論地質(zhì)遙感解譯的應(yīng)用及其方法

摘 要:地質(zhì)遙感的任務(wù)是通過遙感影像的解譯確定一個(gè)地區(qū)的巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造，分析構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的狀況，為地質(zhì)填圖、礦產(chǎn)資源的探查、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)調(diào)查等服務(wù)。巖性和地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別卻是遙感地質(zhì)解譯的基礎(chǔ)，也只有在了解了遙感的解譯基礎(chǔ)后，才可以進(jìn)行更深一步的工程研究。

關(guān)鍵詞:巖性識(shí)別 解譯 地質(zhì)構(gòu)造 遙感影像 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

中圖分類號(hào):P62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)03(a)-0040-01

遙感技術(shù)是當(dāng)今國(guó)際上異?；钴S，發(fā)展日新月異的高新科技領(lǐng)域，是構(gòu)筑“數(shù)字地球”不可或缺的強(qiáng)大核心技術(shù)，現(xiàn)已發(fā)展到推廣應(yīng)用階段，在眾多的專業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，已成為自然資源調(diào)查、地質(zhì)科學(xué)研究的全新技術(shù)方法。目前，遙感數(shù)字圖像處理越來越得到地質(zhì)學(xué)研究人員的重視，而在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究中，遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)更是顯示出其優(yōu)越性，尤其是在動(dòng)態(tài)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)方面取得了諸多效果。遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查評(píng)價(jià)中的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，在斷層構(gòu)造信息的提取上也有著較好的應(yīng)用和發(fā)展。

1 巖性的識(shí)別

在遙感影像上識(shí)別巖石的類型必須首先了解不同巖石的反射光譜差別，以及所引起的影像色調(diào)的差異。同時(shí)，由于巖石的形成，在內(nèi)外應(yīng)力的共同作用下，組合成不同形狀，這也是巖性識(shí)別巖石類型的重要標(biāo)志。首先，巖石的反射光譜特征與巖石本身的礦物成分和顏色密切相關(guān)，也就是物理上的識(shí)別。例如，由石英等淺色調(diào)礦物為主組成的巖石具有較高的光譜反射率，在可見光遙感影像上表現(xiàn)為淺色調(diào)，鐵鎂質(zhì)等深色礦物組成的巖石，總體反射率較低，在影像上表現(xiàn)為深色調(diào)。

其次，巖石光譜反射率受組成巖石的礦物顆粒大小和表面糙度的影響。礦物顆粒較細(xì)，表面比較平滑的巖石，具有較高的反射率。反之，光譜反射率較低。巖石表面濕度對(duì)反射率也有影響。一般來說，巖石表面較濕時(shí)，顏色變深，反射率降低。了解了這些特性，對(duì)巖性的解譯就大有幫助了。

其中，不同的巖石又有著不同的識(shí)別方法:

1.1 沉積巖的影像特征及其識(shí)別

沉積巖本身沒有特殊的反射光譜特征，因此單憑光譜特征及其表現(xiàn)，在遙感影像上是較難分別的。沉積巖最大的特點(diǎn)是具成層性。膠結(jié)良好的沉積巖，出露充分時(shí)，可在較大范圍內(nèi)呈條帶狀延伸。在高分辨率的遙感影像上可以顯示出巖層的走向和傾向。堅(jiān)硬的沉積巖，常形成與巖層走向一致的山脊，而松軟的沉積巖則形成條帶狀谷地。

沉積巖由于抗蝕程度的差異和產(chǎn)狀的不同，常形成不同的地貌特點(diǎn)。堅(jiān)硬的沉積巖如石英砂巖等常形成正地形，較松軟的泥巖和頁(yè)巖常形成負(fù)地形。水平的堅(jiān)硬沉積巖常成方山地形、臺(tái)地地形或長(zhǎng)垣狀地形。在遙感影像上，碎屑巖一般呈較典型的條帶狀空間特征，邊界比較清晰，形成的山嶺、谷地也較清晰。砂巖層面平整，厚度穩(wěn)定，以條紋或條帶夾條紋特征為主，一般形成和緩的垅崗地形，較堅(jiān)硬的砂巖形成塊狀山，且水系較稀。粘土巖和粉砂質(zhì)頁(yè)巖，水系比較發(fā)育，一般不形成山嶺，總體反射率較低，在遙感影像上色調(diào)較深。礫石反射率較低，在影像上多呈團(tuán)塊狀、斑狀等不均勻色調(diào)，層理不明顯，經(jīng)風(fēng)化剝蝕的礫巖，表面粗糙。

沉積巖的解譯應(yīng)著重標(biāo)志性巖層的建立，這種標(biāo)志性巖層應(yīng)在一定范圍內(nèi)廣泛出露且影像特征明顯，界線清楚，易于識(shí)別。利用標(biāo)志性巖層與其它地層的關(guān)系，可以間接地判斷那些不易直接判別的巖層。

