國內(nèi)外遙感試驗(yàn)場建設(shè)進(jìn)展

梁樹能，甘甫平，張振華，魏紅艷，肖晨超，魏丹丹

(1.中國國土資源航空物探遙感中心，北京100083;2.國土資源部航空地球物理與遙感地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083)

0 引言

遙感試驗(yàn)場是自然條件相對穩(wěn)定、具有定位觀測條件的天然固定試驗(yàn)場所，主要用于遙感技術(shù)基礎(chǔ)理論研究、技術(shù)試驗(yàn)、有效載荷指標(biāo)的論證及評價、遙感圖像質(zhì)量的評價等。按試驗(yàn)場的應(yīng)用功能及可實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，分為綜合試驗(yàn)場、專業(yè)試驗(yàn)場和校正場。綜合試驗(yàn)場場地面積較大，地物類型及特征豐富，可開展的遙感實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較齊全，具有穩(wěn)定、持續(xù)的觀測周期能力;專業(yè)試驗(yàn)場的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有所側(cè)重，偏重于某一技術(shù)方法或?qū)I(yè)服務(wù)，反映遙感應(yīng)用的專業(yè)性和代表性特點(diǎn);而校正場是一種需要有一定特殊條件的試驗(yàn)場，主要包括幾何校正場和輻射校正場。

隨著對地觀測應(yīng)用能力的進(jìn)一步深入，民用遙感正進(jìn)一步向高空間分辨率、高光譜分辨率、短重訪周期發(fā)展。綜觀遙感技術(shù)的發(fā)展歷程，每一次遙感技術(shù)的飛躍以及遙感應(yīng)用水平的提高，都離不開遙感試驗(yàn)場。如航天大國美國，在從MSS到TM、ETM+、ASTER和航天高光譜Hyperion以及航空高光譜AVIRIS等的推廣應(yīng)用之前，都在Cuprite遙感試驗(yàn)場和死谷試驗(yàn)場開展了針對具體數(shù)據(jù)特征的技術(shù)方法開發(fā)與應(yīng)用評價等研究，不僅獲得了有關(guān)載荷指標(biāo)設(shè)置的優(yōu)化和后續(xù)發(fā)展的建議，也保證了遙感數(shù)據(jù)獲取之后能很快投入應(yīng)用，加速了遙感數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用運(yùn)行進(jìn)程［1～2］。

在地質(zhì)礦產(chǎn)領(lǐng)域，遙感技術(shù)是基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源評價、地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評價等的重要支撐技術(shù)之一。但如何發(fā)揮好遙感技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)資源和環(huán)境評價應(yīng)用中的作用和定量化水平，避免遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用與推廣的盲目性等是亟待解決的關(guān)鍵問題。為此，在中國地質(zhì)調(diào)查局的支持下，于新疆哈密地區(qū)開展了我國遙感地質(zhì)試驗(yàn)場的建設(shè)工作。本文在對國內(nèi)外遙感試驗(yàn)場建設(shè)進(jìn)展綜合比對調(diào)研的基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)總結(jié)了美國Cuprite試驗(yàn)場、死谷北部試驗(yàn)場、澳大利亞高光譜應(yīng)用試驗(yàn)場、我國長春凈月潭遙感試驗(yàn)場以及黑河綜合遙感聯(lián)合試驗(yàn)站等的建設(shè)進(jìn)展，可為我國遙感地質(zhì)應(yīng)用試驗(yàn)場的建設(shè)提供啟示。

1 國外遙感試驗(yàn)場建設(shè)概況

國外遙感試驗(yàn)場的建設(shè)相對較早，自20世紀(jì)60年代起，為了大力推進(jìn)遙感應(yīng)用，以美國、澳大利亞等為代表的發(fā)達(dá)國家相繼建立了一系列基于多光譜遙感和基于高光譜遙感的試驗(yàn)場。這些試驗(yàn)場的建設(shè)對遙感事業(yè)的發(fā)展以及地球資源衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用起到了積極的推動作用，取得了客觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。同時，隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展及遙感試驗(yàn)場應(yīng)用的深入，一些典型的試驗(yàn)場逐漸得到了公認(rèn)。

