資源一號(hào)02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)在北京巖溶水資源勘查評(píng)價(jià)工程中的應(yīng)用

程洋， 童立強(qiáng)， 郭兆成， 莫源富,紀(jì)軼群

(1．中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所，桂林 541004；2．中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，北京 100083；3.北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，北京 100195)

資源一號(hào)02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)在北京巖溶水資源勘查評(píng)價(jià)工程中的應(yīng)用

程洋1， 童立強(qiáng)2， 郭兆成2， 莫源富1,紀(jì)軼群3

(1．中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所，桂林 541004；2．中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，北京 100083；3.北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，北京 100195)

以資源一號(hào)02C(ZY1-02C)衛(wèi)星數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，以GIS為數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，以遙感地質(zhì)理論和水文地質(zhì)理論為指導(dǎo)，將遙感技術(shù)應(yīng)用于北京巖溶水資源勘查評(píng)價(jià)工程中。通過水文地質(zhì)遙感解譯和綜合分析，優(yōu)選了一處新的供水水源地，建立了適用于北方巖溶區(qū)的含水巖組和泉點(diǎn)的遙感解譯標(biāo)志，提出了基于GIS的水文地質(zhì)分析方法，擴(kuò)展了國(guó)產(chǎn)資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

遙感；資源一號(hào)02C(ZY1-02C)衛(wèi)星；水文地質(zhì)；巖溶水資源

0 引言

北京市水資源匱乏嚴(yán)重，水資源人均占有量不足300 m3，是全國(guó)人均水平的1/8，世界人均水平的1/30。為解決北京地區(qū)水資源供需矛盾，北京市政府啟動(dòng)了北京巖溶水資源勘查評(píng)價(jià)工程，以期立足于本地水資源，尋找新的供水水源地。遙感技術(shù)(RS)具有視域?qū)拸V、探測(cè)手段多樣、受地面條件限制小和經(jīng)濟(jì)高效等特點(diǎn)，能快速、準(zhǔn)確地獲取各類水文地質(zhì)信息，是水文地質(zhì)調(diào)查的重要手段之一。

遙感技術(shù)在水文地質(zhì)調(diào)查工作中已得到了廣泛的應(yīng)用：景志熙利用衛(wèi)片和航片圈定了地下水富水塊段，判譯了暗河出入口和滑坡[1]；周笑綠等總結(jié)了一套在全掩蓋或半掩蓋區(qū)進(jìn)行遙感水文地質(zhì)解譯的工作方法[2]；江衛(wèi)等利用Landsat TM 數(shù)據(jù)在西北隴縣—淳化巖溶區(qū)進(jìn)行了水文地質(zhì)解譯，獲取了工作區(qū)的水系、地貌、地層和構(gòu)造信息[3]；劉春玲等應(yīng)用遙感手段對(duì)云南九龍河流域的自然地理?xiàng)l件、巖性構(gòu)造進(jìn)行了研究，建立了一些水文地質(zhì)要素遙感影像的解譯標(biāo)志[4]；郭慶十[5]和羅太近[6]等分別總結(jié)了遙感技術(shù)在區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用和MapGIS在水文地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用；楊清華總結(jié)了水文地質(zhì)與工程地質(zhì)遙感調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[7]。這些成果充分發(fā)揮了遙感技術(shù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)獲取能力，對(duì)本次研究具有指導(dǎo)意義。這些成果大多以單一的水文地質(zhì)要素解譯為主，缺少系統(tǒng)的水文地質(zhì)遙感分析；且多以Landsat TM，SPOT5等國(guó)外衛(wèi)星為數(shù)據(jù)源，國(guó)產(chǎn)資源衛(wèi)星應(yīng)用實(shí)例還較少。

資源一號(hào)02C(ZY1-02C)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與監(jiān)測(cè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)調(diào)查與監(jiān)測(cè)和土地執(zhí)法等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，成果豐碩。本次研究將ZY1-02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用于水文地質(zhì)領(lǐng)域中，以尋找北京市新的供水水源地為目標(biāo)，將國(guó)產(chǎn)高分遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用于北京巖溶水資源勘查評(píng)價(jià)工程中。既要實(shí)現(xiàn)尋找北京市新的供水水源地的目標(biāo)，還要建立部分水文地質(zhì)要素的遙感解譯標(biāo)志，有利于促進(jìn)國(guó)產(chǎn)資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用,拓展國(guó)產(chǎn)資源衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)源

