基于遙感地質(zhì)找礦的科技進步及發(fā)展前景的探析

■　蔣雨含　李琦

（1河南省地質(zhì)調(diào)查院河南鄭州450012；2河南省航空物探遙感中心河南鄭州450000）

基于遙感地質(zhì)找礦的科技進步及發(fā)展前景的探析

■蔣雨含1李琦2

（1河南省地質(zhì)調(diào)查院河南鄭州450012；2河南省航空物探遙感中心河南鄭州450000）

當前,礦產(chǎn)資源對我國國民經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸制約凸顯。采用新技術(shù)、新方法加強礦產(chǎn)資源勘查力度,擴大資源儲量,是保障我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑。遙感技術(shù)在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用,曾對我國遙感事業(yè)的發(fā)展起了"火車頭"的作用,帶動了我國遙感事業(yè)的蓬勃發(fā)展,促進了我國礦產(chǎn)資源的發(fā)現(xiàn)。但是,遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用不是一帆風順的,前后經(jīng)歷了起步-高潮-低潮-高潮的發(fā)展過程。本文首先對遙感地質(zhì)找礦的科技進步進行簡單的論述，并對遙感地質(zhì)找礦的發(fā)展前景進行分析，以供同僚參考。

遙感地質(zhì)找礦科技進步發(fā)展前景新局面

1　遙感地質(zhì)找礦的科技進步

1.1遙感地質(zhì)找礦的起步與進展

在遙感地質(zhì)找礦應(yīng)用的初期,人們更多看到的是遙感技術(shù)的優(yōu)勢,如遙感觀測的區(qū)域性和直觀性、遙感數(shù)據(jù)的多波段性,以及能夠快速發(fā)現(xiàn)用常規(guī)地質(zhì)方法難以發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)體或地質(zhì)現(xiàn)象等。正是由于遙感技術(shù)具有上述技術(shù)優(yōu)勢,激起了地質(zhì)工作者的極大熱情和興趣,掀起了遙感地質(zhì)找礦的高潮,促進了我國礦產(chǎn)資源的發(fā)現(xiàn)。但是隨著礦產(chǎn)勘查技術(shù)的發(fā)展,特別是向深部找礦的發(fā)展,以及遙感技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中應(yīng)用的局限性日趨明顯,主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）遙感影像反映的主要是地表信息或淺部信息在地表的反映,而找礦不僅需要地表信息,更需要深部信息；

（2）多光譜遙感技術(shù)由于屬寬帶光譜,光譜分辨率低,雖然取得一定找礦效果,但缺乏普遍意義上的直接找礦價值；

（3）遙感技術(shù)雖然在基巖裸露區(qū)識別巖性、構(gòu)造的效果很好,但在植被覆蓋區(qū)識別地層、巖性的效果很差。

針對上述局限性，遙感地質(zhì)工作者進行了不懈的努力。開發(fā)了多源地學信息集成技術(shù),以探索解決礦產(chǎn)資源勘查由地表轉(zhuǎn)向深部隱伏礦床的必然趨勢與遙感主要反映地表或淺部信息本質(zhì)特征之間的矛盾；開發(fā)了遙感弱信息提取技術(shù),以期直接從多光譜遙感圖像上提取礦化蝕變信息,來探索遙感直接找礦的技術(shù)與途徑。雖然遙感地質(zhì)工作者的努力促進了遙感地質(zhì)找礦的科技進步,但由于信息源為中等分辨率的多光譜遙感信息源,如MSS、TM、SPO T等,以及20世紀末地質(zhì)工作投入量的減少,遙感地質(zhì)找礦一度從高潮轉(zhuǎn)入了低潮。

1.2新世紀遙感地質(zhì)找礦的轉(zhuǎn)機

新世紀以來,數(shù)字地球戰(zhàn)略思想的提出,三維可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、仿真—模擬技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,以及新型遙感數(shù)據(jù)源的問世為遙感地質(zhì)找礦帶了轉(zhuǎn)機。因此,如何將這些新理念、新型遙感信息源和新的技術(shù)方法引入地質(zhì)找礦領(lǐng)域,進一步來解決找礦問題,成為擺在遙感地質(zhì)工作者面前的重要研究課題。

