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关键词:遥感技术;地籍测量;运用;监测
中图分类号:P271 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)10-0234-01
地籍测量工作是土地管理的基础工作,受到工作要求和难度的增加,传统的测量技术逐渐不能为地籍测量提供有效的数据信息,可能会导致信息遗漏的情况,进而导致隐患发生。亟需改善和改进。基于此,本文分析遥感技术在地籍测量中的应用,先分析遥感技术及其优势,再对其在地籍测量中的具体应用情况进行阐述,具体内容如下。
1 遥感技术分析
遥感技术是现代测量技术之一,具有较高的应用价值,主要是运用特殊的传感器,能够完成对地面的相关景物识别,在通过成像技术,能够得到遥感图像,从而完成对测量目标基础信息的获取。再通过对遥感图像的处理和分析,得到准确的数据信息和状态信息。
遥感技术所构成的遥感系统,是借助遥感器、遥感平台、信息传输设备和接收装置等部分构成的。其中信息传输设备,主要完成对遥感技术测得的遥感图像进行传递,并由地面接收装置,实现对遥感图像的接收,并运用适宜的图像处理技术,完成对遥感图像的解读和分析,进而得到更为深层次的遥感信息。
2 遥感技术在地籍测量中运用的优势分析
将遥感技术应用到地籍测量中,可以有效的转变传统测量的精度、效率等问题,为地籍测量的整体性能提升奠定基础,避免相关遗漏的产生,保障地籍测量的有效性和可靠性。
(1)遥感技术本身特质。遥感技术是建立在调查数据和图件的前提下,借助相关图像分析和处理技术,完成对遥感图像上的时变信息的获取,且能够有效的实现变化的反馈,可用于监控和测量中。(2)遥感技的视域广阔。借助遥感技术可以的有效对土地资源的各类地质特征展示在遥感图像上,并借助相关判读和数字分析技术,实现对多数据资源的信息互补,便利地籍测量效果的目的。(3)遥感技术能够完成实时数据传递。遥感技术具有较好实时数据传输能力,可以完成对区域的动态监测,便于地籍测量测量工作展开。借助实时数据传递,可以有效的降低传统地籍测量中难度,保障地籍测量的效率。(4)遥感技术能够有效转变传统地籍测量的成本,减少测量工作的工作量,且相关识别分析均有计算机完成,有效的提升了测量的精度,减少数据误差的产生,保障地籍测量的有效性。
3 遥感技术在地籍测量中的具体运用
分析遥感技术在地籍测量中的具体运用情况和运用流程,为地籍测量的效率和质量奠定基础。
3.1 用于土地的动态监测
借助遥感技术实时信息传递和动态监测性能,完成对地籍测量中的土地监测任务。借助动态监控可以将土地变更的相关信息进行记录,结合相关调查工作,完成对土地变化情况的预测,进而提升地籍测量的质量。
3.2 借助遥感技术绘制地籍图
遥感技术应用到的地籍测量中,可以推动地籍图的绘制质量和效果。具体的地籍图绘制流程为:首先,获取有效的影响资料,并完成对影响资料的选择和分析,具体的遥感影像有TM、STOP等类型。其次,选择适宜的遥感软件,完成对信息的纠正,生成影像。地籍图成图后,运用目视和实地勘察结果比较的方式,分析不同的地物情况,从而得到精度较高的矢量数据信息,便于地籍测量的应用。
3.3 地籍测量中遥感技术的应用流程
具体的地籍测量中,遥感技术的应用流程大致为:
(1)数据选取。为了保障地籍测量的精度,可以先对遥感数据进行分析,从而获作用性明显的信息。由于遥感测量建立在卫星的基础上,获取信息冗杂,如不能合理选取,则不能得到准确的数据信息。(2)数据处理。选择遥感数据处理软件,实现对遥感数据的处理,使遥感数据能够转变为可以识别的数据或是图像,并合理的精度进行控制。(3)信息获取。选择图像分析技术完成对土地变化信息的获取,完成对土地变化情况的分析,并得到土地的变化规律。(4)精度检测。分析遥感技术的测量精度和监测质量,且详细记录和分析,完成对地籍测量精度的评估。
4 结语
分析遥感技术在地籍测量中的应用,先从遥感技术入手,分析遥感技术在地籍测量中的应用优势。再对遥感技在地籍测量中的具体应用展开解读,分析遥感技术的应用流程和具体应用,从而有效的改善地籍测量的测量方式,推动地籍测量的精度和有效性提升,减少测量误差的产生,积极推动地籍测量工作的有效性和可靠性提升,为土地管理奠定基础,推动国家经济的持续健康发展。
参考文献
[1]李敏.b感技术在地籍测量中的应用分析[J].低碳世界,2016(13):98-99.
[2]冀念芬.浅谈遥感技术在地籍测绘中的应用[J].科技展望,2016,26(8):00227-00227.
关键词:遥感;地理国情普查;防洪抗旱
一、遥感影像技术在地理国情普查应用中的优势
地理国情普查是一项重大的国情国力调查,是全面获取地理信息的重要手段,是掌握地表自然、生态以及人类活动基本情况的基本性工作。普查的目的是查清我国自然和人文地理要素的现状和空间分布情况,为开展常态化地理国情监测奠定基础,满足经济社会发展和生态文明建设的需要,提高地理信息和政府、企业和公众的服务能力。
遥感技术之所以能够在地理国情普查中应用,是由于它具备了四个特点:首先,遥感技术具有宏观性以及区域性的特点,宏观性的特点使遥感技术在我国土地资源调查中应用成为了可能,而遥感技术的应用也改变了传统的地理国情普查方法。同时,遥感技术又能够将区域内的空间以及地理信息真实、清楚地观察到,并且反映出区域地理分布特征以及相互之间的关系。其次,遥感技术具有综合性的特点。遥感技术在对地理信息进行观察时,能够从空间、时相以及破断三方面形成探测网,形成的地球表面信息包括了光谱空间、地理空间以及时间空间等五维信息,人们观察以及分析问题能够更加全面。再者,遥感技术具有多波段性的特点。在对地理进行研究时,遥感器能够发出不同波段的波对地物信息进行探测,也使得探测的信息更加全面和准确。比如在使用可见光波段的波虽然能够较好的探测整个城市概况,但是却不能探测城市的热污染,必须使用红外遥感数据。最后,遥感技术还具有多时相性特点。在对地理信息进行普查时,使用遥感技术能够对同一地理信息进行多时段的重复探测,获得同一地理位置的多时相信息,进而能够发现该地区的地理变化。
二、遥感影像技术
(一)遥感影像变化监测方法
遥感影像可以综合分析多时相的地理图像信息,然后提取出动态的地理信息,实现地理遥感的变化监测。目前主要的地理信息变化监测方法主要有比较分类结果法、光谱变异法、分析主成分法、提取动态信息法、分析矢量变化法、植被指数互减法、图像数据运算法等,可以将这些遥感地理信息变化监测方法总结成基于分析空间模型方法、基于结果比较的分类方法、基于变换空间信息方法、和基于运算图像信息数据方法。
(二)遥感影像变化图像信息方法
遥感影像利用不同时相的地理图像变化信息,将多种图像变化信息变换之后进行动态检测和变化监测,主要方法有变换对应成分法、分析频率域法、变换典型成分法、变换KT法、变换主成分法等。以变换主成分法为例,其方法主要是变换不同时相的地理图像变化信息数据的主成分,突出变化信息数据的主要成分。变换主成分法又可以分为:变换多时相主成分法、变换动态主成分法、主成分差值法。
(三)遥感数据挖掘技术的应用
与传统的图像数据分析相比,遥感数据挖掘技术对于地理图像信息数据的处理是一种模型识别化的图像数据处理过程,主要的研究方向在于具体图像信息的特征和模式,主要强调经过数据对比、分析和处理,从大量的地理图像信息数据中,发现整合出这些地理图形信息数据中有意义的数据,总结出这些信息数据的知识和规律,找出他们之间的特征和共性,实现相互促进、相互协作。遥感数据挖掘技术在更新地理信息中的应用,可以对基本的地理图像信息进行特征计算和有效分割,为遥感影像提供地理信息规则和知识
三、遥感影像技术在地理国情普查中的应用