以北京市平谷縣北山地區(qū)為研究區(qū)，該區(qū)碳酸鹽巖廣泛出露，是北方巖溶區(qū)的典型地區(qū)。地形與地貌輪廓控制了該區(qū)河流的流向和格局，區(qū)內(nèi)的薊運(yùn)河水系由北流向東南，形成了反映地勢(shì)總傾斜形態(tài)的似扇狀水系。研究區(qū)以碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組為主，是最主要的含水層；碎屑巖裂隙含水巖組、侵入巖裂隙含水巖組、火山巖裂隙含水巖組、變質(zhì)巖裂隙含水巖組、松散堆積物孔隙-裂隙含水巖組是相對(duì)隔水層。巖溶地下水來源以裸露巖溶區(qū)大氣降水的入滲補(bǔ)給為主，地表水體滲漏和相鄰含水層的越流補(bǔ)給為輔。目前，研究區(qū)的巖溶水資源利用率還較低，有較大的潛力成為北京市新的供水水源地。

研究使用的遙感圖像為2012年春夏時(shí)相的ZY1-02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作的正射影像圖(圖1)，該圖采用R(B3)G(B4)B(B2)合成，并與B1全色波段融合，空間分辨率為2.36 m。圖像立體感層次較分明，色調(diào)與對(duì)比度反差適中，地物邊緣清晰，滿足1∶5萬水文地質(zhì)遙感解譯的需求。

圖1 研究區(qū)正射影像圖Fig.1 DOM of the study area

2 水文地質(zhì)遙感解譯

地質(zhì)遙感解譯的方法主要有直譯法、追索法、類比法及綜合分析法4種，在實(shí)際解譯過程中通常采用的是這4種方法的綜合應(yīng)用。具體解譯步驟為：①初步解譯; ②野外踏勘，建立解譯標(biāo)志; ③詳細(xì)解譯; ④野外驗(yàn)證; ⑤補(bǔ)充解譯，完善解譯成果。

水文地質(zhì)遙感解譯遵循地質(zhì)遙感解譯的一般原則、方法和步驟，同時(shí)結(jié)合水文地質(zhì)學(xué)的原理和對(duì)象進(jìn)行解譯。

2.1 含水巖組的遙感解譯

根據(jù)水文地質(zhì)遙感解譯的一般步驟，本次工作在分析已有資料的基礎(chǔ)上，基于02C彩色合成圖像的影像特征，結(jié)合野外踏勘建立了各個(gè)含水巖組的解譯標(biāo)志(圖2)。

(a) 碳酸鹽巖含水巖組典型影像和實(shí)地照片 (b) 碎屑巖含水巖組典型影像和實(shí)地照片

(c) 侵入巖含水巖組典型影像和實(shí)地照片 (d) 火山巖含水巖組典型影像和實(shí)地照片

(e) 變質(zhì)巖含水巖組典型影像和實(shí)地照片 (f) 松散堆積物含水巖組典型影像和實(shí)地照片

圖2 各類含水巖組的典型遙感影像和實(shí)地照片

Fig.2 Remote sensing images and photoes of water-bearing formation

1)碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組。與我國(guó)西南熱帶-亞熱帶巖溶區(qū)相比，研究區(qū)受雨熱條件控制，溶蝕作用較弱，碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組的影像特征不典型，解譯標(biāo)志不甚顯著，不具備花生米狀的紋理等典型碳酸鹽巖的影像特征，也沒有溶蝕洼地，灰?guī)r陡坎等典型巖溶地貌的影像特征。但與研究區(qū)其他類型含水巖組相比，因?yàn)榇嬖谝欢ǖ娜芪g作用，其溝谷切割程度高，近直線狀影像陰影較多，山脊較為圓潤(rùn)，水系稀疏，色調(diào)多呈墨綠色。如圖2(a)。

2)碎屑巖裂隙含水巖組。研究區(qū)的碎屑巖較為堅(jiān)硬，導(dǎo)致陡崖、陡坎等地形發(fā)育，水系以羽狀、菱格狀-樹枝狀為主，水系密度較?。欢鄮?、條帶狀影紋，色調(diào)較碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組的要淺。如圖2(b)。