1.1 基于多光譜遙感的試驗(yàn)場

20世紀(jì)70年代，美國為了建立以資源衛(wèi)星系列為主體的全球資源環(huán)境遙感技術(shù)體系，先后在其國內(nèi)及周邊國家選擇和推薦了289個試驗(yàn)場，作為傳感器工作參數(shù)選擇、評價及應(yīng)用驗(yàn)證的基礎(chǔ)場地。在后期各種地球資源遙感計(jì)劃研究中應(yīng)用過并逐漸形成的具有一定代表性的試驗(yàn)場見表1，其中比較典型的有Pisgah火山試驗(yàn)場、凱恩·斯普林茨試驗(yàn)場、洛杉磯環(huán)境試驗(yàn)場和Bucks湖試驗(yàn)區(qū)等。

1.1.1 Pisgah 火山試驗(yàn)場

Pisgah火山試驗(yàn)場位于加利福尼亞州Barstow以東64 km，最初是作為阿波羅登月計(jì)劃的一部分被選作月球模擬試驗(yàn)區(qū)，早于地球資源衛(wèi)星計(jì)劃。

試驗(yàn)場由兩部分組成:一部分約為13 km×1.6 km，包括Pisgah火山錐和Lavic湖干涸的部分;另一部分約為3.2 km×1.6 km。該區(qū)地表盆山相間，由火山巖、沖積扇和細(xì)顆粒鹽湖土壤組成。該試驗(yàn)區(qū)主要用于校準(zhǔn)遙感試驗(yàn)儀器，并逐漸發(fā)展了遙感數(shù)據(jù)的判讀技術(shù)。

1.1.2 凱恩·斯普林茨試驗(yàn)場

凱恩·斯普林茨試驗(yàn)場位于亞利桑那州(Arizona)西北部，于1965年由內(nèi)華達(dá)(Nevada)大學(xué)遙感研究計(jì)劃成員和美國航宇局試驗(yàn)區(qū)選場小組共同選定。試驗(yàn)區(qū)的西北角在內(nèi)華達(dá)州梅斯基特 (Mesquite)東南15 km，南面65 km處的米徳湖 (Lake Mead)湖灣主要用作校準(zhǔn)紅外和微波遙感器。試驗(yàn)場的地質(zhì)情況已由內(nèi)華達(dá)大學(xué)遙感研究計(jì)劃的有關(guān)科學(xué)家進(jìn)行過詳細(xì)研究。

美國航宇局對該試驗(yàn)場進(jìn)行了幾次試驗(yàn)飛行，所得數(shù)據(jù)也已由內(nèi)華達(dá)大學(xué)試驗(yàn)區(qū)研究小組的人員作了分析。用AN/APQ97雷達(dá)獲得的雷達(dá)圖像證明它在地質(zhì)構(gòu)造研究中是非常具有參考價值的。

1.1.3 洛杉磯環(huán)境試驗(yàn)場

洛杉磯環(huán)境試驗(yàn)場位于科羅拉多州中西部，由博納扎、都會科連多和圣胡安等3個分區(qū)組成，面積大約60000 km2。該試驗(yàn)場是一個大型綜合試驗(yàn)區(qū)，包含多種互相關(guān)聯(lián)的地理學(xué)特征和氣候條件。其中博納扎分區(qū)主要側(cè)重于地質(zhì)學(xué)和水文學(xué)，圣胡安分區(qū)主要研究生態(tài)學(xué)、冰川地質(zhì)-地貌學(xué)、大氣、土壤和凍原等，都會科連多分區(qū)側(cè)重于城市和土地使用規(guī)劃等研究。

表1 部分基于多光譜遙感的遙感試驗(yàn)場Table 1 Remote sensing test site of Multispectral Remote Sensing

洛杉磯環(huán)境試驗(yàn)場包含多個火山中心和火山區(qū)，主要是博納扎、錫爾弗克里夫—羅希達(dá)丘陵以及位于西南部分的圣胡安火山區(qū)。這些地區(qū)由漸新統(tǒng)巖流、火山灰流、角礫巖和凝灰?guī)r組成。在火山區(qū)域內(nèi)已經(jīng)形成許多由火山構(gòu)造引起的大的塌陷，這些塌陷特征是漸新統(tǒng)火山活動中心的標(biāo)志，大量的成礦作用常常與這種塌陷伴隨產(chǎn)生，而且后期噴發(fā)物質(zhì)大量地堆積于塌陷區(qū)域。