1.2.1“光譜地殼”計劃的提出

李志忠、王晉年等(2010年)提出的光譜地殼計劃,從理念層面上講就是對衛(wèi)星、航空、地面和巖芯取得的和將要取得的海量高光譜數(shù)據(jù),利用數(shù)字地球的戰(zhàn)略思想和方法技術(shù)進行信息的存儲、管理、查詢、分析、數(shù)字運算和三維可視化等。目的是構(gòu)建一個虛擬的、光譜表達的地殼,以便最大限度地利用高光譜信息資源。這實際上是數(shù)字地球在高光譜遙感領(lǐng)域的特殊應(yīng)用與拓展,是我國數(shù)字地球典型應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分。

1.2.2礦產(chǎn)資源數(shù)字勘查區(qū)的構(gòu)建

礦產(chǎn)資源數(shù)字勘查區(qū)的概念是筆者在“數(shù)字地球”框架下,結(jié)合鈾資源勘查的實踐,將遙感、GIS和虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合提出來的,目標是把“數(shù)字地球”的戰(zhàn)略思想和一些關(guān)鍵技術(shù)引入到礦產(chǎn)資源勘查中來,構(gòu)建一個虛擬的礦產(chǎn)資源勘查區(qū),通過信息查詢,實現(xiàn)虛擬找礦與虛擬勘探,以加速高新技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查中的應(yīng)用,促進實現(xiàn)地質(zhì)工作的信息化。

1.2.3新型遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

進入新世紀以來,IKONOS、Q uickBi rd、OBVIEW、Aster、Hy perion、A LOS、Ter raSAR、CBERS-02B等更高空間分辨率、光譜分辨率和更多極化方式遙感數(shù)據(jù)源的出現(xiàn),特別是高光譜遙感數(shù)據(jù)源為遙感地質(zhì)直接找礦帶來了希望。如中國國土資源航空物探遙感中心在新疆東天山地區(qū),利用航空高光譜數(shù)據(jù)進行了1∶5萬礦物填圖試驗,建立了裸露區(qū)高光譜礦物識別與礦物填圖的技術(shù)體系和工作程式,為我國第三代地質(zhì)填圖—礦物填圖奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

1.3遙感找礦面臨的新挑戰(zhàn)

（1）遙感找礦的突破寄希望于高光譜遙感技術(shù),特別是高空間分辨率的高光譜遙感技術(shù)；（2）開發(fā)先進的圖像處理技術(shù),特別是蝕變信息提取軟件系統(tǒng),并建議列入國家基礎(chǔ)工程加以實施；（3）遙感地質(zhì)找礦要加強多學科交叉、信息綜合和方法集成；（4）建立遙感地質(zhì)綜合實驗場,為深入研究遙感機理,遙感與其他地學信息的耦合性和人才培養(yǎng)提供基地；（5）研制和發(fā)射具地質(zhì)找礦目的的專題小衛(wèi)星,以提供針對地質(zhì)找礦應(yīng)用更有效的遙感信息源。這些共識對后來我國遙感地質(zhì)找礦的科技進步起到了促進作用:

1.4后遙感應(yīng)用技術(shù)的理念的提出及技術(shù)的開發(fā)

針對學科的交叉、信息綜合與方法集成,劉德長,葉發(fā)旺等提出后遙感應(yīng)用技術(shù)的理念,并圍繞著新理念開發(fā)了相應(yīng)的技術(shù)。后遙感應(yīng)用技術(shù)是指將遙感技術(shù)與傳統(tǒng)的地學方法和現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的遙感信息深化應(yīng)用技術(shù)。它強調(diào)遙感信息的應(yīng)用不僅局限于遙感信息本身的應(yīng)用,還應(yīng)該包括遙感信息的延伸應(yīng)用,隨著遙感信息應(yīng)用的深化,更應(yīng)該加強遙感信息的延伸應(yīng)用,即后遙感技術(shù)的應(yīng)用。