1.2 巖漿巖的影像特征及其識(shí)別

巖漿巖與沉積巖在遙感影像上反映出形狀結(jié)構(gòu)上的差別明顯。前者多呈團(tuán)塊狀和短的脈狀。巖漿巖的解譯，首先要注意區(qū)分酸性巖、中性巖和基性巖。

酸性巖巖漿以花崗巖為代表?；◢弾r在影像上的色調(diào)較淺，易于圍巖區(qū)別開，平面形態(tài)常呈圓形、橢圓形和多邊形，所形成的地形主要有兩類，一類是懸崖峭壁山地，一類是饅頭狀山體和渾圓狀丘陵。

基性巖的色調(diào)最深，大多侵入巖體，容易風(fēng)化剝蝕成負(fù)地形。噴出的基性玄武巖則比較堅(jiān)硬，經(jīng)侵蝕形成方山和臺(tái)地。雷州半島、海南島等地有大片玄武巖覆蓋，臺(tái)地上水系不發(fā)育，遙感影像上，在大片暗色色調(diào)背景上呈花斑狀色塊，周圍邊界清晰。

1.3 變質(zhì)巖的識(shí)別

由巖漿巖變質(zhì)而來的正變質(zhì)巖和由沉積巖變質(zhì)而來的負(fù)變質(zhì)巖，都保持了原始巖類的特征。因而遙感影像也分別與原始母巖的特征相似。只是由于經(jīng)受過變質(zhì)，使得影像特征更為復(fù)雜。

2 地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別

遙感對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別有特殊的意義，在實(shí)地調(diào)查中，測(cè)點(diǎn)不可能過密，因而不能窺其全貌。但遙感影像從幾百米、幾千米的空中或幾百千米的空間獲取的信息，利于從客觀上把握區(qū)域構(gòu)造總體特征。尤其是當(dāng)巖石出露條件好時(shí)，還可從高分辨遙感影像上量測(cè)其產(chǎn)狀要素，特別是人跡罕至的地區(qū)，更顯得重要。

從遙感影像上識(shí)別地質(zhì)構(gòu)造，主要有三方面的內(nèi)容:識(shí)別構(gòu)造類型，有條件時(shí)測(cè)量其產(chǎn)狀要素;判斷構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。

遙感圖像處理是遙感技術(shù)的核心內(nèi)容之一。隨著遙感圖像處理技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛和深化，遙感信息提取也日益成為一個(gè)熱門研究領(lǐng)域。遙感在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用是遙感地學(xué)應(yīng)用的比較成功的領(lǐng)域之一，但是目前對(duì)遙感構(gòu)造信息的提取多依靠人工做目視解譯，這無疑浪費(fèi)了大量的人力物力。近年來，部分遙感領(lǐng)域?qū)W者提出了許多方法如主成分分析法、比值法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，以及借助地理信息系統(tǒng)軟件分類方法等，這對(duì)遙感構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的發(fā)展無疑起了巨大的推動(dòng)作用。遙感圖像中線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造信息的提取是遙感構(gòu)造信息提取的主要內(nèi)容，也是本文研究的重點(diǎn)。許多地區(qū)的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，區(qū)域面積較大，僅通過傳統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查，勢(shì)必使野外工作的任務(wù)繁重艱辛;而傳統(tǒng)的目視解譯法由于工作量巨大，在實(shí)際工作中會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力。此時(shí)，遙感技術(shù)的應(yīng)用會(huì)帶給我們前所未有的便利，它的價(jià)值是不可估量的。

3 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

通過對(duì)遙感影像的解譯，我們不僅能對(duì)巖性和地質(zhì)構(gòu)造作出判斷，而且還能對(duì)一個(gè)地區(qū)的近代和現(xiàn)代地殼運(yùn)動(dòng)特征作出分析，特別是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為升降運(yùn)動(dòng)，并會(huì)引起老斷裂的復(fù)活和新斷裂的產(chǎn)生時(shí)。同時(shí)它也能在地貌、水系等特征上表現(xiàn)出來。

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可誘發(fā)巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用、地震等內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用，可導(dǎo)致陸殼和洋殼的增生和消亡、海陸輪廓的變遷，并深刻地影響外動(dòng)力地質(zhì)作用的結(jié)果。

結(jié)語(yǔ):隨著遙感影像處理技術(shù)的日趨成熟，我們能夠?qū)Φ貧み\(yùn)動(dòng)特征構(gòu)造做出合理而準(zhǔn)確的分析，我們可以進(jìn)行礦產(chǎn)勘查、考古等，同時(shí)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)又是一把雙刃劍，會(huì)誘發(fā)許多自然災(zāi)害，所以通過遙感進(jìn)行構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的分析在現(xiàn)今以人為本的世界里變得極為重要。

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[3]周成虎等著.遙感影象地學(xué)理解與分析[M]，北京:科學(xué)出版社，2001年。

①作者簡(jiǎn)介:翟永林(1969，10—)，工程師，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)，現(xiàn)內(nèi)蒙古霍林河露天煤業(yè)股份有限公司從事礦山地質(zhì)工作。