(一)遥感技术在地表特征的应用
地表类型划分范围广阔,地貌形态复杂多样,为简化地貌类型,同时兼顾地貌对地表产流量影响的差异,以卫星图像为基础,将区内划分为几个大的地貌类型,即中山区、低山丘陵区、平原区、及黄土高原区。地表岩性应用遥感岩性地层解译结果,考虑到不同岩性的透水性能,为了使区内的下垫面类型趋于简单化和带有普遍性,将其共性特征组合如下:(1)黄土、第四纪冲洪积物,透水性较强;(2)砂岩、砂砾岩,结构较为松散,孔隙裂隙较为发育,透水性较强;(3)砂岩、砂泥岩,透水性一般;(4)变质岩、岩浆岩,透水性较弱;(5)碳酸盐岩,透水性较强。
(二)遥感技术在防洪抗灾中的应用
1、防洪抗旱
自遥感技术诞生以来,遥感技术在防洪抗旱中发挥了巨大的作用。灾害发生后可以根据水体与其他第五光谱明显不同的特点,利用多光谱图像快速确定受灾面积。在此基础上根据已有的社会信息,利用遥感图像分析功能进行叠加分析,可以快速的对灾情进行评估。为救灾,减灾提供信息基础。在此方面水利行业已经做了大量的工作取得了成熟经验。
2、水土保持
为了有效的进行水土保持工作,对土壤侵蚀和水土流失调查,监测和评价,具有十分重要的意义。目前遥感技术成为水土保持研究的重要技术手段,在区域土壤侵蚀和水土流失研究中得到了广泛的应用。水土流失的研究有以下两种:(1)土壤侵蚀动态的监测,其关键是提取影响土壤侵蚀因子信息;(2)水土流失定量研究。
(三)遥感技术在油气开发中的应用
从油气构造的遥感解译分析,到综合遥感资料与物化探资料进行油气综合评价,再进一步发展到将遥感技术与油气化探、地面波谱测试、地磁、地温、能谱测量以及地电化学勘探手段相结合而进行的遥感方法直接找油,标志着遥感技术应用在油气勘探领域的一次次重大飞跃。但是利用遥感探测也存在一定的问题:
遥感影像在识别岩性方面,由于火成岩的热红外光谱特性比其它岩类要清楚得多,所以对于火成岩的研究相对的较成熟一些。但是对于沉积岩和变质岩的研究则相对的较少,主要是由于岩石中的不同矿物对热红外光谱影响较大。因此对于岩石和矿物发射光谱特性的关系及其影响因素需要进一步的研究。
将热红外谱域的研究延伸到3~5μm和17~25μm,目前对这两个热红外谱域的岩石、矿物光谱特性还知之甚少。油气遥感技术不断发展,不仅可以在前期油气勘探中发挥作用,并将会涉及到油气勘探的各个阶段。在隐蔽油气勘探、岩性油气勘探、水动油气勘探及老油气田的扩大、挖潜勘探中同样可以取得成效。
(四)土地利用现状调查
当前,城镇用地共分为十个大类,分别是:居住用地、公共设施用地、工业用地、仓库用地、对外交通用地、道路广场用地、市政公用设施用地、绿地、特殊用地、水域和其他用地。在实际工作中,我们可以根据不同的应用需要,进行相应类型的遥感调查,获取相应的遥感资料,然后绘制出土地利用现状图和土地利用演变图,并自动测算出该区域内各类用地的面积、分布、变化情况及发展趋势。城镇规划和管理者通过这些资料,可以判断城镇布局是否合理,城镇绿地是否足够,存在哪些不足,需要如何改进,从而因地制宜,为城镇制定相应的规划、建设和管理方案。
(五)人口普查
在定性、定量、定位的调查了城镇各种土地利用现状后,可迅速而准确地获得城镇的总建筑密度、住宅房屋密度等城镇用地特征参数。而城镇居住建筑密度与人口分布密度往往有着某种必然的联系,因此,可以以住房密度作为变量用于人口普查、人口统计学等方面的研究,从而为国家人口普查提供一个方便、快捷、精确的辅助手段。
参考文献
[关键词]地质找矿 遥感技术 蚀变遥感异常
[中图分类号] P237 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-127-2
矿产资源供需矛盾的升级,对地质找矿的质量和效率提出了更高的要求,而遥感技术的应用和推广为其提供了便捷,并取得了一系列的可喜成绩,不少矿产资源相继被发现和开发,创造了良好的经济效益和社会效益,而且随着遥感技术的不断创新和广泛应用,必将会进一步提高地质找矿效率,从而发现更多的矿源以满足社会需求。
1遥感技术概述
兴起于20世纪60年代的遥感技术,是基于电磁波理论,借助相应的传感仪器收集远距离目标所反射或辐射的电磁波信息,经处理后成像,以此探测和识别地面各种景物的一项综合技术,已被广泛应用于地质、水文、海洋、测绘、农业、气象等诸多领域。其中在地质找矿中发挥的效用尤为凸显,如大兴安岭西坡18个含煤盆地、伊利盆地铀矿床的扩大、塔里木盆地的石油天然气的发现等都借助了遥感技术,其主要是利用遥感技术获取客观、全面的记录了地表综合景观几何特征的遥感影响,然后加以分析,得出地表景观分布、形态以及物质结构和成分等信息,以此识别地物,为发现矿源提供有力依据和参考。
2遥感技术在地质找矿中的具体应用
遥感技术具有多波段、宏观性、立体感强、信息量大、便于定位等显著优势,是地质找矿必不可少的技术手段,其具体应用主要体现为下述几点:
2.1提取矿化蚀变信息
在地质找矿中,通常将围岩蚀变视为重要的找矿标志之一,主要是因为其种类与矿床类型、围岩成分有关,而且在空间分布上与金属矿化常具规律可循,故在地质找矿中应首先了解围岩蚀变类型与矿种的关系(如下图所示)。
由于地物与物理化学特征与光谱特定密切相关,其物质结构和成分差异会在吸收和反射光子波长中显现出来,因此可基于不同矿物的不同电磁辐射,借助波谱仪进行野外采样用于测量光谱曲线,通过对比参考光谱识别矿物组合。考虑到传感器在接收光谱特性时会受到大气、白云、植被等干扰介质的影响,因此应对吸收谷所在的宽度、深度、波长位置、对称性等加以处理,此时我们可以利用多光谱TM、ASTER、ETM+或者少量的微波遥感、高光谱等数据,以及分析主成分、比较波段、识别光谱角、分解混合象元、MPH等方法和技术提取矿蚀变异常信息,目前ETM+(TM)、基于ETM+数据的综合遥感技术等在提取蚀变遥感信息中成效较为显著,并形成了一套独特且相对成熟的蚀变遥感异常提取技术,即以校正辐射、几何、大气,去除植被、云、水等干扰介质为基础,以ETM+(TM)为主的信息提取技术,以PCA主分量为主,以波段比值为辅,结合分析光谱角的分析方法,分级、门限化处理信息,以此得到分级的蚀变遥感异常图,为围岩蚀变找矿提供了很大助益,如新疆哈图的喀尔色巴依克斯套、托玛尔勒的金矿蚀变带的发现利用的是ETM+数据的综合遥感技术,而新疆野马井的5个成矿远景区和多处金矿点、铜矿点的发现则利用了ETM+(TM)技术。
2.2识别地质岩石矿物
成矿的赋存条件多以特定的岩石组合和类型为物质基础,可见对于成矿来说,岩石的作用不言而喻,而岩石、矿物自身的光谱特性也为利用遥感技术获取遥感信息用于识别岩性提供了必要条件。通常用于识别岩性的方法主要为增强、变换、分析遥感图像,借助图像中颜色、色调、纹理等增强后的差异性,最大限度的区分岩相、划分岩性组合或岩石类型,如岩浆岩、沉积岩、变质岩等。一般情况下,当波长处于8-14μm时为热红外域,反映的是岩石、矿物光谱中的发射特征,当其处于0.4-2.5μm时则为可见近-短波红外域,反映的是岩石、矿物光谱中的反射特征。
遥感技术在识别岩石、矿物中的应用也较为常见,如二宫芳树利用ASTER热红外遥感技术提取了帕米尔东北边缘试验区的硅酸盐岩、碳酸盐岩、硅质岩的岩性;而Crosta则以研究区域内的蚀变特征和地质情况为依据,基于USGS矿物光谱数据库,创建了单矿物的识别标准,并利用AVIRIS获取了遥感图像,从而提取了明矾石、白云母、高岭石等矿物。因以空间特征和地物光谱的差异性为基础的高光谱成像遥感技术具有数据量大、分辨率高、波段超多等优势,其窄波段可用于矿物吸收特征的区别,配以重建地物光谱、量化并提取光谱特征、定量分析混合象元等,可实现对矿物岩石的有效区分,因而在识别岩石矿物中得以广泛应用,但应注意,该种技术适用于岩石、植被稀少的区域,这也从侧面反映出遥感识别岩石矿物技术应该不断改进和创新,以此也适用于植被土壤覆盖率较高的区域。
