污染严重的地区。芬兰根据两个样品深度研究城市土壤地质化学基线，已经初步绘制了地质化学图。巴西圣保罗市在城镇体系中用铅同位素作为大气污染物示踪来研究铅污染的来源，铅的主要来源为工业废气、城市废气和汽车尾气。丹麦在土壤原位分析测试评价以及污染土壤原位修复方面介绍了最新研究成果。

3.其他

菲律宾在地质和地质灾害评估纳入环境影响评估和全国土地利用规划系统并成为一种制度方面，进行了有益的探索。另外俄罗斯、意大利、芬兰等城市的工程地质研究，意大利城市地区地面沉降的控制研究，以及地质信息系统与地质建模等方面由于篇幅限制不在详细介绍。

二、城市地质的几点思考

1.城市地质的核心部分仍是地质学

随着科技与社会的进步，城市地质学的概念不断在变化和拓展。城市地质学的核心部分仍是地质学，研究区域多为人口稠密、工业发达及城市化水平高的地区，这就要求在城市地区地质学研究的精度要大大提高。世界上每个城市所面临的主要地质问题不尽相同，城市地质学几乎会碰到地质学领域的所有问题和难题。城市地质学的单项研究比如城市工程地质、城市水文地质、城市地球化学等均为地质学的延伸或互相渗透，其内容可以延伸为城市的资源、环境、工程及安全等的可持续利用与发展方面提供保障。

2.城市地质的最大特点是综合性

本次33届国际地质大会由英国地质调查局提出“One Geology”的概念，目前翻译成中文比较多的提法是“大地质”，主要强调全球的统一成图，所有国家的联合合作成图，不同专业地质图的相互叠加与高效利用。城市地质其实可以理解成某城市的“One Geology”，这里不仅有整个城市地区的统一成图，更重要的还有众多地质问题的综合调查与研究，而不单单是某项地质工作的调查与评价。

城市地质学的性质，注定了其多参数、多目标、多学科综合的特性。城市地质学的综合属性，注定要组织跨学科、跨行业、跨部门的艰苦探索和攻关创新，注定了从事调查、研究的专家必须具备多元的知识结构和现代的管理理念。城市地质学知识系统的复杂性，注定了这门学科必须具备当代新学科、新技术、新方法的侧向分工和优势集成。城市地质学的用户众多，注定了其操作层面和服务平台必须具有多参数、立体化的“数字城市”的现代结构。

3.城市地质的生命力在于它的应用性

城市地质的特点决定了其成果必须具有很强的应用性和实用性，即如何使地质成果更好地应用到城市的规划、建设与管理中。在服务于城市规划方面，如何更好得为城市总体规划、区域性规划提供基础地质资料、为专业性规划提供相关的专项研究成果、为城市重大工程的规划选址提供综合性成果；在服务于城市建设方面，如何为地下空间的开发利用、重大市政工程所面临的地质问题、建筑工程的建设等方面发挥作用；在服务于城市安全方面，可为城市生命线（地铁、高架、防汛墙、天然气管网等）的安全运营、城市用水安全与应急水源地建设、防治地质灾害研究以及地质灾害应急抢险等方面服务；在服务于土地资源管理方面，可为土地利用总体规划修编与实施评价、基本农田的划定与保护、后备土地资源的利用、土地复垦与土壤修复、土地利用绩效评估等方面服务；在服务于生态环境保护方面，可为水土体的环境质量监测、垃圾处置场环境风险评估、生态住宅等方面服务。

4.城市地质的活力在于方法技术的革新

城市地质学作为一门学科，其自身理论体系的构建相对较复杂。从城市地质研究的内容来看，每一项都有各自的理论体系，从专业上来分比如基岩地质、第四纪地质、水文地质、工程地质及地球化学等，从研究领域来分比如资源、环境及工程等。另外不同的城市其所开展的有针对性的研究课题也不尽相同，但归根结底还是与该城市所面临的主要地质灾害与地质问题有关，针对每种地质灾害的研究都有相互独立的理论体系，比如地面沉降、滑坡、泥石流、活动断层等。如何将不同的理论体系提高升华到城市地质的理论体系是一个非常复杂的难题。城市地质研究中的方法技术的革新将有助于城市地质理论体系的完善和构建。在进一步完善城市地质调查技术和工作流程规范基础上，编制《城市地质调查工作指南》，提高城市地质调查工作的效率。借助相关领域的新技术、新方法，尤其是GPS、GIS、RS等新技术，在调查的方法手段、不同专业领域的集成综合评价方法技术、地质灾害的动态监测与预警预报、地质成果或结论的从定性到定量判别、地质环境的数学模型与经济学分析、城市地质工作在城市经济发展中的贡献度等方面不断有新的突破和认识，不断提升城市地质的活力。

5.城市地质发展的动力要依托新的机制

我国城市地质试点工作已经开展了4年，每个试点城市都取得了丰硕的成果。新的工作机制探索将有助于城市地质工作快速的发展。今后城市地质工作中将加快建立健全长效管理机制，切实增强城市地质工作对经济社会发展的持续保障能力。完善深化调查成果和建立城市地质工作长效机制相结合，进一步加强城市地质调查成果应用示范，推进调查成果的深化和转化。深化完善地质信息动态更新、社会共享机制和建立城市地质工作长效机制相结合。深化完善调查成果转化工作与建立城市地质工作长效机制相结合。新的工作机制探索的目的主要还是使城市地质工作更好的纳入到城市规划与建设体系当中，以便更好的发挥城市地质工作的经济社会效益，提高在城市经济社会发展中的贡献度。

由于时间紧迫，城市地质涉及的专业众多，关于本次大会中城市地质研究内容的介绍难免会有些遗漏，另外文中的其他差错，敬请批评指正。在城市地质论文摘要编写、展板制作过程中得到了中国地质调查局庄育勋主任、翟刚毅处长、程光华教授，以及上海市地质调查研究院魏子新院长、严学新总工、王寒梅副总工、史玉金主任工程师等领导专家的悉心指导，特此感谢。在参加第33届国际地质大会期间以及本文的编写过程中，得到了与会的中国地质调查局代表团诸位团友的大力支持和帮助，在此一并表示衷心感谢。

（何中发执笔）