田之旭
【摘要】改革開放以來,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)都得到迅速的發(fā)展,遙感地質(zhì)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了較為廣泛的應(yīng)用,對(duì)礦產(chǎn)資料的開發(fā)等方面做出了重要貢獻(xiàn),因此,加強(qiáng)對(duì)遙感地質(zhì)技術(shù)發(fā)展的研究探討具有十分重要的意義,本文將從下面多個(gè)方面進(jìn)行分析探討。
【關(guān)鍵詞】技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略,地質(zhì)遙感,應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)
一、前言
通過對(duì)遙感技術(shù)和遙感地質(zhì)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的分析,以經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源、能源和地質(zhì)信息的重大需求為牽引,以地質(zhì)理論、地球系統(tǒng)理論和復(fù)雜性科學(xué)理論為指導(dǎo),圍繞地質(zhì)工作的地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境監(jiān)測(cè)、礦山開發(fā)和環(huán)境監(jiān)測(cè)的三大戰(zhàn)略任務(wù),提出建設(shè)和發(fā)展地質(zhì)礦產(chǎn)和能源遙感勘查和評(píng)價(jià)技術(shù)系統(tǒng)、地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)及業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)、礦山開發(fā)和礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)及業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)三大應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集與地質(zhì)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)、全數(shù)字化綜合航空遙感集成與信息服務(wù)系統(tǒng)兩大信息服務(wù)系統(tǒng)的遙感地質(zhì)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)遙感地質(zhì)分析由定性向定量,遙感地質(zhì)應(yīng)用由技術(shù)向技術(shù)集成,地質(zhì)服務(wù)由數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)、技術(shù)和信息的綜合服務(wù)方向發(fā)展和轉(zhuǎn)化。
二、遙感地質(zhì)技術(shù)的主要進(jìn)展和存在問題
1.主要進(jìn)展
“國(guó)土資源大調(diào)查”為遙感地質(zhì)的發(fā)展帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。自“十五”國(guó)土資源大調(diào)查開展以來,遙感地質(zhì)研究和應(yīng)用取得了一批具有影響力的成果。遙感地質(zhì)在理論、技術(shù)和應(yīng)用方面都得到了跨躍式地發(fā)展,技術(shù)水平顯著提高,技術(shù)實(shí)力明顯增強(qiáng),地質(zhì)應(yīng)用層次得到大幅度提升。
(1)技術(shù)進(jìn)步。區(qū)域性多光譜蝕變信息提取、高光譜礦物填圖、干涉雷達(dá)地表形變監(jiān)測(cè)、基于POS的航空地理直接定位、正射影像圖生成等技術(shù)以及遙感信息化建設(shè)方面都取得顯著進(jìn)展,已趕上和接近當(dāng)今世界先進(jìn)水平,取得了喜人的應(yīng)用成效,在技術(shù)上已基本形成或初步形成工程化的應(yīng)用能力。
(2)地質(zhì)應(yīng)用。地質(zhì)應(yīng)用在深度和廣度上都有不同程度的深化和拓展。遙感區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、遙感礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)、遙感滑坡調(diào)查與監(jiān)測(cè)、地質(zhì)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、石漠化遙感調(diào)查與監(jiān)測(cè)、區(qū)域性地面沉降監(jiān)測(cè)等都已取得具有影響性的成果;礦山開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測(cè)已初見成效。
2.存在的主要問題
(1)理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究不足或滯后已成為技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用向縱深發(fā)展的障礙。雖然中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心(以下簡(jiǎn)稱為航遙中心)定位為遙感應(yīng)用部門,但對(duì)于行業(yè)和專業(yè)應(yīng)用的一些理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)問題,如遙感地質(zhì)信息機(jī)理、巖礦波譜(反射、發(fā)射、微波等)特征及其地質(zhì)意義等,完全依靠他人的研究成果,或指望和等待他人研究,是不現(xiàn)實(shí)的,也遠(yuǎn)不能滿足應(yīng)用的需求。
(2)數(shù)據(jù)獲取能力嚴(yán)重不足,長(zhǎng)期依賴國(guó)外資源衛(wèi)星,難以提供長(zhǎng)期、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)保障;缺乏一些對(duì)地質(zhì)應(yīng)用很有價(jià)值的新型數(shù)據(jù)源(如高光譜數(shù)據(jù));航空遙感數(shù)據(jù)的集成度較低,機(jī)動(dòng)和應(yīng)急反應(yīng)能力不足。
(3)一般化的研究較多,甚至多有重復(fù),深層次的研究較少;面上的問題研究較多,針對(duì)典型地質(zhì)問題或需求的研究較少;跟蹤、模仿性研究較多,探索性、前瞻性的研究較少。
(4)研究分散,技術(shù)集成度較差,方法的協(xié)同應(yīng)用能力不足。
(5)信息基礎(chǔ)設(shè)施、實(shí)驗(yàn)手段和技術(shù)保障能力的建設(shè)和發(fā)展滯后,制約了研究向縱深方向發(fā)展;成果的智能化、產(chǎn)品化的程度較低,影響了技術(shù)方法的規(guī)?;瘧?yīng)用和推廣。
(6)研究缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)性,急功近利仍較嚴(yán)重;科研項(xiàng)目管理等同于工程項(xiàng)目或生產(chǎn)項(xiàng)目,難以按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律規(guī)劃和部署工作。
三、遙感地質(zhì)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)