1.1.4 Bucks湖試驗(yàn)區(qū)

Bucks湖試驗(yàn)區(qū)位于美國內(nèi)華達(dá)山脈以北，加利福尼亞州昆西城以西約24 km，主要用于森林遙感實(shí)驗(yàn)研究。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)包括海拔高度1000～2100 m的大約300 km2的山岳地帶，因而可反映不同土壤和植被類型的氣候狀況。

1.2 基于高光譜遙感的試驗(yàn)場

在多光譜遙感技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)之上，20世紀(jì)80年代初美國提出了高光譜遙感概念模型并成功研制了成像 (高)光譜儀，此后世界上一些發(fā)達(dá)國家，如美國、加拿大、澳大利亞等，選擇特定試驗(yàn)場對成像光譜儀進(jìn)行了評價實(shí)驗(yàn)及運(yùn)用研究，促進(jìn)了高光譜遙感技術(shù)和方法的發(fā)展，逐步形成了涵蓋不同光譜譜段和不同空間分辨率的具有不同平臺的高光譜遙感技術(shù)體系［3～4］。比較典型且得到認(rèn)可的高光譜遙感試驗(yàn)場主要有美國Cuprite試驗(yàn)場、美國死谷北部試驗(yàn)場以及澳大利亞高光譜應(yīng)用試驗(yàn)場等。

1.2.1 Cuprite 試驗(yàn)場

Cuprite試驗(yàn)場位于內(nèi)華達(dá)州西部Goldfield鎮(zhèn)以南約30 km的Cuprite礦區(qū)。從19世紀(jì)70年代開始，Cuprite試驗(yàn)場就作為MSS、TM、ETM、ASTER、Hyperion等衛(wèi)星傳感器的遙感地質(zhì)應(yīng)用試驗(yàn)場。20世紀(jì)80年代又發(fā)展成為成像光譜的應(yīng)用試驗(yàn)場，加速了AVIRIS、Probe-1、SEBASS、GER等成像光譜儀的改進(jìn)與完善，開發(fā)了成像光譜應(yīng)用技術(shù)方法與應(yīng)用系統(tǒng)。Cuprite試驗(yàn)場現(xiàn)在已經(jīng)成為遙感地質(zhì)界普遍認(rèn)同的“標(biāo)準(zhǔn)的”遙感試驗(yàn)場。

1.2.1.1 地層和巖石

該試驗(yàn)場區(qū)交通便利，地勢較低。95號公路將Cuprite礦區(qū)分成東西兩個部分。試驗(yàn)場區(qū)內(nèi)地層主要包括寒武紀(jì)、第三紀(jì)和第四紀(jì)地層 (見圖1)。寒武紀(jì)地層中有銅、金、銀和鉛礦化，第三紀(jì)凝灰質(zhì)沉積巖和熔結(jié)凝灰?guī)r中有硫產(chǎn)出。

圖1 Cuprite礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological sketch map of Cuprite mining area

寒武系主要是沉積巖地層，在試驗(yàn)場西區(qū)出露較多，主要包括Harkless組、MuleSpring灰?guī)r和Emigrant組。Harkless組主要由綠色硬綠泥石粉砂巖組成，礦物成分有云母、綠泥石、黑云母和石英等，局部可見少量砂質(zhì)灰?guī)r;MuleSpring灰?guī)r覆蓋在Harkless組之上，由灰色微晶、薄層灰?guī)r組成;Emigrant組由薄層灰?guī)r和燧石組成，僅西北和西南少數(shù)地區(qū)出露。

第三紀(jì)地層多分布在試驗(yàn)場東區(qū)，巖石類型主要是多晶流紋巖、英安粗質(zhì)凝灰?guī)r、沉積巖和火山巖;試驗(yàn)場西區(qū)出露有一條英安粗質(zhì)霏細(xì)巖巖墻。東區(qū)還有少量含斜長橄欖巖斑晶玄武巖熔巖出露。東、西部的第三紀(jì)火山巖蝕變發(fā)育。

