เครือข่ายควบคุมทางธรณีวิทยา
เครือข่ายควบคุมทางธรณีวิทยาคือ เครือข่ายที่มักประกอบด้วยรูปสามเหลี่ยมซึ่งวัดได้อย่างแม่นยำด้วยเทคนิคการสำรวจควบคุมเช่นการสำรวจ ภาคพื้นดิน หรือการสำรวจทางธรณีวิทยาด้วยดาวเทียมเรียกอีกอย่างว่าเครือข่ายทางธรณีวิทยาเครือข่ายอ้างอิงเครือข่ายจุดควบคุมหรือเรียกง่ายๆ ว่าเครือข่ายควบคุม
เครือข่ายควบคุมทางธรณีวิทยาประกอบด้วยเครื่องหมายทางธรณีวิทยาซึ่งเป็นจุดหรือจุดยอดที่เสถียรและสามารถระบุได้ โดยมีค่าพิกัดที่เผยแพร่ซึ่งได้มาจากการสังเกตที่เชื่อมโยงจุดต่างๆ เข้าด้วยกัน[ 1 ]
ในสหรัฐอเมริกา มีเครือข่ายควบคุมระดับชาติที่เรียกว่าNational Spatial Reference System (NSRS) องค์กรหลายแห่งอาจให้ข้อมูลแก่เครือข่ายควบคุมทางธรณีวิทยา[ 2 ] [ 3 ]ในสหราชอาณาจักรOrdnance Surveyดูแลรักษาเครือข่ายOS Net [ 4 ]
จุดควบคุมลำดับสูง (ความแม่นยำสูง โดยปกติอยู่ในระดับมิลลิเมตรถึงเดซิเมตรในระดับทวีป) มักถูกกำหนดทั้งในเชิงพื้นที่และเวลาโดยใช้เทคนิคระดับโลกหรือเชิงพื้นที่ และใช้สำหรับเชื่อมโยงกับจุด "ลำดับต่ำ" จุดควบคุมลำดับต่ำมักใช้สำหรับงานวิศวกรรมการก่อสร้างและการนำทาง สาขาวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการ กำหนดพิกัดของจุดในเครือข่ายควบคุมเรียกว่าธรณีวิทยา
แอปพลิเคชัน
การทำแผนที่
หลังจากที่นักทำแผนที่ได้บันทึกจุดสำคัญในแผนที่ดิจิทัลให้ตรงกับพิกัดจริงบนพื้นดินแล้ว แผนที่นั้นจะถือว่า "อยู่ในสถานะควบคุม" การมีแผนที่ฐานและข้อมูลอื่นๆ ที่อยู่ในสถานะควบคุมทางธรณีวิทยาหมายความว่าข้อมูลเหล่านั้นจะซ้อนทับกันได้อย่างถูกต้อง
เมื่อเลเยอร์แผนที่ไม่อยู่ในการควบคุม จะต้องมีการทำงานเพิ่มเติมเพื่อปรับให้ตรงกัน ซึ่งจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติม พิกัดโลกแห่งความเป็นจริงเหล่านั้นโดยทั่วไปจะอยู่ในระบบพิกัดแผนที่หน่วย และระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ ที่เฉพาะ เจาะจง[ 5 ]
การก่อสร้างและวิศวกรรม
เครือข่ายควบคุมการสำรวจใช้สำหรับขั้นตอนต่างๆ ของวิศวกรรมและการก่อสร้าง การใช้งานตามที่สถาบันวิศวกรสำรวจโยธาแห่งสหราชอาณาจักรระบุไว้ ได้แก่: [ 6 ]
- การเก็บรวบรวมข้อมูลทางภูมิประเทศ
- การวางผังงานก่อสร้าง
- การตรวจสอบตามแบบที่สร้างเสร็จแล้ว
- การบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐาน และ
- การตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงรูปทรง
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานคือการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำและมั่นคงของเครื่องเจาะอุโมงค์[ 7 ]
เทคนิคการวัด
เทคนิคภาคพื้นดิน
การหาพิกัดสามเหลี่ยม
ใน "การสำรวจทางภูมิศาสตร์แบบดั้งเดิม" (จนถึงทศวรรษที่ 1960) เครือข่ายควบคุมถูกสร้างขึ้นโดยวิธีการสามเหลี่ยมโดยใช้การวัดมุมและระยะทางบางส่วน การกำหนดทิศทางที่แม่นยำไปยังทิศเหนือทางภูมิศาสตร์นั้นทำได้โดยวิธีการทางดาราศาสตร์เชิงสำรวจเครื่องมือหลักที่ใช้คือกล้องวัดมุมและเครื่องวัดระยะทางซึ่งในปัจจุบันมีการติดตั้งระบบวัดระยะทางอินฟราเรดฐานข้อมูลระบบสื่อสาร และบางส่วนใช้การเชื่อมต่อผ่านดาวเทียม