2.3解译地质构造信息
通常重要的矿产多分布于板块交接处或近边界区域,时间与地质构造事件密切相关,而且成矿带的规模与地质构造变动基本一致,故可利用遥感技术获取空间信息用于地质找矿。
在此可借助遥感技术获取相应的影像,然后提取与研究范围内成矿构造有关的线状信息,与赋矿岩层、矿源层等有关的带状信息,与热液活动、火山盆底等有关的环状信息,与蚀变、矿化、接触带有关的色块、色带、色环等信息,若断裂为控矿的主要构造,此时重点提取遥感影响中的断裂信息意义重大,但在具体实践中,遥感系统可能会因模糊作用导致所关注的纹理、线性行迹等难以识别,影响分析结果,以此可借助目视解译、人机交互等处理遥感影响,如增强边缘、分析比值、拉伸灰度、卷及运算等,以此突出地质构造信息,同时遥感技术也可基于地貌、地表岩性、植被和水系分布等特征提取褶皱等隐伏的地质构造信息。而针对矿床改造,可通过宏观对比不同时期的遥感影响,结合研究成矿深度,判断矿床的产出位置,以及对其剥蚀改造作用进行研究。如赵少杰应用ETM+遥感技术和数据,在桂东地区解译了线性和环形构造,并结合几何分形学对其地质构造进行了分析,最终发现了3个成矿远景区。
此外,遥感技术在利用植被波普进行地质找矿中也有用武之地,在一定程度上解决了植被高覆盖率区域地质找矿难的问题。因植物体内的重金属含量对其生态、生理等会产生一定的影响,如此一来,其叶面光谱的波形和反射率会出现异常,从而在遥感影响中呈现不同的色彩、色度和灰度,然后利用遥感技术将其提取出来。
3遥感技术在地质找矿中的应用前景
一是基于高光谱综合技术的高光谱数据因可同步获取地物空间、光谱、辐射等信息,应用价值巨大,因而发展前景十分广阔;二是微波遥感因具备波段范围广、穿透性强、可全天时、全天候获取信息,利于提取地质构造信息,因此应用潜力很大,但应妥善处理消除斑噪、校正辐射、极化方式等关键技术;三是GIS、GPS、RS三大技术势必会实现有效的融合,以此为提高遥感数据的解译速度和程度提供重要保障;四是用于融合基于多光谱、微波、高光谱等遥感数据的技术会应运而生,如融合雷达图像和光学图像,既利于图像分辨率和纹理识别能力的提高,也利于矿物类型的识别;五是用于接收图像、处理和提取信息的技术会更加完善,以此便于接收更为细小、微弱的地质信息,解决图像失真问题,提高不同格式图像的兼容性和海量数据处理速度等。
4结束语
综上所述,遥感技术为地质找矿工作注入了新的活力,也为其提供了必要的技术支持,对于提高地质找矿效率、扩充矿产储量意义重大,而且随着社会对矿产资源的不断需求,以及先进理论和科学技术的不断发展,遥感技术必将会为地质找矿提供更优质的服务,从而促进经济可持续发展。
参考文献
[1]张磊,秦国良.浅析遥感技术在地质找矿中的应用及发展前景[J].民营科技,2013(20).
[2]何建明.刍议遥感技术在地质找矿中的应用[J].中国新技术新产品,2010(12).
[关键词]遥感技术 地质矿床 矿产勘查 影像分析
[中图分类号] P627 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-206-1
0引言
遥感技术用于地质找矿是人类成功驾驭遥感技术的一个重要举措,遥感技术能根据探测器感知到的图像,为地质勘查工作提供可行性分析资料,并为找矿、开采过程提供实际地貌资料,地矿勘查工作在密切联系理论和实践的基础上,既有利于顺利开展工作又提高了工作绩效。遥感找矿技术在地质矿产勘查中的应用,其高效、宏观、多光谱、多层次、多时相的技术优势为新疆矿产大区地质勘查工作提供了广阔的前景,在加快国家西部开发战略和新疆开发建设等项目上具有重要的现实意义和战略意义。
1遥感技术概念
任何物体都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的特能,在同一光谱区内,不同的物体反映出的光谱特性不同,同一物体在不同光谱区内的反映也有很大差别,或者是同一物体在不同的时间、地点,受太阳光照射角度不同,它们对光谱的吸收和反射也有所不同。遥感技术根据物体的光谱特性原理,从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线等目标进行探测和识别,然后对物体做出判断。在数字地球框架下,将遥感技术与传统地质方法、现代信息技术相结合,对遥感信息进行延伸应用和信息化,提高矿产资源的勘查效果。当前,露出地表的矿藏越来越少,勘查目标已转向地下深处隐伏的矿床,找矿难度更大,同时,采用各种地学手段获取丰富信息资源为遥感信息和其他地学信息的集成创造了一定的条件。遥感探测技术通常采用红光、绿光和红外光三种光谱波段,其中红光段用于探测植物生长及变化和水污染等,绿光段用于探测地下水、岩石和土壤特性,红外光段探测土地、矿产及资源。
2不同岩区矿床的遥感技术应用
新疆区域辽阔,地壳经历了漫长曲折的发展过程,最古老的的是由麻粒岩、变粒岩、片麻岩和混合岩组成的晚太古界,构成塔里木古陆的陆核,中上元古代时期,发育了一套浅变质的陆缘碎屑岩和碳酸盐岩,使陆壳扩大、增厚,成熟度明显增高,震旦纪到二叠纪共出现4个板块活动活跃期。板块构造活动造就了新疆境内复杂的地质环境,为新疆提供了多矿种、多类型的矿产资源。多类型矿床使得遥感技术所显示的地质图像多样,因此只有充分了解遥感技术在不同矿床类型中的应用,才能分析矿床类型、了解实际地矿情况。
2.1变质岩区矿床
利用常规方法在变质岩区找矿难度较大,而遥感技术则能克服其地形地质复杂的难题,通过对岩区地质基础作深入的了解和分析,对遥感图像中展示出来的特定影纹结构和色调进行图像处理和详细分析,可从中寻找出各种成矿因素以及遗漏的分析要点等成矿信息,而且遥感技术还能对岩区地质图像进行叠加技术处理,有利于地质人员对岩区的复杂构造和活动进行分析,找出岩区含矿迹象和成矿的分布规律,作为有力的寻矿证据指导寻矿工作。
2.2岩浆岩区矿床
岩浆岩区矿床是由岩浆及火山活动侵入矿区造成的,通常出现在火山附近特别是内生金属矿区。受火山活动及岩浆入侵影响,这类矿床距地面较深,大多处于地质断层处,位于火山附近或地质活动活跃的地区,因此利用遥感技术对该矿床进行感知时,呈现在遥感图像上的岩浆岩区矿床具置较为复杂,可通过地形结构图分析地区成矿条件,根据其周围的火山岩石结构特点来分析地矿地点和分布及寻矿工作的可行性,利用遥感图上地质断层的特点来确定地矿具体方位。
2.3表壳矿床
表壳矿床形成受当地地貌影响较大,根据表壳矿床特点可以分为近代风化壳矿床和砂矿,其矿物质大多为化学性质较稳定的锰、铝、金等矿元素。砂矿和近代风化壳矿床分别存在不同的地点,通过遥感图像对地质地貌进行正确分析可发现这两类矿床,其中砂矿主要存在于低山丘陵的河谷区,近代风化壳矿床一般存在地形地质相对平缓稳定的高平台地区,不过一些岩溶洼地、破碎带或凹地也存在这类矿床。
2.4沉积岩区矿床
沉积岩区矿床的形成受某些岩性地层影响偏大,必须利用航空遥感技术才能获取到有价值的研究资料,得以了解矿床区域构造及成矿条件。这是一般遥感图片难以完成的。
3遥感找矿技术在地质勘查中的应用
3.1遥感影像线性结构与成矿的关系
据有关研究表明,大部分遥感影像线性结构所反映的是构造应力作用下的岩石软弱带、变形带或应力集中带,这是导矿和容矿的场所,也可能是一些成矿沉积盆地边界的控制因素。我们可以通过对遥感影像线性结构进行综合分析,了解区域内的成矿规律,从而明确出找矿方向。由地质地貌形成线性结构影响着成矿的各种可能性,通常,大部分矿产都分布在这些地质地貌出现过较大变化的地区,如一些矿田或成矿带分布在巨型断裂带上,不过也有一些具有工业远景的矿床分布在主干断裂斜交或平行的次级断裂和节理带中。分析研究地质矿床遥感图像,我们还可以通过感知地形构造发现一些矿区特点,其中一些岩浆区矿床多分布在岩浆沿大型剪切带侵入扩容拐点区内,研究利用遥感图像,并对图像作相关技术处理后,便可将找矿方向锁定在一定区域内,对这些区域附近一带进行重点勘查即可,节省了大量勘查工作,提高了勘探效率。