第四紀(jì)地層為砂礫層 (局部可見大石塊)，在試驗(yàn)場區(qū)內(nèi)分布廣泛。

1.2.1.2 蝕變

Cuprite試驗(yàn)場區(qū)擁有一個相對保存完好的火山巖水熱蝕變系統(tǒng)，蝕變巖石廣泛出露，主要蝕變礦物為高嶺石、明礬石和硅化等。蝕變巖石可進(jìn)一步劃分為3個填圖單元 (見圖2)，即硅化巖石、蛋白石化與黏土化巖石。硅化巖石分布在該地區(qū)中部到最南端，呈一個大型不規(guī)則的補(bǔ)丁，硅化核心部位 (包含石英、方解石和細(xì)小的明礬石與高嶺石)是Cuprite礦區(qū)蝕變最強(qiáng)烈的巖石;蛋白石化巖石含有大量蛋白石、明礬石與高嶺石;黏土化巖石中，斜長巖蝕變成為高嶺石，玻璃質(zhì)組分蝕變成為蛋白石和不同含量的蒙脫石與高嶺石。

圖2 Cuprite礦區(qū)3種蝕變巖石單元分布Fig.2 Three alteration rock units in Cuprite mine area

1.2.1.3 礦物和巖性的識別與填圖實(shí)驗(yàn)

20世紀(jì)70年代末，美國就開始在Cuprite地區(qū)進(jìn)行蝕變礦物地質(zhì)填圖試驗(yàn)研究。1976年利用在可見近紅外具有11個波段的Bendix 24通道航空掃描儀開展了航空飛行實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)在可見—近紅外譜段范圍內(nèi)熱液蝕變巖石中明礬石和黏土礦物的含量變化、以及鐵含量的變化。該次實(shí)驗(yàn)獲得了非常好的效果，直接促進(jìn)了1978年決定在陸地專題衛(wèi)星TM上增加第七波段 (2.08～2.35 μm)。

Cuprite試驗(yàn)場自20世紀(jì)80年代中期開始作為成像光譜儀的分析試驗(yàn)場，Clark等［3］先后利用AVIRIS數(shù)據(jù)在Cuprite試驗(yàn)場進(jìn)行了礦物種類和巖性的識別與填圖、礦物識別的定量化等實(shí)驗(yàn)研究 (見圖3)。

圖3 Cuprite試驗(yàn)場礦物分布圖Fig.3 Mineral distribution map in Cuprite test site

Rowan等［4］使用ASTER對Cuprite礦區(qū)熱液蝕變巖石和圍巖進(jìn)行了蝕變礦物填圖實(shí)驗(yàn)，并且與AVIRIS的礦物識別結(jié)果進(jìn)行了比較分析 (見圖4)。

圖4 Cuprite地區(qū)的ASTER和AVIRIS礦物識別與礦物分布Fig.4 Mineral recognition and mineral distribution of ASTER and AVIRIS in Cuprite area

1.2.2 死谷北部試驗(yàn)場

死谷北部試驗(yàn)場位于美國加州和內(nèi)華達(dá)州分界線中南部，Grapevine山脈北部。該地區(qū)植被主要是草、零星灌木叢和仙人掌，覆蓋率一般小于5%，對遙感影響不大。

該試驗(yàn)場地層及蝕變都很發(fā)育，其中前寒武系基巖由灰?guī)r、白云巖和砂巖及其接觸變質(zhì)巖組成;中生代深成巖體主要包括黑云母花崗巖、石英二長巖斑巖巖株、石英二長巖巖墻和一個花崗巖侵入體，這些巖體均被南北向狹窄礦化剪切帶所切割，其中發(fā)育絹云母 (細(xì)粒白云母或伊利石)和氧化鐵礦物。石英二長斑巖中發(fā)育一條相對較寬的北西向浸染狀石英、黃鐵礦、絹云母、黃銅礦和氟石及針鐵礦礦化蝕變帶。

前寒武系中石英二長巖株的周圍發(fā)育矽卡巖化，主要由棕色鈣鐵榴石及方解石、綠簾石和透閃石等共生礦物組成。

該試驗(yàn)場研究程度相對較高，1982年被美國地調(diào)局指定為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查試驗(yàn)區(qū)。1984至2006年安排了各種遙感儀器試驗(yàn)，主要是評價遙感技術(shù)在資源調(diào)查中的作用，并發(fā)展了分析方法。可評價的遙感數(shù)據(jù)包括 Landsat MSS、TM、TIMS、JPL機(jī)載合成孔徑雷達(dá)(AIRSAR)和SIR-C等。