3)侵入巖裂隙含水巖組。侵入巖多數(shù)缺少層理影像特征，構(gòu)成特殊的影紋圖案(粗斑狀、姜塊狀、雞爪狀)，由于球形風(fēng)化和節(jié)理對(duì)沖溝、小水系發(fā)育的控制，具有鉗狀-樹枝狀、菱格狀-樹枝狀水系特征。如圖2(c)。

4)火山巖裂隙含水巖組。研究區(qū)火山巖的巖性變化較大，風(fēng)化及含水性不同，影像圖上反映的地形地貌、植被發(fā)育差異大，解譯程度低。區(qū)別于其他含水巖組最主要的特征是具有蠕蟲狀、斑點(diǎn)狀、斑塊狀的影紋。如圖2(d)。

5)變質(zhì)巖裂隙含水巖組。巖石類型復(fù)雜，巖相變化大，厚度大小不一，解譯標(biāo)志復(fù)雜且不穩(wěn)定，解譯難度較大。研究區(qū)區(qū)域變質(zhì)巖以片麻巖為主，色調(diào)深淺交錯(cuò)；有直線形、扭曲狀、環(huán)狀或不規(guī)則形狀的條紋條帶影紋，其影紋特征為主要解譯標(biāo)志。水系多呈豐字形。如圖2(e)。

6)松散堆積物孔隙-裂隙含水巖組。研究區(qū)的松散堆積物主要是沖積、洪積、坡積和湖積等成因的第四紀(jì)堆積物。松散堆積物上人類活動(dòng)強(qiáng)烈，多耕地、道路、水利設(shè)施等。相比其他基巖裂隙含水巖組，其影像特征明顯。如圖2(f)。

受遙感影像對(duì)比度和時(shí)相的影響，色調(diào)標(biāo)志不是含水巖組的主要解譯標(biāo)志，紋理標(biāo)志才是區(qū)分各類含水巖組的主要依據(jù)。

2.2 泉點(diǎn)解譯

泉點(diǎn)是含水層或含水通道與地面相交處產(chǎn)生地下水涌出地表的現(xiàn)象，是地下水的天然露頭，是地下水的一種重要排泄方式。

由于持續(xù)干旱導(dǎo)致地下水位下降，人類生活用水增加和鄉(xiāng)村旅游開發(fā)，北京市的泉(特別是水量較大的泉)基本都被開發(fā)利用，成為居民生活用水的水源地，或水產(chǎn)養(yǎng)殖基地，泉口多被封閉管道引流，地表基本不形成徑流，或者水量小徑流不明顯；同時(shí)，由于北京市山區(qū)生態(tài)環(huán)境持續(xù)好轉(zhuǎn)，植被茂盛，遮蔽了地表徑流，遙感影像特征不明顯。因此，泉的直接遙感影像解譯標(biāo)志非常不明顯(圖3)。

(a) 植被異常標(biāo)志 (b) 干河道出水點(diǎn)標(biāo)志 (c) 養(yǎng)魚池標(biāo)志 (d) 人工建筑標(biāo)志標(biāo)志

圖3 泉點(diǎn)的遙感解譯標(biāo)志

Fig.3 Interpretation marks of spring

1)在遙感圖像上的不規(guī)則線狀的植被異常茂盛，附近有水庫(kù)、池塘等地表水域，其上游存在泉點(diǎn)。如圖3(a)。

2)干涸河道的出水處，可識(shí)別為泉點(diǎn)。北方地區(qū)暗河系統(tǒng)不發(fā)育，在干河道的出水處，多數(shù)為泉水出露的位置，而不是巖溶干谷內(nèi)地下河的出口。如圖3(b)，在河道的上游有較大型的塊石散落，沒有明顯的地表流水，在大塊石消失的部位，有水體出現(xiàn)，此干涸河道的出水處即為泉點(diǎn)。

3)在小型水體周圍出現(xiàn)規(guī)則的養(yǎng)魚設(shè)施附近區(qū)域肯定有泉水，尤其是巖溶泉水的出露點(diǎn)。規(guī)則的養(yǎng)魚設(shè)施主要養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的冷水魚類(如虹鱒魚)，其對(duì)水源的要求較高，必須有溫度較低、溫差小、水量較為恒定的水源。巖溶泉水滿足這樣的條件，因此，規(guī)則的養(yǎng)魚設(shè)施附近肯定有泉點(diǎn)。如圖3(c)。