3.2利用遥感多波段技术分析矿产分布及成矿关系
矿床出现矿化和蚀变后,其物质的组成和物理、化学性质都会与原岩发生变化,会有构造的显现,地形地貌呈现出异常,以致于在遥感影像上出现光谱反映出来的色调和色度上的差异,具体可表现在各种比例尺的多波段影像上,根据多波段影像色、形、线、纹、环的特征对影像进行目视和机译后提取应有的信息,对蚀变矿化有利的岩性、构造形变情况及过程进行判识,并分析导致这些特征的机制,为综合分析提供前瞻信息。通过红外航空遥感图像等多波段遥感图像对成矿相关的岩石、地层、构造及围岩蚀变带等地质体进行解译,可运用目译解译和遥感图像处理技术提取矿产信息。同时,还可利用机译将矿产解译成果与地球物理勘探、地球化学勘查资料进行综合处理,圈定出成矿远景区,提出预测区和勘探靶区。
【关键词】遥感技术;地质找矿;应用;影响
在当前形势下,矿产资源已成为制约社会经济发展的重要因素,经济的飞速发展对矿产资源的需求也随之增大,但由于矿床深埋于地层之下很难通过普通的找矿手段发现,给找矿工作增加了巨大的难度。利用新的科学找矿技术是适应地质找矿工作的要求,也是满足社会经济发展的需要,遥感技术就是在这种情况下不断发展,并为找矿技术提供必要技术支持。通过遥感技术进行地质找矿工作,能够真实全面地反映地质结构的具体成分信息,在将信息加以分析,能够迅速准确地找到矿床的具置,极大地减少了人工工作量,提高了工作效率。
1 遥感技术概述
遥感技术是产生于上世纪六十年代的一种综合性的探测技术,当前信息技术等高新技术的快速发展,使遥感技术逐渐应用与各个领域中。具体来说,遥感技术即通过对远距离相关目标辐射和反射的可见光、红外线、卫星云图以及电磁波等数据信息加以收集和处理,然后感知成影像资料,是进行探测和识别相关目标事物的一种技术。遥感技术具有综合性强、宏观系统显现、层次丰富以及快速准确和具备动态性等特点,其能够有效提高地质找矿工作效率和经济效益,应用价值极为广泛,逐渐受到各领域的关注和应用。
遥感技术在地质找矿工作中一般以地质绘图为主,准确再现区域地质状况和信息。在地质找矿工作中纳入遥感技术是当前开展的促进地质找矿工作的重要途径和必然要求。遥感技术可以客观真实地反映地质内的分层信息和成分数据,还能够对这些地质信息加以全面的分析和处理,对勘探和发现地质矿床的具置有巨大的作用和意义,实现矿产资源的合理开发。遥感技术在地质找矿工作中的应用和影响主要包括以下几个方面:对地质矿体范围加以细致勘察、将勘察信息呈现出几何形态、矿床的地段分析以及成矿区域的相关地质条件等,通过对这些方面的勘察和分析,能够有效地促进地质找矿工作的进行,提升找矿工作的效率。
2 遥感技术在地质找矿工作中的应用和影响
2.1 利用遥感技术识别地质岩石矿物
岩石是成矿的主要物质基础和条件,成矿需要适当的不同类型岩石组合,利用遥感技术识别地质岩石矿物是勘测成矿区域的重要途径。识别和提取地质岩石矿物的具体信息数据需要利用遥感技术分析地质岩石矿物的光谱特征,采用图像变化、图像增强以及图像分析的方法,对地质岩石矿物加以分析处理,能够最大限度地将不同岩相、不同类型和不同岩性的地质岩石矿物加以区分,勘察最适合和需要的地质岩石矿物。利用遥感技术对地质岩石矿物加以识别对地质填图工作有重要的影响和作用,其识别很大程度上要依靠地质岩石矿物的光谱和空间特征差别,当前在岩石矿物识别工作中应用交为广泛的是高光谱遥感成像技术,具有分辨率高、波段多和数据信息量大的技术特点。通过利用高光谱的窄波段对地质岩石矿物加以识别,能够清晰识别岩石矿物的具体特征,地物光谱的重建和量化提取使区分矿物岩石工作更为容易。
2.2 利用遥感技术提取矿化蚀变数据信息
岩石蚀变信息的提取能够有效提升地质找矿工作的效率,在地质矿床内围岩和矿热液的相互作用会使产生围岩蚀变现象,围岩蚀变的类型取决于围岩自身的内部元素成分和所处矿床的类型,围岩蚀变类型的判定是找矿工作顺利进行的重要依据。围岩蚀变的常见类型有绢云母化、高岭土化、硅化、青磐岩化等,当前对矿化蚀变信息的提取主要采取铁染和羟基进行,矿化蚀变岩石与普通岩石的差异较大,其结构、类型和颜色等都有一定的特殊性,利用遥感技术可使蚀变岩石在特定的光谱波段下显现出异常的光谱,从而即可进行异常信息的提取,目前广泛应用的数据源主大多是数据源与ETM相结合的形式。
2.3 利用遥感技术提取地质构造信息
地质找矿工作中地质构造信息的提取是一项重要的环节,实践证明,矿化蚀变带的分布具有一定的规律可循,一般地质构造明显的位置存在矿化蚀变带的可能性较大,地质构造对成矿的影响较大,成矿的可能性和矿床范围的大小很大程度上取决于地质构造的实际情况,因此,利用遥感技术加强对地质构造信息的提取和勘测,是寻找矿床的重要因素和途径,需对其加以科学利用。在具体地质构造信息勘测和提取过程中,提取地质构造的信息主要可分为环形影像解译和线性影像解译。需要依据不同类型的成矿构造具体环境,对地质构造数据信息加以提取,比如,对矿化、接触带和蚀变相关的地质构造,常常提取其色带、色环和色块等异常数据信息;对一些区域性成矿构造往往提取其线性结构的数据信息;对于火山盆地、热液活动以及中酸入体相关的地质构造需要提取其环形构造数据信息。利用遥感技术提取地质构造信息在成像时可能会出现模糊作用的情况,致使矿区线性形迹各纹理信息变模糊,出现这种情况时,可使用遥感影像中的灰度拉伸、比值分析、边缘增强以及方向滤波等功能对其加以处理即可。通过对线性和环形影像进行全面、系统的整理和分析,有效结合该区域地质、化探和物探等数据资料,即可判断成矿区域的分布位置及具体特点,还可以采用数学地质的方法统计分析已经解译的线性结构,从而准确地判定找矿位置。
2.4 利用遥感技术分析植被波谱特点找矿
地表矿化蚀变岩石成分结构的改变是在微生物或地下水的作用下进行的,这种作用力还能够改变矿化蚀变岩石上的土壤成分,利用遥感技术分析植被波谱的变化特点来寻找矿床,是一种先进的找矿技术,其主要采用的方法和原理为遥感生物地球化学找矿原理。这种方法主要是在类似矿区的区域,长期观察植物的生长状况和变化特点,从而来判定该区域是否存在矿产资源,因为植物在其生长过程中会大量吸收地下土壤和岩石中的矿物元素,致使植物在不同时期的生长也有不同的外部变化,通过利用遥感技术对植物的波谱特征变化加以观察和分析,寻找矿区的具置。在植物吸收的某项矿物元素超标时,就会使植物产生一定程度的度化作用,就有了相应的生物地球化学效应,这种效应会使植物的生态和生理方面发生相应的变异。比如,植物吸收过多的重金属会使其产生褪绿或矮化等变化,能够通过遥感图像清晰观察出其植被红光光谱曲线逐渐向短波方向进行“蓝移”,从而迅速、准确地确定矿床或矿区的地理位置。
3 结束语
当前,遥感技术除了以上在找矿工作的应用和影响,也随着科技的发展不断更新,出现了多光谱遥感蚀变信息提取技术、高光谱遥感技术等新兴的先进技术,为地质找矿工作提供了巨大的技术支持,有效节省了找矿所需的人力、财力和物力需求,提高了地质找矿工作的整体效率。
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关键字:土地利用、动态变化、遥感技术、动态监测
中图分类号:P285.2 文献标识码: A
0 前言