地質(zhì)勘查后遙感應(yīng)用技術(shù)的構(gòu)成包括兩個一體,即在信息源上集遙感信息、地質(zhì)信息、地球物理信息、地球化學信息為一體,在方法技術(shù)上集圖像處理技術(shù)、GIS技術(shù)、三維可視化技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真模擬技術(shù),虛擬現(xiàn)實技術(shù)及傳統(tǒng)地學方法為一體。因此,不同于傳統(tǒng)的多源地學信息集成技術(shù),這里的集成,不僅是信息的集成,還包括了技術(shù)的集成。圍繞后遙感應(yīng)用技術(shù)理念,結(jié)合鈾資源勘查,先后開發(fā)了鈾資源數(shù)字勘查區(qū)構(gòu)建技術(shù)、遙感與其他地學信息集成技術(shù)、地學信息三維可視化技術(shù)、鈾成礦過程的計算機模擬技術(shù)、虛擬找礦與虛擬勘探技術(shù)等。

2　遙感地質(zhì)找礦的發(fā)展前景

2.1國家需求層面

從國家需求層面看,礦產(chǎn)資源對國民經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸制約凸現(xiàn)。

解決礦產(chǎn)資源制約瓶頸的出路在于“推進地質(zhì)科技進步與創(chuàng)新,加快高新技術(shù)在地質(zhì)工作中的應(yīng)用,實現(xiàn)地質(zhì)工作現(xiàn)代化”。遙感技術(shù)是對地觀測的高新技術(shù),推進其科技進步與創(chuàng)新,加快其在地質(zhì)工作中的應(yīng)用,擴大資源儲量,是保障我國礦產(chǎn)資源的供應(yīng)和實現(xiàn)地質(zhì)工作現(xiàn)代化的重要途徑。

2.2應(yīng)用領(lǐng)域?qū)用?/p>

2.2.1遙感找礦地域的擴展

我國遙感地質(zhì)找礦的主要地域從陸地拓展到了海洋,從人口稠密、交通便利地區(qū)拓展到了人口稀少、交通不便地區(qū),找礦地域的擴展為遙感技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮提供了新的用武之地。

2.2.2遙感找礦應(yīng)用面的擴大

過去遙感地質(zhì)找礦主要是追求資源量的增加,而現(xiàn)在除考慮資源量的增加外,還要考慮到環(huán)境保護、災(zāi)害治理等需求,這就為遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用拓展了新的方面。

2.2.3找礦的全球化

由于衛(wèi)星遙感不受國界限制,因此,在全球找礦中可以發(fā)揮更大的作用,包括國外直接找礦和為國外找礦提供信息服務(wù)等。

2.3技術(shù)發(fā)展層面

我國正在發(fā)展的星載和航空遙感技術(shù)系統(tǒng)、航空物探技術(shù)系統(tǒng)、地面和地下物探技術(shù)系統(tǒng)、地球化學技術(shù)系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上建立的“物-化-遙”、“天-空-地”一體化的立體地質(zhì)勘查技術(shù)體系是實現(xiàn)地質(zhì)工作現(xiàn)代化的重要組成部分。

2.4理念更新層面

（1）充分發(fā)揮遙感技術(shù)的優(yōu)勢。遙感在地質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用最大的技術(shù)優(yōu)勢就是它能夠快速發(fā)現(xiàn)用常規(guī)地質(zhì)方法很難發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象,從而促進地質(zhì)人員發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,重新思考問題。

（2）遙感在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用需實現(xiàn)兩個結(jié)合,一是遙感信息與傳統(tǒng)地學信息的結(jié)合;二是遙感技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)合。

（3）遙感在應(yīng)用過程中要注入地質(zhì)專業(yè)知識,將信息轉(zhuǎn)化為創(chuàng)造性思維,來指導(dǎo)決策和實踐?？傊?展望未來,任重道遠,迎來的將會是大有作為的遙感地質(zhì)找礦的又一個春天。

3　結(jié)語

縱觀我國遙感技術(shù)當年在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用形勢,應(yīng)該是機遇與挑戰(zhàn)并存,而機遇大于挑戰(zhàn)。我們一定要抓住機遇、應(yīng)對挑戰(zhàn),再創(chuàng)遙感地質(zhì)找礦的新局面。

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-111-2