4)人類聚居區(qū)附近或山前的小型人工建筑。在村落附近或匯水條件好的山前會(huì)有水窖，這類水窖通常都是在自然泉點(diǎn)的基礎(chǔ)上經(jīng)人工擴(kuò)建而成。周圍有連接村落的道路和地下富水的指示,即異常的茂盛植被。如圖3(d)。

泉點(diǎn)的遙感解譯標(biāo)志已經(jīng)超出了地物的大小、幾何形狀、色調(diào)、飽和度、紋理結(jié)構(gòu)等傳統(tǒng)遙感解譯標(biāo)志的范疇，需要結(jié)合地形地貌，植被覆蓋，人類活動(dòng)等多方面的因素進(jìn)行解譯。

2.3 線性影像單元解譯

研究區(qū)的線性影像包括斷層和裂隙。根據(jù)遙感地質(zhì)學(xué)的原理，斷層的解譯標(biāo)志主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面: ①巖性、地層影像標(biāo)志被切割和錯(cuò)開地層重復(fù)或缺失，形成線性異常影像; ②直線狀或者串珠狀分布的近圓形負(fù)地形是巖溶區(qū)斷層的重要解譯標(biāo)志; ③影像具有明顯的水系直角灣、山脊錯(cuò)動(dòng)、穿過山脊的線性影像特征; ④相鄰水系的同步扭曲是平移斷層的重要標(biāo)志之一，其中以支流平行水系的同步扭曲最為典型; ⑤影像上直接可見的破碎帶和近直線狀分布的采石場(chǎng)是斷層的重要解譯標(biāo)志。根據(jù)野外調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，采石場(chǎng)往往都會(huì)分布在斷層破碎帶附近，以降低開采難度，減少工作量。

與斷層相比，裂隙沒有明顯的水系同步彎曲、山脊錯(cuò)動(dòng)等影像特征，其解譯標(biāo)志為直線狀或者近于直線狀溝谷及線性展布的多條較小規(guī)模溝谷。

2.4 地表水系及流域解譯

地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給、運(yùn)移和排泄有重要影響，是巖溶地下水的補(bǔ)給方式之一。研究區(qū)的地表流域-水系要素都采用機(jī)助方法自動(dòng)提取，并通過影像及地形資料分析進(jìn)行了人工分級(jí)。相比于傳統(tǒng)方法，這樣做不僅速度快、效率高，而且成果準(zhǔn)確，內(nèi)容更為豐富(如對(duì)沖溝信息也得到了很好反映)。

2.5 水文地質(zhì)遙感解譯成果

按照水文地質(zhì)遙感解譯的一般原則和方法，結(jié)合遙感解譯標(biāo)志，詳細(xì)解譯了研究區(qū)的各類水文地質(zhì)要素。通過野外檢查和補(bǔ)充解譯完善了解譯成果，編制了水文地質(zhì)遙感解譯成果圖(圖4)。

圖4 水文地質(zhì)遙感解譯成果圖Fig.4 Map of remote sensing interpretation of hydrogeology

3 水文地質(zhì)綜合分析

前述的水文地質(zhì)遙感解譯工作充分發(fā)揮了遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，快速準(zhǔn)確地獲取了研究區(qū)與巖溶水資源密切相關(guān)的要素信息。以水文地質(zhì)理論為指導(dǎo)，綜合分析這些解譯成果能夠進(jìn)一步闡明研究區(qū)的水文地質(zhì)條件和巖溶水資源的補(bǔ)給—徑流—排泄特征，實(shí)現(xiàn)圈定富水區(qū)，優(yōu)選備用水源地。

3.1 含水巖組的富水程度分析

本次研究的對(duì)象是巖溶水資源，主要分析碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組的富水程度。根據(jù)水文地質(zhì)理論，含水地層的富水程度與地層的厚度、巖性和裂隙發(fā)育程度密切相關(guān)，通常按照平水年的泉流量來劃分。這種劃分方法需要大量的長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過遙感無法直接獲取這些數(shù)據(jù)。沖溝，斷層和裂隙的密集程度是巖石性質(zhì)、地層厚度和裂隙發(fā)育程度在地表的綜合體現(xiàn)，與基巖的破碎程度和大氣降雨的入滲系數(shù)正相關(guān)，可以用來分析含水巖組的富水程度。本次研究按照碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組單位面積內(nèi)的沖溝、斷層和裂隙的密度來劃分碳酸鹽巖含水巖組的富水程度。