土地资源是重要的生产资料,是人们赖以生存和发展的基础。近年来,随着全球人口的不断增加,经济的不断发展,土地资源超量开发,人类生存环境受到了严重的威胁,土地利用/土地覆盖变化已经成为影响全球环境变化的一个重要原因。1993年“国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球变化人类影响和响应计划”(HDP)共同将土地利用/土地覆盖变化(LUCC)列为全球变化研究的核心计划[1]。土地利用/土地覆盖现状既反映了过去土地利用历史,又强有力地影响着未来的土地利用方向,因此及时掌握土地利用变化信息已显得非常重要。遥感技术以其快速、准确、准时、周期性短等优点在土地利用/覆盖变化的动态监测中显示出明显的优势,在国内外得到了广泛应用。综合国内外学者的研究成果,现将遥感技术在土地利用类型调查中的研究方向从以下方向进行阐述。
1遥感图像的选择
1.1最佳时相的选择
正确选择遥感图像能大大提高解译的速度和精度。其中时相是反映遥感图像特征的重要因素之一。以植被景观为例进行研究,关于植被景观遥感最佳时相的选择,张银辉等指出不同时相遥感图像的选择对分类精度具有很大的影响,因植物物种、长势及生长阶段等不同而在遥感图像上有不同的光谱表现形式[2~3]。邹尚辉[4]根据植物光谱的种间变化及物候变化和太阳高度角对植物光谱的影响,研究了湖北省及北亚热带植被分类的最佳时相选择问题,指出最佳时期主要集中在4月下旬至5月中旬和10月下旬至次年3月下旬。程弘等[5]通过对TM影像在甘肃省白龙江林区(总面积56.8’万ha)森林资源调查中的应用实践,将遥感图像识别的最佳时期定为秋季和春季。姜晓华等[6]探讨了应用两期遥感数据目视解译调查新伐区的方法,以及所用数据的最佳时相,指出调查新伐区最理想的时相是8、9月份。林辉[7]以山东、河南、江苏、安徽的平原地区为例,结合生产实践对TM图像在森林资源清查中应用的处理问题作了探讨.并指出其时相选择最好在10月中下旬及11月上旬,而山区的选择,较为理想的则是4月、5月、10月、11月。一般时相的选择应在林木生长较为旺盛的时期,但这只是一个总的原则,还要根据不同地区、不同清查需求而定。杨朝俊等[8]概述了植被调查中利用遥感技术的最佳时相的选择,分析了四川森林植被的特点及其遥感干扰信息的物候特点。根据影响遥感时相选择的平台、太阳高度角和代表光谱等因素,针对四川不同地区森林植被遥感识别的特点,按照5个区域提出了四川森林植被遥感识别的最佳时期,主要集中在10月下旬至3月下旬。以上学者分别对不同研究地点的最佳时相进行了研究,最佳时相的选择除受遥感平台、太阳高度角和代表光谱等因素影响外,受地理位置和植被的特性影响也较大。因此,最佳时相的选择具有一定的地域性和特定性。同时,也有学者将最佳时相的选择,用于对农作物的分类,也得出了相同的结论[9~10]。
1.2图像类型和比例尺的选择
目前对图像类型的选择和比例尺的研究还不太成熟,没有统一的定论。张银辉等以对土地利用与土地覆盖的研究为例,指出大区域范围研究一般采用低分辨率的大尺度图像(如:NOAA/ AVHRR 1km数据),局部区域的土地利用调查一般采用高精度高分辨率的MSS图像、TM图像、SPOT图像或它们之间的结合等。姜晓华等除确定遥感判读的最佳时相以外,又将采伐区目视判读用图的最佳比例尺定为l:2.5万。
2解译范围在遥感图像上的定位
准确界定研究区的范围是遥感在土地利用类型提取中的首要工作。林桂兰等[11]以厦门市饮用水源中的北溪引水渠(管道)和坂头水库为例,根据饮用水源保护区划分原则,研究了基于数字化的地形图建立数字高程模型并自动生成汇水区盆地和流域范围的GIS技术、获取相关自然环境专题信息的遥感技术、以及综合利用社会和自然等多种数据源进行保护区范围界定的方法。利用GIS技术对区域界定确属一种精度较高的方法,但遥感图像的数据量一般都很大,少则几百兆,GIS软件很难处理如此大的图像数据。再者,利用GIS软件进行影像区域界定后,能被遥感判读软件如 Erdas Imagine分析的文件类型十分有限,导致图像的精度明显降低,甚至不能满足需要。
王小龙等[12]采用相似三角形原理,结合海岛多年的潮汐分析,在高分辨率遥感数据的支持下,可以比较准确地确定海岛潮间带范围,特别是对于分辨率为lm左右的IKONOS和 Quick Bird图像,提取结果保持了较高的一致性。使用该种几何方法对研究区域进行界定,虽然取得了较好的效果,但是此方法对图像资料的要求比较高、成本也较高,故也具有很大的局限性。
陆海英等[13]在ArcGIS和 Erdas Imagine软件的支持下,综合考虑建筑物的物理特性和光谱特征,以及城市扩展的规律,将遥感数据、城市建成区边界以及行政边界图叠置起来进行提取,该方法使用方便,操作简单,判读精度也比较高,是对生态旅游地范围精确界定问题的发展和完善。但特别注意的是必须使遥感影像与地形数据、行政区等矢量图层具有一致的坐标系统。
3几种土地利用类型的遥感采集技术
3.1常见的遥感解译方法
刘玉萍[14]以遥感的功能为基础,阐述了遥感目视判读在土地利用类型划分及森林生态变化监测评价研究中的应用和方法,应以常规法和遥感相结合。为森林生态系统恢复提供依据和决策支持。张飞等[15]主要是对遥感影像进行非监督分类,分类后采用合并类、上下文分析、聚类处理等,如果发现精度较低则再次进行解译,再评价,直至获得一个符合精度要求的非监督分类影像。田静毅等[16]采取监督分类和目视解译相结合的方法判读遥感影像,提取土地利用类型预解译图。在室内完成的图件往往存在错误或者难以确定的类型,需要进行野外实地调查与验证。全斌等[17]采用人机交互式解译并结合自动分类对2001年 Landsat TM影像进行解译。张玉进等[18]根据2001年野外实地考察的经验,采用最大似然分类法对上述3个时期的遥感影像进行监督分类,实际操作在软件PCI下进行,最终分类精度均在85%以上,符合研究所要求的精度.吴泉源等[19]利用多期遥感数据,采用目视解译和人机交互计算机分类技术提取 1984至2004年间龙口市海岸带土地利用信息,从土地利用总量变化、土地利用变化速度、土地利用类型之间的相互转化、土地利用类型变化的海岸区位效应等方面分析龙口市海岸带动态变化特点。梁伟等[20]据 1975年的Landsat MSS、1986年和 1997年的1月 Landsat TM影像资料,运用遥感影像计算机自动分类方法获取土地利用信息,用GIS空间分析方法以及数理统计方法全面分析了黄河中游多沙粗沙区1975~1986年和1986~1997年两个时期内各土地利用类型的变化幅度、变化速度、数量变化的区域差异、变化方向以及变化方向的区域差异等。
3.2 高分辨率图像的遥感解译方法
田建林等[21~22]利用Quick Bird影像数据进行土地利用类型调查过程中采用计算机图像预处理与人工目视判读的方法获取相对准确的土地利用类型信息。也利用高分辨率卫星遥感影像代替航空遥感影像进行土地利用现状调查。主要采用目视判读和外业调查的方法来完成遥感图像的判读。目视判读的难点是对易混淆地类和森林类型的判读,包括草地与农田、灌木丛与果园地、经济林与用材林、陡坡地与常年早地等。通过适当的前期图像处理,以建立解译标志为基础,采用综合的判读方法可将上述类型大部分判读出来。
3.3 遥感解译与其他知识相结合的方法
