遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究與進展

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摘要：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源需求的增加，大型工程建設(shè)項目的開展，地震、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)，這對區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)的需求不斷增加，也對其擴大服務(wù)領(lǐng)域提出了新的要求。地質(zhì)圖的更新周期長、耗資大，但是現(xiàn)今對區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的覆蓋范圍、服務(wù)領(lǐng)域都提出了更高的要求。為了提高填圖效率和質(zhì)量，應(yīng)充分利用RS，GIS，GPS等高新技術(shù)，尤其是要充分發(fā)揮遙感技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中的指導(dǎo)作用。本文以實例分析了遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究。

關(guān)鍵詞：遙感地質(zhì)；調(diào)查技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)體系；研究；

遙感技術(shù)是一門新興的高新技術(shù)手段，利用遙感技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查不僅是必要的，而且是可行的。遙感技術(shù)可以貫穿于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測、預(yù)警、評估的全過程。隨著遙感技術(shù)理論的逐步完善和遙感圖像空間分辨率、時間分辨率與波譜分辨率的不斷提高，遙感技術(shù)必將成為地質(zhì)災(zāi)害及其孕災(zāi)環(huán)境宏觀調(diào)查以及災(zāi)體動態(tài)監(jiān)測和災(zāi)情損失評估中不可缺少的手段之一。但是，全面推廣地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查，目前尚存在一定的困難和技術(shù)缺陷，有待于廣大遙感工作者和地質(zhì)災(zāi)害工作者不斷完善。

一、地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查的歷史回顧

1.近30年來，隨著航空航天對地壩觀測技術(shù)、計算機技術(shù)和電磁波信息傳輸技術(shù)等的深入研究，遙感技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，在實用化方向上邁出了重要的一步，并被廣泛應(yīng)用于各種國土資源調(diào)查與環(huán)境評價及災(zāi)害監(jiān)測中。遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，可追溯到上世紀(jì)70年代末期。日本利用遙感圖像編制了全國1/5萬地質(zhì)災(zāi)害分布圖；歐共體各國在大量滑坡、泥石流遙感調(diào)查基礎(chǔ)上，對遙感技術(shù)方法進行了系統(tǒng)總結(jié)，指出了識別不同規(guī)模、不同亮度或?qū)Ρ榷鹊幕潞湍嗍魉璧倪b感圖像的空間分辨率，遙感技術(shù)結(jié)合地面調(diào)查的分類方法，可以用GPS測量及雷達數(shù)據(jù)，監(jiān)測滑坡活動可能達到的程度。

2.我國利用遙感技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查起步較晚，但進展較快。我國地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查是在為山區(qū)大型工程建設(shè)或為大江大河洪澇災(zāi)害防治服務(wù)中逐漸發(fā)展起來的。某省率先利用遙感技術(shù)在洞庭湖地區(qū)開展了水利工程的地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作，開展了大規(guī)模的區(qū)域性滑坡、泥石流遙感調(diào)查。20世紀(jì)90年代末期在全國范圍內(nèi)開展的“省級國土資源遙感綜合調(diào)查”工作中，各?。▍^(qū)）都設(shè)立了專門的中小比例尺“地質(zhì)災(zāi)害遙感綜合調(diào)查”課題，主要是識別地質(zhì)災(zāi)害微地貌類型及活動性，評價地質(zhì)災(zāi)害對大型工程施工及運行的影響等。特別是近年在重大工程論證中，都開展了工程地質(zhì)遙感調(diào)查工作。

二、地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查中存在的主要問題

1.遙感技術(shù)尚未得到廣泛的應(yīng)用。在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查隊伍中，目前，人們對遙感技術(shù)比較陌生，使得遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2.地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查工作需要準(zhǔn)實時的遙感信息源，而這種信息源價格昂貴。受資金限制，地質(zhì)災(zāi)害的遙感調(diào)查工作難以得到普及。目前只能局限于重點地區(qū)與重點工程的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查。

3.目前，常用的遙感信息源空間分辨率較小，難以滿足地質(zhì)災(zāi)害點的詳細調(diào)查工作，這使得遙感技術(shù)僅在宏觀調(diào)查中應(yīng)用廣泛，而在微觀上應(yīng)用較少。

三、實例分析

1.以某1：5萬陀上幅區(qū)調(diào)應(yīng)用為例。對區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的覆蓋范圍、服務(wù)領(lǐng)域都提出了更高的要求，而現(xiàn)今1：25萬區(qū)調(diào)覆蓋面積約占我國陸地面積的一半，1：5萬覆蓋的面積不足1/3，這給區(qū)調(diào)工作者帶來前所未有的壓力。要充分發(fā)揮遙感技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中基礎(chǔ)作用。