將包含沖溝、斷層和裂隙空間分布信息的線文件與碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組的解譯成果進(jìn)行空間疊加分析，計(jì)算出碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組中沖溝、斷層和裂隙的平均密度為2.3 km/km2；再利用GIS的網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)功能，將沖溝、斷層和裂隙的密度高于平均密度的碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組定為強(qiáng)富水程度巖組，反之為中等富水程度巖組。其結(jié)果與1∶60萬北京市水文地質(zhì)圖的成果基本吻合。

3.2 斷層的富水性分析

斷層是地下水的貯水空間、集水廓道、導(dǎo)水通道和隔水屏障，分析斷層的富水程度對(duì)富水區(qū)的分析有重要意義。

根據(jù)水文地質(zhì)理論，斷層的富水程度取決于斷層的上下盤巖石類型、力學(xué)性質(zhì)、規(guī)模和近期活動(dòng)性等因素。本次研究在GIS平臺(tái)上分析斷層的富水程度。第一步，根據(jù)斷層的力學(xué)性質(zhì)判斷斷層的富水程度，張性和張扭性斷層判斷為富水?dāng)鄬印５诙?，分析壓性及壓扭性斷層和性質(zhì)不明斷層的富水程度：首先進(jìn)行緩沖區(qū)分析，構(gòu)建壓性及壓扭性斷層和性質(zhì)不明斷層的10 m緩沖區(qū)，將斷層的“線”變?yōu)椤皡^(qū)”,再進(jìn)行空間疊加分析，將斷層緩沖區(qū)與研究區(qū)含水巖組遙感解譯成果進(jìn)行空間疊加分析；然后進(jìn)行屬性輸出，計(jì)算斷層10 m緩沖區(qū)內(nèi)的各類含水巖組的面積；最后根據(jù)判斷原則分析其富水程度。判斷的原則是如果碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組面積大于或等于該斷層10 m緩沖區(qū)面積的1/2，則判斷該斷層為富水?dāng)鄬樱粗疄榉歉凰當(dāng)鄬印５诙降膶?shí)質(zhì)是通過定量分析斷層上下兩盤的巖石類型判斷斷層的富水性。第三步,將分析結(jié)果賦入斷層“線文件”的屬性中，在GIS中實(shí)現(xiàn)可視化。

3.3 富水區(qū)推斷

巖溶地下水的賦存條件與巖性、構(gòu)造及地形地貌等因素密切相關(guān)。一般意義上，巖溶地區(qū)的4種類型區(qū)域最有可能成為巖溶地下水的富水區(qū)：①碳酸鹽巖質(zhì)純層厚的巖溶發(fā)育區(qū)；②可溶巖與非可溶巖的接觸帶或者巖溶區(qū)巖相變化最大的地段；③巖溶區(qū)內(nèi)的構(gòu)造破碎帶和構(gòu)造褶曲急劇變化帶；④巖溶區(qū)的地形低洼地段或者河谷地段。

根據(jù)水文地質(zhì)遙感解譯成果和上述推斷依據(jù)，本次研究共推斷出3處巖溶地下水富集區(qū)(圖5)。每處巖溶地下水富水區(qū)域的上游都有碳酸鹽巖質(zhì)純層厚的巖溶發(fā)育區(qū)，都位于巖溶區(qū)的地形低洼地段，處于巖溶水的排泄區(qū)，一般還能受基巖裂隙水和第四紀(jì)松散層孔隙水的補(bǔ)給，水的循環(huán)交替強(qiáng)烈，對(duì)巖溶地下水的補(bǔ)給和儲(chǔ)存非常有利。