刘云等[23]借助TM遥感影像采用两种方法来解译北京昌平沙河区景观土地利用:其一是利用TM影像的4、5、3波段的假彩色合成来该地区的土地利用解译;其二是借助TM影像3和4波段计算的NDVI来判定土地利用,并与土地统计数据对比,结果表明第一种方法解译城郊景观的土地利用类型效果较好,而第二种方法对有植被覆盖的土地利用类型解译较好。李爱农等[24]针对我国西南地区地貌类型复杂、土地利用多元化的特征,着重研究了在大面积的土地利用调查中应用遥感图像自动分类方法来获取土地利用信息的一整套技术路线和方法;将非监督分类、监督分类以及野外调查、专家知识和特殊地区的分区分类有机地结合起来,大大提高了可操作性和分类精度。李春华等[25]以福州市琅歧岛土地覆盖/土地利用类型为例,以遥感影像解译知识为基础,使用TM、Aster的融合影像和NDVI生成的植被覆盖度影像,并结合DEM、土地利用等地理辅助数据,将DEM和NDVI因子作为待分类影像的波段加入其中,构成新的待分类影像,运用Bayes分类方法,通过循环迭代的方法消除先验概率对分类精度的影响,实例证明比运用单一的分类方法精度明显提高。张春桂等[26]应用新一代对地观测卫星EOS的MODIS数据,在地理信息系统的支持下,对2001~2005年福州地区不同地表类型的归一化植被指数年际动态变化进行计算分析,在此基础上开展福州地区土地利用/覆盖变化的监测研究,并初步分析了土地变化的驱动力。结果表明:基于MODIS的归一化植被指数对区域土地利用/覆盖的年际变化反映是敏感的,应用MODIS数据可以监测区域土地利用/覆盖变化的空间分布和面积大小。
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关键词:林业资源;遥感信息;尺度问题;研究
中图分类号:S750 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170133177
林业体系的良好运作,需要遥感技术的参与。遥感技术在林业产业的应用,主要是依据自身的信息获取手段,对不同的林业分布情况和林业种植情况等进行监测,总结出相关的数据信息,促进林业的发展。但是当下林业的遥感技术应用活动中,信息的尺度问题成为制约其发展的重要因素。因此要对林业资源的遥感信息尺度问题进行深入研究。
1 林业资源遥感技术的信息尺度的意义
林业体系中,遥感技术是被人们经常提起和利用的信息提取手段,解决了当下林业领域的许多发展难题。随着社会的发展和进步,人们对于遥感技术的资源和信息掌握更加详细,对于遥感运作活动中的信息和数据的有效截取提出更高要求,来保证林业体系发展的现象和特点及时掌握。不一样的林业产业,对于信息和数据的截取具有不同的特点,进而需要不同的尺度来衡量。我国科学专研人员,对于遥感技术的信息提取尺度进行过深入研究。研究结果告诉我们,对于不同的林业体系,对于遥感技术的应用,林业信息的提取,会随着遥感技术的不同尺度而展现不同的结果,也影响遥感信息的准确度,影响整个立业产业的结构和空间的变化。例如,在相关的林业市场调研活动中显示,对于遥感技术的不同判定依据,所获得信息的准确度也大不相同。与此同时,遥感技术的信息的准确度直接影响信息的真实性。
2 遥感技术的信息尺度问题研究和分析
2.1 不同^域的方差
利用不同区域的方差进行运算,利于找到最恰当的遥感数据和有效资源。首先要依据不同的辨别度,进行方差的计算,给出其构图的不同区域的方差,给出其平均的计算结果,进而求出不同区域的方差平均结果。最后把不同的方差数值和不同区域的空间辨别数值进行对比,找出其主要规律。不同区域的方差在辨别能力最强时,其空间的甄别能力也为极强。对于遥感构图的展示,主要是形成四处分布而且不相交的体系结构,这也是遥感技术对于不同区域的方差的辨别的主要展示方式。
2.2 变化性的函数体系
对于区域的异质特点的分析,主要是利用变化性的函数来观察。这一运作体系,主要包含了不同变化因素的区域依赖性。在进行这一活动时,对于遥感技术的尺度的合理化运用,要依据不同的变化性函数的分布图形,进行数值的计算和统计,进而求出最合理的辨别率。先利用较小的辨别构件图,进行函数变化性的实验活动,总结其数值的变化规律,进而求出数值的变化函数。在求出变化函数后,依据变化函数的理论,把其数值规律进行联系,利用科学化的运作方式进行处理。点的变化函数可以利用实验的变化性函数进行统计,进而从不同的函数变化数值中,得出函数的变化总数值。
2.3 尺度的变化
遥感技术的信息的种类具有多样性的特点,进而对于不同尺度的变化,都具有相应的遥感尺度的产生。对于不同的遥感尺度的产生,其不同类型具有多样化的体现。进而对于遥感技术尺度的变化,也要依据不同的空间变化,建立合理化的运作体系和手段。多样化的遥感尺度可以进行信息的交流和资源的整合,这主要是依据于遥感技术的关联性这一客观事实。但是从另一方面来看,对于不同尺度的不同运作环节,没有关联性。对于遥感技术的数据资源的尺度变化活动,可以依据不同的方式进行运作。包括对不同区域的尺度进行平均数的计算,运用比邻的方法等遥感尺度的管理方法,进行遥感数据和资源的增大活动。分形定理也是遥感运作体系中的重要手段。分形定理具有稳定性和一致性的特点。在林业产业的遥感技术运作活动中,林业的构建环境具有分散性的特点,在对其不同的区域构建图进行研究和分析的基础上,利用分形定理可以极大的促进遥感技术在林业的发展,增加其实际应用性。建立林业的运作机理的遥感尺度变化体系,主要是依据不同的变化模型的基础上,对林业的变化数值进行观察。林业机理这一运作方式,具有较高的准确性和物理意义。
3 结论
由上文的阐述可以看出,对于林业的遥感尺度的分析和研究显示,对于林业数据和信息的定量截取,对于遥感技术的尺度分析活动,具有重要影响,利于促进遥感技术在林业的广泛应用。但是当下的遥感技术在林业的运作活动中,其自身的信息的提取尺度问题具有发展局限性,进而要基于当下的林业发展实际情况,和遥感技术的自身发展弊端,进行遥感技术的合理化创新活动,增加遥感技术的信息提取合理化,增加遥感技术的实际应用性。
参考文献
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关键词:遥感岩石矿物识别;矿化蚀变信息提取;地质构造信息提取;植被波谱特征;多光谱遥感技术;高光谱遥感技术;遥感生物地球化学技术;地质找矿
中图分类号:TP7文献标识码: A 文章编号:
一、遥感技术的地质应用
地质是指地球的性质和特征。主要指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等,包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系,地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史,以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。遥感图像提供了大量的地质信息,包括矿产和环境地质信息,利用这些信息,可以使地质工作者预先熟悉工作区的地质情况,科学决策拟投入的工作量、工作方法和研究目的。所谓遥感地质制图就是利用遥感的方法完成地质图的绘制。分为航天遥感地质制图和航空遥感地质制图。
1、航天遥感地质制图
航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中,针对具体应用需求,选择不同的传感器,如成像雷达、多光谱扫描仪等,通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新图像数据,利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理。同时,借助应用区域现有较大比例尺的地形数据,对影像数据进行投影变换和几何精确纠正,并从地形图上获得主要地名点、主干构造、底层、岩体,以及矿床矿点、物化探异常信息,进行相应的标注和整饰,制作地质数字正射影像图。
2、 航空遥感地质制图