1.2.3 澳大利亞高光譜應(yīng)用試驗(yàn)場

澳大利亞地球觀測中心 (EOC)高光譜試驗(yàn)場共有17個 (見圖5)，均為應(yīng)用型試驗(yàn)場，并且側(cè)重礦物填圖以及與海岸生態(tài)有關(guān)的自然環(huán)境變化監(jiān)測與研究，其中3個是與地質(zhì)應(yīng)用相關(guān)的試驗(yàn)場，分別是MtFitton、Goldsworthy和Panorama。MtFitton用于開展地質(zhì)與礦產(chǎn)填圖研究，Goldsworthy用于研究礦山復(fù)墾問題，Panorama用于開展VMS型礦物蝕變、礦物識別及填圖研究。這些綜合應(yīng)用試驗(yàn)為澳大利亞機(jī)載成像光譜儀HyMap的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為星載成像光譜儀ARES提供了技術(shù)支撐。

圖5 澳大利亞成像光譜試驗(yàn)場分布Fig.5 Imaging spectral test site distribution in Australia

2 國內(nèi)遙感試驗(yàn)場建設(shè)

中國遙感試驗(yàn)場的建設(shè)始于20世紀(jì)70年代，伴隨著我國遙感技術(shù)的不斷發(fā)展及應(yīng)用需求，先后建立起了一系列遙感綜合試驗(yàn)場、專業(yè)試驗(yàn)場和校正場 (見表2)，促進(jìn)了我國遙感技術(shù)的更快發(fā)展。相對較早開展具體綜合應(yīng)用工作的是騰沖綜合遙感試驗(yàn)場。

2.1 云南騰沖遙感綜合應(yīng)用試驗(yàn)場

該試驗(yàn)場位于云南騰沖縣，于1978年選址確認(rèn)，并在當(dāng)年開展了以國產(chǎn)傳感器為主的航空遙感綜合應(yīng)用研究。這是中國遙感界一次意義重大的綜合應(yīng)用試驗(yàn)，是我國獨(dú)立自主進(jìn)行的第一次大規(guī)模、多學(xué)科、綜合性遙感應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)了我國遙感科技的飛躍。

該次綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)分為33個專題組，完成了75項(xiàng)專題研究，包括地質(zhì)、農(nóng)林、水資源、測繪制圖等各個專業(yè)的解譯制圖，以及各種遙感儀器檢驗(yàn)和波譜測試工作，獲取了騰沖試驗(yàn)區(qū)比較系統(tǒng)而完整的第一手遙感圖像和數(shù)據(jù)，編制了大型《航空遙感圖集》和《經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)圖集》，系統(tǒng)而全面地反映了試驗(yàn)區(qū)的自然資源和開發(fā)水平，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科的綜合性遙感制圖，并攝制了《遙感》和《騰沖火山與熱泉》兩部科教片。

表2 國內(nèi)遙感試驗(yàn)場Table 2 Statistical table of remote sensing test site in China

通過這次實(shí)驗(yàn)，不僅檢驗(yàn)了儀器的性能，積累了數(shù)據(jù)，獲取了經(jīng)驗(yàn)，為我國獨(dú)立研制系統(tǒng)傳感器奠定了基礎(chǔ)，而且也為我國培養(yǎng)了大批遙感專業(yè)科研技術(shù)人員。

時隔20年后的1999年，中國科學(xué)院在騰沖又進(jìn)行了與第一次時相相同的第二次航空遙感飛行，目的主要是對成像光譜儀應(yīng)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評價。利用成像光譜儀獲取騰沖典型地段的航空遙感數(shù)據(jù)，收集地面信息數(shù)據(jù)，研究該區(qū)20年來土地覆蓋和土地利用的變化，評價航空高光譜遙感在礦產(chǎn)資源勘查方面的應(yīng)用效果，并對騰沖地區(qū)自然景觀進(jìn)行動態(tài)研究。

2.2 長春凈月潭遙感試驗(yàn)場

該試驗(yàn)場位于長春市東南角，距市區(qū)18 km，基本試驗(yàn)區(qū)面積300 km2，加上擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)面積約800 km2。試驗(yàn)場區(qū)屬溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，四季分明;土壤主要有地帶性丘陵暗棕壤、黑土及草甸土三大類;植被類型以森林草原為主。該地區(qū)的自然地理要素代表了我國東北地區(qū)的特點(diǎn)，是一個比較理想的綜合遙感試驗(yàn)場。