圖5 研究區(qū)的富水區(qū)Fig.5 Rich water area of study area

3.4 新水源地概況

位于平谷區(qū)峪口鎮(zhèn)附近的富水區(qū)是研究區(qū)的最優(yōu)水源地(圖6)。峪口鎮(zhèn)位于山前傾斜平原，屬于巖溶區(qū)的地形低洼地段，地勢(shì)北高南低。地下水補(bǔ)給方式以大氣降雨補(bǔ)給為主，地表水和非巖溶地下水補(bǔ)給為輔。補(bǔ)給區(qū)面積超過400 km2，其中碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組的分布區(qū)約180 km2，松散堆積物空隙含水巖組的面積約150 km2，有利于大氣降雨的入滲補(bǔ)給；補(bǔ)給區(qū)內(nèi)的2條河流流經(jīng)了大片的巖溶區(qū)，部分地表水沿河床的巖溶裂隙滲入地下，地表水補(bǔ)給地下水；補(bǔ)給區(qū)內(nèi)的F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5和F6斷層都是富水?dāng)鄬?，橫切了碳酸鹽巖地層和其他非碳酸鹽巖地層，使碳酸鹽巖含水巖組與其周圍的非碳酸鹽巖隔水層發(fā)生了水力聯(lián)系，將非碳酸鹽巖隔水層中的裂隙水導(dǎo)入碳酸鹽巖含水巖組中，非碳酸鹽巖地下水補(bǔ)給巖溶地下水，斷層起了導(dǎo)水作用，為導(dǎo)水型的富水?dāng)鄬?。補(bǔ)給區(qū)北部和東部的邊界為碳酸鹽巖與碎屑巖和變質(zhì)巖接觸的隔水邊界，西部邊界為碳酸鹽巖與埋藏型碎屑巖接觸的隔水邊界，3個(gè)方向都是巖性隔水邊界，不會(huì)發(fā)生大規(guī)模的潛排。根據(jù)遙感解譯和實(shí)地調(diào)查結(jié)果，3個(gè)方向上也沒有大泉排泄，地下水受隔水邊界的控制向地形的低洼區(qū)流動(dòng)，整個(gè)區(qū)域內(nèi)的地下水應(yīng)該是自東北，西北和北部往南流，在峪口鎮(zhèn)附近以潛排的方式排泄，地下水資源豐富。

圖6 新水源地簡(jiǎn)圖Fig.6 Map of new water sources

4 結(jié)論與討論

本次研究首先將ZY1-02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用與水文地質(zhì)領(lǐng)域中，既尋找到了北京市新的供水水源地，又建立了一些水文地質(zhì)要素對(duì)應(yīng)ZY1-02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)的遙感解譯標(biāo)志，有助于國(guó)產(chǎn)資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

1)遙感技術(shù)是水文地質(zhì)調(diào)查的重要手段，能夠快速、準(zhǔn)確地解譯各類水文地質(zhì)要素。充分利用遙感技術(shù)既能提高工作效率和成果的準(zhǔn)確性，又能大大減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度和野外工作量，節(jié)省人財(cái)物力。應(yīng)進(jìn)一步推廣遙感技術(shù)在水文地質(zhì)調(diào)查工作中的應(yīng)用，提高水文地質(zhì)調(diào)查工作中高新技術(shù)的應(yīng)用水平。

2)ZY1-02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)能夠廣泛地應(yīng)用于水文地質(zhì)調(diào)查中。作為國(guó)產(chǎn)的資源衛(wèi)星，ZY1-02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)量接近或達(dá)到國(guó)際同類衛(wèi)星水平，數(shù)據(jù)價(jià)格低廉，應(yīng)該進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，使其得到最大化的利用。

3)基于ZY1-02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)，建立了部分水文地質(zhì)要素的遙感解譯標(biāo)志，對(duì)北方巖溶區(qū)的水文地質(zhì)解譯有指導(dǎo)意義。

4)研究中利用遙感解譯成果，在GIS平臺(tái)上分析碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組的富水程度和斷層的富水性，其結(jié)果與1∶60萬北京市水文地質(zhì)圖的成果基本吻合。

5)利用ZY1-02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)圈定了3處富水區(qū)，并在峪口鎮(zhèn)附近優(yōu)選了一處新的供水水源地。根據(jù)最新工作進(jìn)展，在峪口鎮(zhèn)附近已成井見水，單日涌水量近4×104m3。研究也認(rèn)為，利用遙感技術(shù)圈定的富水區(qū)范圍較廣，還需要綜合物探等其他技術(shù)手段確定井位。

6)本研究還存在一些不足，如沒有與物探、鉆探等其他技術(shù)手段的結(jié)合，建立的遙感解譯標(biāo)志和提出的水文地質(zhì)分析方法有地域性局限。這些不足是水文地質(zhì)遙感調(diào)查仍需要深入研究的重點(diǎn)，也是作者未來的研究方向。

志謝：本研究得到了北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和專家的支持，在此表示衷心感謝。

[1] 景志熙.遙感圖象在區(qū)域水文地質(zhì)普查中的應(yīng)用——馬關(guān)幅航衛(wèi)片解譯的幾個(gè)實(shí)例[J].中國(guó)巖溶,1986(s1):29-32. Jing Z X.The application of remote sensing images to the regional hydrogeological reconnaissance[J].Carsologica Sinica,1986(s1):29-32.