所谓航空遥感是指以航空器如飞机、飞艇、热气球等为传感器承载平台的遥感技术。根据不同的应用目的,选用不同的传感器,如航空摄影机、多光谱扫描仪、热红外扫描仪、CCD 像机等,获取所需航摄像片和扫描数据进行地质制图。实践表明,遥感地质制图是一项新技术,不仅有它的优点而且也有它的缺点。遥感地质制图比常规的地质制图节省了大量的野外工作量,而且对客观现象的表示优于常规地质图,其主要的优势在于周期短、成本低。但是,因为野外工作量少,也带来一定的缺点。例如地质观测点的数量、样品种类和数量、地层和构造产状等不如常规地质图详细充实。
二、遥感技术的找矿应用
1、直接应用———遥感蚀变信息的提取岩浆热液或汽水热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用称为围岩蚀变。围岩蚀变是成矿作用的产物,围岩蚀变的种类(组合)与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系,围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围,而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循,因此,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。
1.1 蚀变遥感异常找矿标志围岩蚀变是热液与原岩相互作用的产物。常见的蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、夕卡岩化等。
1.2 信息提取的实现与地物发生反射、透射等作用的电磁波是地物信息的载体,地物的光谱特性与其内在的物理化学特性紧密相关,物质成分和结构的差异造成物质内部对不同波长光子的选择性吸收和反射。具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征,光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的。各种矿物都有自己独特的电磁辐射,利用波谱仪对野外采样进行光谱曲线测量,根据实测光谱与参考资料库中的参考光谱进行对比,可以确定出样品的吸收谷,识别出矿物组合。根据曲线的吸收特征,选择合适的图像波段进行信息提取。根据量子力学分子群理论,物质的光谱特征为各组成分子光谱特征的简单叠加。传感器在空中接收地表物质的光谱特性,因为探测范围内有干扰介质存在(白云、大气、水体、阴影、植被、土壤等),因此,在进行蚀变矿物信息提取时,根据干扰物质的光谱曲线出发,进行预处理消除干扰。目前遥感找矿蚀变异常信息的提取有多种方法,例如波段比值法、主成分分析法、光谱角识别法和MPH 技术(MaskPCAandHIS)、混合象元分解等。
2、遥感技术间接找矿的应用
2.1 地质构造信息的提取内生矿产在空间上常产于各类地质构造的边缘部位及变异部位,重要的矿产主要分布于板块构造不同块体的结合部或者近边界地带,在时间上一般与地质构造事件相伴而生,矿床多成带状分布,成矿带的规模和地质构造变异大致相当。遥感找矿的地质标志主要反映在空间信息上。从与区域成矿相关的线状影像中提取信息(主要包括断裂、节理、推覆体等类型),从中酸性岩体、火山盆地、火山机构及深部岩浆、热液活动相关的环状影像提取信息(包括与火山有关的盆地、构造),从矿源层、赋矿岩层相关的带状影像提取信息(主要表现为岩层信息),从与控矿断裂交切形成的块状影像及与成矿有关的色异常中提取信息(如与蚀变、接触带有关的色环、色带、色块等)。当断裂是主要控矿构造时,对断裂构造遥感信息进行重点提取会取得一定的成效。遥感系统在成像过程中可能产生“模糊作用”,常使用户感兴趣的线性形迹、纹理等信息显示得不清晰、不易识别。人们通过目视解译和人机交互式方法,对遥感影像进行处理,如边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等,可以将这些构造信息明显地突现出来。除此之外,遥感还可通过地表岩性、构造、地貌、水系分布、植被分布等特征来提取隐伏的构造信息,如褶皱、断裂等。提取线性信息的主要技术是边缘增强。
2.2 矿床改造信息标志矿床形成以后,由于所在环境、空间位置的变化会引起矿床某些性状的改变。利用不同时相遥感图像的宏观对比,可以研究矿床的剥蚀改造作用;结合矿床成矿深度的研究,可以对此类矿床的产出部位进行判断。通过研究区域夷平面与矿床位置的关系,可以找寻不同矿床在不同夷平面的产出关系及分布规律,建立夷平面的找矿标志。另外,遥感图像还可进行岩性类型的区分应用于地质填图,是区域地质填图的理想技术之一,有利于在区域范围内迅速圈定找矿靶区。
三、遥感找矿的发展前景
1、高光谱数据及微波遥感的应用
高光谱是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术。它利用成像光谱仪以纳米级的光谱分辨率,成像的同时记录下成百条的光谱通道数据, 从每个像元上均可以提取一条连续的光谱曲线, 实现了地物空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取, 因而具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。成像光谱仪获得的数据具有波段多, 光谱分辨率高、波段相关性高、数据冗余大、空间分辨率高等特点。高光谱图像的光谱信息层次丰富, 不同的波段具有不同的信息变化量, 通过建立岩石光谱的信息模型, 可反演某些指示矿物的丰度。充分利用高光谱的窄波段、高光谱分辨率的优势, 结合遥感专题图件以及利用丰富的纹理信息, 加强高光谱数据的处理应用能力。微波遥感的成像原理不同于光学遥感, 是利用红外光束投射到物体表面, 由天线接收端接收目标返回的微弱回波并产生可监测的电压信号, 由此可以判定物体表面的物理结构等特征。
2、3S 的结合。
3S 是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)及全球定位系统(GPS)的简称。利用GPS 能迅速定位,确定点的位置坐标并科学地管理空间点坐标。海量的遥感数据需庞大的空间,因此要有强大的管理系统,随着当今人力资源价格的升高,在区域范围内找矿时,遥感表现出最小投入获得最大回报的优势,那么RS 与GIS 的结合也就势在必行,因为GIS 更有利于区域范围的影像管理及浏览。随着3S 技术的进展,遥感数据的可解译程度与解译速度得到进一步提高。目前,地质工作者尝试将3S 与VS(可视化系统)、CS(卫星通讯系统)等技术综合应用,取得了较好的效果.
3、地物化遥的有机融合
矿床的形成是多种地质作用综合的结果,矿床形成后又会经历后期的破坏或者叠加成矿作用,因此,任何一种单一的找矿手段都不可避免地遭遇地质多解性的困扰,实现地物化遥多种找矿方法与手段的有机融合,能有效地提高找矿效果,并从总体上降低找矿成本。目前,以遥感信息为主体,结合地质、地球物理、地球化学等多源地学数据的综合信息找矿法已经形成。
4、遥感植物地球化学
在高植被覆盖区实现遥感波谱数据与矿致植物地球化学异常的有机融合,将会较好地推进遥感找矿技术在植被覆盖区的应用。
四、结束语
遥感技术应用于地质找矿必须以现代成矿理论为指导, 以图像处理手段和综合解译分析为主要工作方法, 密切结合野外地质调查, 建立遥感地质找矿模式, 预测找矿远景区, 缩小找矿靶区, 实现遥感找矿的日的。遥感技术应用于地质找矿, 在地质工作程度较低、地形条件较差、交通不便的高寒地区具有常规地质方法不可替代的优越性, 应综合运用多种手段, 进行综合分析研究, 才能充分发抨遥感技术的优势, 取得更好的找矿效果。
参考文献
[1]耿新霞.杨建民.张玉君等.遥感技术在地质找矿中的应用及发展前景[J].地质找矿论丛.2012,23(2):89-93.