1979年在該場進(jìn)行了一次綜合性的航空遙感實(shí)驗(yàn)，開展了地質(zhì)、地貌、水文、氣象、植被、土壤和地物波譜等各項(xiàng)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，獲得了較好的成果。

該試驗(yàn)場自1989年起成為對國內(nèi)外開放的野外遙感試驗(yàn)場地，可支持和開展多層次遙感數(shù)據(jù)的地表觀測、試驗(yàn)、檢驗(yàn)與分析模式的長期積累，地基遙感機(jī)理與模式研究，空間遙感數(shù)據(jù)與遙感產(chǎn)品的驗(yàn)證與校準(zhǔn)示范基地研究。

2.3 黑河綜合遙感聯(lián)合試驗(yàn)區(qū)

該試驗(yàn)區(qū)位于我國西部黑河流域區(qū)，可進(jìn)行寒區(qū)水文實(shí)驗(yàn)、森林水文實(shí)驗(yàn)、干旱區(qū)水文實(shí)驗(yàn)以及模擬平臺和數(shù)據(jù)平臺建設(shè)集成研究，是在流域尺度上開展以水循環(huán)及與之密切相關(guān)的生態(tài)過程為主要研究對象的大型航空、衛(wèi)星遙感與地面同步觀測的科學(xué)試驗(yàn)區(qū)。

該試驗(yàn)區(qū)已開展了多架次航空遙感飛行實(shí)驗(yàn)，所獲取的數(shù)據(jù)集包括了航空遙感、衛(wèi)星遙感、地基遙感 (微波輻射計(jì)、微波散射計(jì)、光譜儀)觀測，多普勒雷達(dá)降水觀測，微氣象和大氣廓線 (探空與分光光度計(jì))觀測，地面同步觀測的積雪屬性 (雪深、雪密度，雪粒徑及雪反射率等)、凍土屬性 (凍融狀態(tài)、水分含量、電導(dǎo)率等)，反射率/反照率，土壤溫度和冠層溫度，LAI、生物量、植被含水量、Fpar等植被生物物理和生物化學(xué)參數(shù)，以及樹高、冠幅植被結(jié)構(gòu)參數(shù)等。

2.4 哈密遙感地質(zhì)綜合試驗(yàn)場

2.4.1 地理位置

該試驗(yàn)場位于新疆東天山哈密市東南，距離哈密市區(qū)約160 km，面積約1600 km2。區(qū)內(nèi)交通較為方便，312國道從試驗(yàn)場區(qū)西南部貫穿，與蘭新鐵路煙墩站、尾亞站有簡易公路相連，試驗(yàn)場區(qū)內(nèi)還有多條礦區(qū)柏油路貫穿;哈密機(jī)場位于試驗(yàn)場區(qū)西北角約130 km處。

試驗(yàn)場區(qū)屬于荒漠戈壁地區(qū)，總體地勢呈南高北低之勢。區(qū)內(nèi)屬大陸性氣候，干旱少雨，水系不發(fā)育，無常年流水，區(qū)內(nèi)晝夜溫差大。區(qū)內(nèi)植被非常稀少，是開展遙感地質(zhì)綜合應(yīng)用研究及新技術(shù)新方法開發(fā)應(yīng)用的理想場地。

2.4.2 地質(zhì)概況

試驗(yàn)場區(qū)屬于塔里木板塊北部陸緣活動帶二級構(gòu)造單元，區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，尤其是斷裂構(gòu)造發(fā)育，深斷裂、大斷裂和一般斷裂構(gòu)成錯綜復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)。

試驗(yàn)場區(qū)內(nèi)出露的地層單元主要有:長城系星星峽群中深變質(zhì)巖，主要巖性為長英質(zhì)角巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖、變粒巖和淺粒巖等;下石炭統(tǒng)干墩組次深海相陸源碎屑淺變質(zhì)巖和中酸性火山碎屑巖，地層巖石的綠泥石化、綠簾石化蝕變普遍比較強(qiáng)烈;下石炭統(tǒng)雅滿蘇組陸源碎屑沉積巖、火山碎屑巖和中-基性火山巖;下石炭統(tǒng)梧桐窩子組中酸性熔巖夾火山碎屑巖;下二疊統(tǒng)阿其克布拉克組陸相碎屑巖;以及古近系、新近系和第四系等。