[2] 周笑綠,李賓亭.全掩蓋或半掩蓋區(qū)遙感水文地質(zhì)調(diào)查方法探討[J].西北地質(zhì),1995,16(3):17-21. Zhou X L,Li B T.The investigation methods of covering the whole or half covered area of remote sensing geological[J].Northwestern Geology,1995,16(3):17-21.

[3] 江衛(wèi),李曦濱.遙感Landsat TM數(shù)據(jù)在水文地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用[J].河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào),2001,18(1):69-72. Jiang W,Li X B.Application of landsite TM data of remote sensing in hydrological surveying and drawing[J].Journal of Hebei Institute of Architectural Science and Technology,2001,18(1):69-72.

[4] 劉春玲,童立強(qiáng),丁富海,等.云南九龍河流域的水文地質(zhì)遙感影像特征研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2008,16(s1):188-192. Liu C L,Tong L Q,Ding F H,et al.The characteristics of hydro-geological remote sensing image of Jiulonghe river valley in Yunnan Province[J].Journal of Engineering Geology,2008,16(s1):188-192.

[5] 郭慶十.遙感技術(shù)在區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查中應(yīng)用研究[C]//中國(guó)遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)2010年會(huì)暨區(qū)域遙感發(fā)展與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集.南京,2010:128-133. Guo Q S.The application study of remote sensing technology in field hydrogeology survey[C]//China Remote Sensing Application Association 2010 Annual Meeting and Regional Remote Sensing Development and Industry Forum Proceedings.Nanjing,2010:128-133.

[6] 羅太近,李小青.MapGIS在貴州錦江、舞陽河流域水文地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,8(11):29-32. Luo T J,Li X Q.Application of MapGIS in hydrogeological investigation of Wuyang River Basin in Jinjiang,Guizhou[J].Journal of Yangtze University:Natural Science Edition,2011,8(11):29-32.

[7] 楊清華.遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究與進(jìn)展[J].國(guó)土資源遙感,2013,25(3):1-6.doi:10.6046/gtzyyg.2013.03.01. Yang Q H.Research and progress of the technical standard system for remote sensing geological survey[J].Remote Sensing for Land and Resources,2013,25(3):1-6.doi:10.6046/gtzyyg.2013.03.01.

(責(zé)任編輯：李瑜)

Application of satellite data of ZY1-02C to the exploration engineering of Karst water resources in Beijing

CHENG Yang1， TONG Liqiang2， GUO Zhaocheng2， MO Yuanfu1,JI Yiqun3

(1.InstituteofKarstGeology,CAGS,Guilin541004，China; 2.ChinaAeroGeophysicalSurveyandRemoteSensingCenter,Beijing100083,China; 3.BeijingInstituteofHydrogeologyandEngineeringGeology,Beijing100195,China)

Using the satellite data of ZY1-02C as the data source,aided by GIS as the platform,and based on the remote sensing geological theory and hydrogeologic theory,the authors applied the remote sensing technology to the exploration of Karst water resources in Beijing. According to the remote sensing hydrogeological interpretation and comprehensive analysis，the authors delineated a new source of water supply through optimization， established the interpretation criteria of water-bearing formations and springs applicable to Karsts areas in northern China，presented a method for analyzing the hydrogeological conditions based on GIS， and expanded the application field of domestic resources satellites.

remote sensing；ZY1-02C satellite；hydrogeology；Karst water resources

2013-12-04；

2014-02-18

北京巖溶水資源勘查評(píng)價(jià)工程(BJYRS)資助。

10.6046/gtzyyg.2015.02.28

程洋，童立強(qiáng)，郭兆成，等.資源一號(hào)02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)在北京巖溶水資源勘查評(píng)價(jià)工程中的應(yīng)用[J].國(guó)土資源遙感，2015,27(2)：183-189.(Cheng Y，Tong L Q，Guo Z C,et al.Application of satellite data of ZY1-02C to the exploration engineering of Karst water resources in Beijing[J].Remote Sensing for Land and Resources,2015,27(2)：183-189.)

TP 79

A

1001-070X(2015)02-0183-07

程洋(1987-)，男，助理研究員，從事遙感在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究。Email：chengyang66666@sina.com。