遙感技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)和促進(jìn)遙感應(yīng)用向著多尺度、定量化、集成化和業(yè)務(wù)化的方向發(fā)展。在遙感地質(zhì)領(lǐng)域,發(fā)展趨勢(shì)明顯表現(xiàn)為:
1.高光譜礦物填圖技術(shù)的發(fā)展和深化。礦物填圖(MineralMapping)可以說是高光譜最成功的,也是最能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用領(lǐng)域,它使遙感地質(zhì)由識(shí)別巖性發(fā)展到識(shí)別單礦物以至礦物的化學(xué)成分及晶體結(jié)構(gòu)。在可見-短波紅外譜段,識(shí)別的礦物主要為Fe、Mn等過渡元素的氧化物和氫氧化物、含羥基礦物、碳酸鹽礦物以及部分水合硫酸鹽礦物,可識(shí)別的礦物可達(dá)近40種。而使用中-熱紅外譜段,有可能識(shí)別絕大多數(shù)的礦物類型。礦物填圖不僅可以直接識(shí)別與成礦作用密切相關(guān)的蝕變礦物,圈定找礦靶區(qū),指導(dǎo)和幫助找礦,還可根據(jù)礦物的空間分帶、典型礦物或標(biāo)志礦物的成分及結(jié)構(gòu)變化,推斷成巖成礦作用的溫壓條件、熱動(dòng)力過程、熱液運(yùn)移和巖漿分異的時(shí)空演化,恢復(fù)成巖成礦歷史,建立不同礦床的成礦模型和找礦模型。
2.遙感地質(zhì)學(xué)由定性步入定量化發(fā)展階段。高光譜、高分辨率、熱紅外多/高光譜、雷達(dá)干涉(InSAR)、激光雷達(dá)(LIDAR)、GPS、POS系統(tǒng)等技術(shù)的興起和發(fā)展,使遙感地質(zhì)學(xué)不再局限于基于圖像色調(diào)與紋理特征的目視解譯,而繼表層遙感應(yīng)用領(lǐng)域之后,逐漸步入了定量化發(fā)展階段。遙感地質(zhì)定量化主要包括:①地質(zhì)體及地質(zhì)目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別;②地質(zhì)體幾何參數(shù)及其變化的定量量測(cè)或量化估計(jì),如地質(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)狀,滑坡滑動(dòng)方向、滑動(dòng)距離和滑動(dòng)體積,地表形變量和形變速率等;③地質(zhì)體成分,主要是組成巖石的基本成分———礦物豐度和化學(xué)成分的定量反演;④以遙感信息為主要信息源的遙感地質(zhì)定量應(yīng)用模型,包括物理模型、經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?、統(tǒng)計(jì)模型、模糊模型及灰色模型等,如巖性巖相的劃分與地質(zhì)制圖模型、成礦模型、找礦預(yù)測(cè)模型、礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)模型;⑤、礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)模型以及地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)模型等。
3.技術(shù)集成和應(yīng)用技術(shù)體系構(gòu)建。系統(tǒng)論的奠基人錢學(xué)森院士指出,研究開放復(fù)雜系統(tǒng)和復(fù)雜性科學(xué)方法是“從定性到定量的綜合集成方法”。以復(fù)雜性科學(xué)理論方法開展技術(shù)集成,構(gòu)建應(yīng)用技術(shù)體系,建設(shè)應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)將成為當(dāng)前遙感應(yīng)用發(fā)展的主流。對(duì)于遙感地質(zhì)應(yīng)用而言,筆者認(rèn)為,在目前的發(fā)展階段,技術(shù)集成和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)主要有以下兩種類型。
①應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)。針對(duì)特定的應(yīng)用領(lǐng)域,根據(jù)不同遙感手段和不同技術(shù)方法的特點(diǎn),將多種遙感技術(shù)、多種遙感信息及多種數(shù)據(jù)處理信息提取方法有機(jī)地加以優(yōu)化組合,集成為優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)同作業(yè)的應(yīng)用技術(shù)體系,以提高整體應(yīng)用的水平、成效和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
②業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)。針對(duì)特定的應(yīng)用目標(biāo),將遙感數(shù)據(jù)及輔助數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理、信息提取、信息分析、專家知識(shí)、應(yīng)用模型、真實(shí)性檢驗(yàn)、信息服務(wù)等技術(shù)環(huán)節(jié)和技術(shù)方法,按專業(yè)要求和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)加以集成,形成具有業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)。如礦物填圖系統(tǒng)、地面沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及礦山資源開發(fā)多目標(biāo)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。
4.遙感服務(wù)由以數(shù)據(jù)服務(wù)為主向技術(shù)服務(wù)和信息服務(wù)轉(zhuǎn)變。與遙感地質(zhì)應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng),特別是業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)建設(shè)同步,遙感向社會(huì)所提供的服務(wù)也將由數(shù)據(jù)服務(wù)為主逐漸向數(shù)據(jù)、技術(shù)和信息綜合服務(wù)轉(zhuǎn)變。
四、結(jié)束語(yǔ)
地質(zhì)信息是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不可或缺的重要基礎(chǔ)信息。新的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展形勢(shì)對(duì)地質(zhì)工作提出了更高的要求。按照“國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)地質(zhì)工作的決定”的要求,為緩解資源約束,保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展,推進(jìn)城鄉(xiāng)建設(shè),開展國(guó)土整治,防治地質(zhì)災(zāi)害,改善人居環(huán)境等提供客觀、準(zhǔn)確、現(xiàn)時(shí)的地質(zhì)信息服務(wù),是中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局遙感地質(zhì)工作的重要戰(zhàn)略任務(wù)和主體目標(biāo)也是遙感地質(zhì)發(fā)展的必然。
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