由于大洋板塊俯沖、大陸板塊碰撞及后碰撞走滑和伸展等作用，相應(yīng)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的巖漿活動及火山爆發(fā)，使得區(qū)內(nèi)侵入巖及脈巖非常發(fā)育，從超基性-基性巖到中酸性巖均有分布。受表生地質(zhì)作用影響，區(qū)域的侵入巖普遍蝕變較強(qiáng)，其中基性巖和超基性巖的褐鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化或蛇紋石化等較發(fā)育，而中酸性巖體的白云母化、絹云母化、綠泥石化、高齡石化和黃鐵礦化等也較為發(fā)育。

2.4.3 試驗(yàn)場建設(shè)進(jìn)展

試驗(yàn)場建設(shè)主要是面向遙感地質(zhì)勘查技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用需求，建設(shè)野外與室內(nèi)相適應(yīng)和匹配的遙感地質(zhì)試驗(yàn)場的仿真實(shí)驗(yàn)平臺。目前已完成野外試驗(yàn)場基礎(chǔ)地理、基礎(chǔ)地質(zhì)、巖礦光譜、遙感影像、地球物理和地球化學(xué)等基礎(chǔ)本底數(shù)據(jù)的采集 (見表3);同時，針對遙感地質(zhì)試驗(yàn)場的特點(diǎn)，搭建了室內(nèi)半實(shí)物仿真硬件平臺，具備了開展仿真模擬的能力。

開發(fā)了遙感地質(zhì)試驗(yàn)場服務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了野外試驗(yàn)場本底數(shù)據(jù)庫和室內(nèi)數(shù)字仿真平臺及物理仿真實(shí)驗(yàn)室，可實(shí)現(xiàn)遙感地質(zhì)試驗(yàn)場服務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，初步具備了提供社會公益性服務(wù)的能力 (見圖6)。

目前，在該試驗(yàn)場可開展遙感地質(zhì)產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)，遙感數(shù)據(jù)幾何與輻射等標(biāo)定，航天、航空、地面等有效載荷的論證和指標(biāo)設(shè)置以及航天、航空、地面等成像系統(tǒng)性能預(yù)測與優(yōu)化、圖像質(zhì)量評估等科研工作。

表3 哈密地質(zhì)試驗(yàn)場基礎(chǔ)本底數(shù)據(jù)Table 3 Basic background data of Hami test site

3 結(jié)論

遙感試驗(yàn)場是可用于遙感技術(shù)基礎(chǔ)研究、技術(shù)實(shí)驗(yàn)和檢定，具有相對穩(wěn)定的自然條件和定位觀測條件的天然的固定試驗(yàn)場所。遙感試驗(yàn)場的建立不是一蹴而就的，尤其是綜合性的遙感試驗(yàn)場，需要經(jīng)過眾多研究者在同一個地區(qū)進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn);經(jīng)過長期研究，最終得到普遍認(rèn)同，才能成為一個相對“標(biāo)準(zhǔn)”的遙感試驗(yàn)場。

所建立的遙感試驗(yàn)場是多種遙感體系 (系列衛(wèi)星、多種航空遙感系統(tǒng))的地面支持系統(tǒng)的重要部分，既可滿足衛(wèi)星和航空遙感系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行及應(yīng)用評價的需要，又可為廣大遙感用戶提供基本數(shù)據(jù)資料與試驗(yàn)場地以及有效和有針對性的遙感方法和成套技術(shù)。

圖6 遙感地質(zhì)試驗(yàn)場服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)頁Fig.6 Service system webpage of Hami remote sensing geological test site

［1］ 荀毓龍.遙感基礎(chǔ)試驗(yàn)與應(yīng)用［M］.北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社，1991.XUN Yu-long.Basic test and application of remote sensing［M］.Beijing:China Science and Technology Press，1991.

［2］ 李志忠，楊日紅，黨福星，等.高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)及其地質(zhì)應(yīng)用［J］.地質(zhì)通報，2009，28(2/3):270～277.LI Zhi-zhong，YANG Ri-hong，DANG Fu-xing，et al.The hyperspectral remote sensing technology and its application ［J］.Geological Bulletin of China，2009，28(2/3):270 ～277.

［3］ Clark R N，Swayze G A，Livo K E，et al.Imaging spectroscopy:Earth and planetary remote sensing with the USGS Tetracorder and expert systems［J］.Journal of Geophysical Research:Planets，2003，108(E12):5 ～44.

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