2.道路信息。

（1）在傳統(tǒng)的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查過程中，道路信息的獲取主要來自于地形圖，由于地形圖的更新周期過長、成本過高，大量的地形圖已有幾十年的歷史，圖中的村莊和道路信息變化較大。這些村莊和道路信息對野外地質(zhì)調(diào)查非常重要，但是這些老舊的道路和村莊信息已不能滿足現(xiàn)今地質(zhì)填圖的要求。

（2）隨著遙感影像分辨率（空間分辨率、光譜分辨率、時間分辨率、輻射分辨率）不斷提高，尤其是空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率的提高，遙感影像空間分辨率的提高能夠區(qū)別最小單個地物的能力增強，能夠識別更窄的道路，融合了全色波段的彩色影像就能夠識別出寬度在1 m左右連續(xù)性較好的道路；光譜分辨率越高，對地物的識別精度越高，更能夠反映不同的道路信息；高時間分辨率讓獲取地表地物信息時間間隔更短，大量的遙感衛(wèi)星和高時間分辨率使得遙感影像對地表信息的獲取趨于實時更新，因此高時間分辨率影像的出現(xiàn)可以實現(xiàn)低成本、快速、實時的道路信息更新。沒有植被遮擋的大路在遙感影像中呈連續(xù)的線狀，植被遮擋的小路呈斷續(xù)的線狀，在高空間分辨率影像上都能夠很好的顯示，僅通過目視解譯就能夠?qū)⒌缆方庾g出來。遙感影像不僅是一張具有道路、村莊、地貌、露頭出露情況等地形信息的“地形圖”，而且還是一張能夠顯示巖性、構(gòu)造、礦化蝕變等地質(zhì)信息的“地質(zhì)圖”。

3.巖石地層的解譯。遙感圖像具有居高臨下、視域廣、信息豐富、地質(zhì)概況能力強等優(yōu)勢，是其它常規(guī)手段無法比擬的。遙感對構(gòu)造解譯、巖性填圖和熱液蝕變提取等方面具有速度快、效率高、成本低等優(yōu)勢，能夠彌補常規(guī)野外穿線地質(zhì)觀測速度慢、效率低、成本高等缺點。遙感在地質(zhì)中的應(yīng)用主要集中在遙感巖性解譯、構(gòu)造解譯和礦化蝕變異常提取三個方面。在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，運用遙感影像對巖性及構(gòu)造的解譯是遙感技術(shù)在地質(zhì)填圖應(yīng)用的中心環(huán)節(jié)，運用遙感技術(shù)對其進行解譯能夠準(zhǔn)確、快速、綜合、全面地提取工作區(qū)的巖石地層及構(gòu)造信息。這樣不僅可以大大減少工作量，縮短工作周期，以較少投入得到最大的產(chǎn)出，而且遙感影像輔助野外地質(zhì)路線連圖可以提高成果圖件的質(zhì)量。

4.礦田內(nèi)地形復(fù)雜，植被發(fā)育，蝕變異常提取干擾因素眾多，針對區(qū)內(nèi)的高植被覆蓋的特點設(shè)計了圖1的遙感蝕變異常提取流程圖，該方法簡稱為“無損線性拉伸+去除和抑制干擾因素+復(fù)合法（波段比值法+主成分分析）+密度分割”的復(fù)合方法。區(qū)內(nèi)主要干擾因素有植被、第四系、水體、陰影等，植被和第四系對蝕變的提取影響最大。植被覆蓋阻礙蝕變異常的提取，第四系中存在大量的“假”鐵化、泥化蝕變異常，這些“假”蝕變異常會抑制基巖中真實的蝕變異常的響應(yīng)，因此需要將這些干擾因素去除或者抑制。分別提取影像中的水體和陰影，通過目視解譯提取第四系，再對水體、陰影和第四系進行掩膜。區(qū)內(nèi)屬于高植被覆蓋區(qū)，這對區(qū)內(nèi)蝕變異常提取影響最大，由于植被覆蓋面積很大，因此不能簡單的將所有植被覆蓋區(qū)域去除。采用掩膜植被和抑制植被相結(jié)合的方法，即去除高植被覆蓋區(qū)，抑制中等植被覆蓋區(qū)。在整個蝕變異常提取處理過程中運用到的圖像增強處理均采用無損線性拉伸，就是將波段中像元亮度值的最大值與最小值之間的全部數(shù)據(jù)線性拉伸至0-255，無損線性拉伸過程不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，這樣有利于真實的提取蝕變異常。

圖1 遙感蝕變異常提職流程圖

地質(zhì)災(zāi)害的日益嚴重和對突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害搶災(zāi)救災(zāi)工作的時效性要求，應(yīng)用遙感技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查是極其必要的，是當(dāng)代高新技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。遙感技術(shù)特點及其它相關(guān)高新技術(shù)的高速發(fā)展，已使地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查成為可能。用遙感技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查具有廣闊的前景。

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