关键词:遥感技术;矿山地质灾害;应用评价
一、遥感技术的涵义
1、遥感的定义
“遥感”,顾名思义,就是遥远地感知。传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。人类通过大量的实践,发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类已经认识到的形式-电磁波,并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。
2、遥感技术的特点
①遥感具有宏观性和直观性。②遥感获取资料的速度快、周期短、而且能反映动态变化。③遥感使用的电磁波各波段之间,性质差异很大,用途也很不相同。④遥感获得的信息量巨大。⑤遥感技术的应用受地面条件限制少,可用于自然条件恶劣、地面工作困难的地区。⑥经济效益好,成本低,收益高。由此可见,遥感技术在自然灾害的调查、监测和预测中具有显著优势。当前,遥感技术在分析、预测、评估自然灾害造成的损失方面正发挥越来越大和不可替代的作用。
二、遥感技术在矿山地质环境调查中的作用
1)遥感解译是矿山地质环境调查不可缺少的技术方法之一。从技术方法角度讲,遥感解译是矿山地质环境调查的技术方法之一。利用航、卫片进行遥感解译,具有直观、真实、准确、实效性强等特点。矿山地质环境调查的技术方法包括地面调查、遥感解译、样品测试、动态监测以及轻型山地工程等,特别是遥感解译,能提高调查研究的水平。2)利用遥感技术进行矿山地质环境调查,能起到事半功倍的效果。通过大比例尺地面调查和高分辨率的遥感解译相结合的工作方法,能快速圈定矿山环境地质问题的类型、形态、空间分布、规模及其地质环境条件,便于进行定性和定量的分析研究,提高矿山地质环境调查工作的质量和效率,对矿山地质环境调查与评价起到重要作用。3)遥感技术的特点为在矿山地质环境调查中的应用提供了可能。卫星遥感技术的快速发展,为我国矿山地质环境遥感调查提供了可能。遥感技术具有探测范围大、周期短、信息量大、资料获取速度快、客观真实、动态性强以及资料收集不受特殊地形限制等突出特点。发挥大比例尺遥感影像在调查中的作用,是区域地质环境调查最有效的手段之一,对矿山环境地质问题具有良好的解译效果。
三、应用实例分析
2002年10月,作者参加了某矿区的矿山地质环境野外调查工作,应用Quick Bird遥感数据对煤矿开采引发的地质灾害进行调查,研究了不同类型地质灾害(塌陷坑、地面沉陷、地裂缝)的遥感影像特征,对矿区地质灾害现状、成因、分布规律特点和调查精度进行了分析评价。
1、塌陷坑
塌陷坑是地下矿产资源开采引发的局部地面塌陷,以第四系覆盖的农业区居多。由于开采煤层较浅,矿层顶板为碳酸岩且厚度较薄,受外力或降水影响,经常发生地面垂直塌落现象,形成小面积的塌陷坑。
实地观察发现,地面塌陷形成的塌陷坑,一般直径从3~30 m不等,塌陷深度一般2~3 m。多数塌陷坑的坑壁陡直,无法耕种,随着时间推移坑壁坍塌变缓,底部生长杂草,较大的塌陷坑经过改造还种上庄稼。遥感图像上塌陷坑呈独立的环形或椭圆形斑点、斑块状,呈独立个体成群分布,色调明暗不同。坑内植被呈微红色。由于塌陷坑是有一定深度的负地形,在阴影作用下,立体效果明显。与正地形(如坟墓、独立树冠)相比,形成的立体效果正好相反。塌陷坑的阴影出现在环形图斑内侧的下半部分,而土堆形成的阴影出现在环形图斑内侧的上半部分,这是塌陷坑判断正确与否的重要标志。有的塌陷坑虽已填平,但从隐约可见的浅色环状还
能看出塌陷坑的轮廓。有的虽未形成塌陷坑,但小幅地面沉降造成土壤结构和水分含量的变化已经显现出塌陷坑的轮廓。
2、地面沉陷
地面沉陷是地下矿产资源开采引发地面不均匀沉降,主要发生在第四系覆盖的农业区。由于地下采空区打破了原有的应力平衡,当矿层顶板无法支撑上覆地层压力时,便发生整体大面积塌落现象,形成地表一定范围的不均匀沉降。
实地观察发现,地面沉陷面积比塌陷坑大的多,沉降幅度比塌陷坑小的多,一般只有几十厘米。地裂缝出现在沉陷区边缘,有时多条地裂缝同时出现,呈平行排列。裂缝两侧地形高差变化明显。由于第四系沉积物松散,地裂缝深度很小,裂缝宽度只有几厘米~十几厘米,容易被自然或人为扰动而消失。特别是经农业耕作改造后,形成舒缓波状微型地貌,并保持了原有播种方向和农田格状结构。但大多数地裂缝已经消失,只有水泥路面依旧保留着地裂缝的痕迹。
遥感影像中的地面沉陷显著特征是沉降区边缘形成有一定高差、宽1~2m、长数十米~上百米的不规则封闭、半封闭的环形带或条带影像,有时呈断断续续的带状。在环形带的上方(图1 A处,向阳面)色调较亮,下方(背阴面, B处)色调较暗,这种明暗色差变化的原因是沉陷形成的负地形,造成地形坡度、坡向突变,改变了光线入射角使局部光谱反射能量改变所致。在图2中,剖面亮度值得到了验证。地面沉陷区的形状与农田中的道路、田埂和植物行距排列极不协调,与自然地形坡度有显著地影像差别,是非人为因素迹象。受采空区面积影响,沉陷区具有一定的宽度,面积从数百平方米至数万平方米不等。通过微地貌的变化可以推断地裂缝的位置,据此,可以圈定并计算沉陷区的面积。沉陷区按形状可划分为环状、带状和平行状等沉陷类型。
图1地面沉陷剖面位置
图2地面沉陷剖面亮度值
3、地裂缝
地裂缝在基岩和平原农业区都有发生,是地下矿产资源采空区应力失衡引发的岩石钢性变形。开裂的程度、规模受控于地质构造、开采厚度、深度、岩性及第四系覆盖层厚度。
实地观察发现,基岩以岩石张裂、断裂为主要特征,致使岩石垂直裂开影响到地表。第四系覆盖区则以地面沉陷区边缘的拉张性地裂缝为主。主要特征是裂缝两侧地形高差变化很小或没有变化,未形成沉陷区。基岩山区张裂型地裂缝规模大,整个山体裂开宽度达1~3m,长达数百米,小型地裂缝不足10 cm,长度几米~几十米。大量地裂缝造成地下水・渗漏,水土流失严重,山上大部分果树枯死,只有稀疏的荒草。
在遥感影像中,发生地裂缝处的地表和浅层土壤结构发生了变化,造成局部土壤含水量增加、湿度增大或透水性增强、湿度减少。甚至地裂缝的产生使植物种类(缝内生长杂草)、长势发生变化,形成色调和纹理上的光谱差异。平原区地裂缝一般规模较大,呈线状影像特征。规模小的地裂缝隐约可见,尚未影响农业种植,具有地面沉陷地裂缝的影像特征。有的沿已有老地裂缝向前延伸,呈现或明或暗的直线、折线状。有的则呈交叉或平行排列格局。有时
穿过农田形成一定落差的断陷陡坎,在遥感影像上具有不同的影像特征。山区规模较大的地裂缝呈条带状,裂缝内有植被呈暗红色。缺乏表土覆盖的小地裂缝,宽度10~20 cm,但从放大的遥感图像可以发现其踪迹,呈折线状断续分布(图3)。按地裂缝形状类型可划分为直线型、断续型和交叉型。
图3采矿造成的山体开裂
高分辨率卫星遥感图像提供了矿山地质灾害的丰富特征信息,具有宏观、准确、高效的特点,是矿山地质灾害和生态环境调查行之有效的手段之一。在一定条件下能为某些地质灾害的发生、发展提供预测指示信息,为综合治理提供科学依据。
参考文献:
[1] 盛业华,郭达志等.工矿区环境动态监测与分析研究[M].北京:地质出版社, 2001.