การหาจุดสามทาง
การวัดระยะทางด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ (EDM) ถูกนำมาใช้ราวปี 1960 เมื่อ เครื่องมือ ต้นแบบมีขนาดเล็กพอที่จะใช้งานภาคสนามได้ แทนที่จะใช้การวัดระยะทางที่กระจัดกระจายและมีความแม่นยำน้อยกว่ามาก เครือข่ายควบคุมบางส่วนจึงถูกสร้างขึ้นหรือปรับปรุงโดยใช้การหาตำแหน่งสามเหลี่ยมซึ่งให้การวัดระยะทางที่แม่นยำกว่าที่เคยเป็นไปได้ และไม่ต้องวัดมุม
ระบบ EDM ช่วยเพิ่มความแม่นยำ ของเครือข่าย ได้ถึง 1:1 ล้าน (1 เซนติเมตรต่อ 10 กิโลเมตร ปัจจุบันแม่นยำกว่าเดิมอย่างน้อย 10 เท่า) และทำให้การสำรวจมีต้นทุนที่ต่ำลง
การปรับระดับ
การวัดระดับด้วยแสง ซึ่งกำหนดความแตกต่างของความสูงสัมพัทธ์ระหว่างสองจุด สามารถใช้เพื่อกำหนดองค์ประกอบแนวตั้งของเครือข่ายควบคุม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับจุดอ้างอิงคงที่ (เช่นที่ใช้สำหรับOrdnance Datum Newlyn ) อาจใช้เทคนิคการวัดระดับแบบวิ่งคู่เพื่อลดข้อผิดพลาด[ 8 ] [ 9 ]
การสำรวจทางธรณีวิทยาด้วยดาวเทียม
การใช้ดาวเทียม ทางด้านธรณีวิทยา เริ่มต้นขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน โดยใช้ดาวเทียมที่มีความสว่างสูง เช่นEcho I , Echo IIและPageoทำให้สามารถกำหนดเครือข่ายทั่วโลกได้ ซึ่งต่อมาได้ให้การสนับสนุนทฤษฎีแผ่นเปลือกโลก
การพัฒนาที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการนำ ดาวเทียม วิทยุและอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ เช่นGeos Aและ B (ค.ศ. 1965–70) ระบบ Transit ( ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ ) ค.ศ. 1967-1990 ซึ่งเป็นต้นแบบของ GPS และเทคนิคเลเซอร์ เช่น LAGEOS (สหรัฐอเมริกา อิตาลี) หรือStarlette (ฝรั่งเศส) แม้ว่าจะมีการใช้ยานอวกาศ แต่เครือข่ายขนาดเล็กสำหรับ โครงการ สำรวจที่ดินและ โครงการ ทางเทคนิค ส่วนใหญ่ ยังคงวัดจากภาคพื้นดิน แต่ในหลายกรณีก็ถูกรวมเข้ากับเครือข่ายระดับชาติและระดับโลกโดยใช้ดาวเทียมสำรวจทางภูมิศาสตร์
ระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลก (GNSS)
ปัจจุบัน มีดาวเทียมภูมิสารสนเทศหลายร้อยดวงโคจรอยู่ในอวกาศ รวมถึงดาวเทียม สำรวจระยะไกลและระบบนำทางจำนวนมาก เช่น GPSและGlonassซึ่งต่อมาได้มีการนำ ดาวเทียม Galileo ของยุโรปเข้ามาใช้งาน ในปี 2020 และกลุ่มดาวเทียมBeidou ของ จีน
แม้ว่าความก้าวหน้าเหล่านี้จะทำให้การสำรวจเครือข่ายทางธรณีวิทยาโดยใช้ดาวเทียมมีความยืดหยุ่นและคุ้มค่ากว่าการสำรวจภาคพื้นดินในพื้นที่ที่ไม่มีร่มเงาต้นไม้หรือตรอกซอกซอยในเมือง แต่การมีอยู่ของ เครือข่าย จุดคงที่ยังคงมีความจำเป็นสำหรับวัตถุประสงค์ด้านการบริหารและกฎหมายในระดับท้องถิ่นและระดับภูมิภาค เครือข่ายทางธรณีวิทยาระดับโลกไม่สามารถกำหนดให้คงที่ได้ เนื่องจากธรณีพลศาสตร์เปลี่ยนแปลงตำแหน่งของทวีป ทั้งหมดอย่างต่อเนื่อง ปีละ2 ถึง 20 เซนติเมตร ดังนั้น เครือข่ายระดับโลกที่ทันสมัย เช่น ETRS89หรือITRFจึงแสดงไม่เพียงแต่พิกัด ของ "จุดคงที่" เท่านั้น แต่ยัง แสดงความเร็วรายปีด้วย