遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)在地質(zhì)填圖中的運(yùn)用探析

■王路法　江勇　孟華

（河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)　河南　鄭州　451150）

遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)在地質(zhì)填圖中的運(yùn)用探析

■王路法江勇孟華

（河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)河南鄭州451150）

我國地域遼闊，不同區(qū)域之間地質(zhì)情況都有著很大的差別，地質(zhì)勘查工作涉及到的專業(yè)知識較多，工作難度也比較大。目前，遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)被越來越多的應(yīng)用到地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域，尤其是在地質(zhì)填圖上，發(fā)揮著非常重要的作用。科技發(fā)展為遙感數(shù)字圖像處理提供了動力和支持，我國在這方面的研究也一直沒有間斷過，因此，本文基于以上情況，對遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行了研究和分析，希望能夠促進(jìn)地質(zhì)工作更好更快的發(fā)展。

遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)分析

地質(zhì)填圖是通過對一定區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況、礦產(chǎn)含量和年代、地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)的勘查，做出專業(yè)的定義和描述的過程。地質(zhì)填圖需要對區(qū)域內(nèi)的具體情況進(jìn)行研究，并將勘查到的結(jié)果依據(jù)一定的比例尺添加到地理地圖上。遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)能夠提高地質(zhì)填圖工作的效率，目前已經(jīng)越來越多的地質(zhì)工作人員所掌握。

1　遙感數(shù)字處理技術(shù)原理分析

遙感技術(shù)將地物反射的電磁波發(fā)送回地面，并且將這些信息以文字、數(shù)據(jù)和圖形的方式展示出來，這就是它的基本原理。傳感器是遙感技術(shù)發(fā)送電磁波時(shí)使用的工具，因此它的性能對遙感技術(shù)來說有著重要的作用。工作人員將處理完畢的信息進(jìn)行進(jìn)一步的加工，添加到地圖上，就完成了整個(gè)遙感數(shù)字處理過程。遙感數(shù)字圖像就是將傳感器獲得的圖像用數(shù)字的形式制成一個(gè)能夠反映地質(zhì)情況的表格，其中，地質(zhì)的灰度值和像素是遙感數(shù)字圖像的主要內(nèi)容，地質(zhì)工作人員一般將灰度值和亮度統(tǒng)稱為像素，在制作表格的時(shí)候通常會使用矩陣的形式，這樣可以較為簡單的了解遙感數(shù)字圖像的大致情況，制作矩陣需要借助一定的計(jì)算，因此專業(yè)程度較高。

遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)主要的功能是能夠?qū)Φ刭|(zhì)情況進(jìn)行精準(zhǔn)識別，并且能夠準(zhǔn)確的測量出地質(zhì)圖像的相關(guān)數(shù)據(jù)，工作人員需要借助歸納、演繹法對傳遞過來的信息進(jìn)行計(jì)算處理，通過數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系，解釋出地質(zhì)填圖的各項(xiàng)內(nèi)容。遙感圖像具有地物光譜的特殊屬性，其色澤、質(zhì)感文理結(jié)構(gòu)等信息都有一種較為特別的表現(xiàn)形式，并且在衛(wèi)星圖像只有，會包含著多種數(shù)字信息，這種圖像和數(shù)字結(jié)合的方式是非常常見的，它能夠比較詳細(xì)準(zhǔn)確的將區(qū)域地質(zhì)的類型、波普和地表狀況、分布狀況用不同的表現(xiàn)形式展示出來，因此，在高度專業(yè)化的地質(zhì)勘測工作中發(fā)揮著重要的作用。

遙感數(shù)字圖像主要有以下幾種特點(diǎn)，首先，它能夠聯(lián)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高處理圖像數(shù)據(jù)的效率，其次，由于遙感數(shù)字圖像體積較小，能夠比較方便的儲存和傳輸，相關(guān)工作人員在進(jìn)行實(shí)際地質(zhì)勘測的時(shí)候也可以隨身攜帶。第三，遙感數(shù)字圖像的最大特點(diǎn)就是能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行全方位掃描，并且沒有盲區(qū)，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的地質(zhì)勘測技術(shù)無法到達(dá)的。正是由于遙感數(shù)字圖像的這些顯著優(yōu)點(diǎn)，才使得地質(zhì)工作人員能夠更高效率的了解地質(zhì)情況，并且快速的繪制出正確的地質(zhì)填圖，減少了人力物力的投入，增加了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2　遙感數(shù)字處理技術(shù)的具體應(yīng)用分析

2.1色彩合成增強(qiáng)

色彩合成增強(qiáng)是遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，目前的此技術(shù)能夠在遙感圖像進(jìn)行色彩合成的時(shí)候?qū)⒂行袼亓炼冗M(jìn)行拉伸，使亮度超出像素范圍，并根據(jù)超出的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。一般來說，如果亮度值存在于0以下，遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)在進(jìn)行處理時(shí)就會將使亮度值趨于0，這樣處理之后反應(yīng)出來的地質(zhì)圖像會有很多白點(diǎn)，這些白點(diǎn)有很強(qiáng)的亮度，會擾亂工作人員的視線，造成判斷失誤。遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)能夠?qū)⒌刭|(zhì)圖像中不同的區(qū)域區(qū)別開來，尤其是在色彩上，會加強(qiáng)差別處理，這樣做能夠?qū)⒌刭|(zhì)情況清晰明了的展現(xiàn)出來，但同時(shí)，也會造成色彩失真，甚至丟失像素的亮度，造成不準(zhǔn)確的結(jié)果和數(shù)據(jù)，影響工作人員的判斷，為接下來的工作制造了一種阻礙。

對于色彩合成上的問題，目前已經(jīng)有了有效的解決措施，主要是在亮度的平均值和有效像素亮度的平移距離進(jìn)行控制。首先，工作人員應(yīng)該對仔細(xì)計(jì)算地質(zhì)圖像中的像素平均值，依據(jù)得出的結(jié)果合理的控制亮度高低，一般來說，遙感數(shù)字圖像中的像素點(diǎn)容易受到各種因素的影響，因此會有不正確的情況出現(xiàn)，例如工作人員在制作矩陣的時(shí)候使用了不規(guī)則的表現(xiàn)方式，那么此時(shí)的像素點(diǎn)就沒有真是的意義。像素點(diǎn)受到衛(wèi)星裝置的影響，就會增加或者減少數(shù)量，這種情況是正常的。因此，工作人員應(yīng)該對以上情況有一個(gè)全面的了解，計(jì)算出準(zhǔn)確的像素平均值，分辨出多余的像素點(diǎn)，減少失誤。第二，合理控制有效像素亮度的平移距離，由于遙感數(shù)字處理技術(shù)會對有效像素的亮度進(jìn)行一定的拉伸和移動，因此會造成一種不平衡的圖像效果。一般來說，根據(jù)以往的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)出有效像素的分布規(guī)律，工作人員應(yīng)該充分利用這項(xiàng)規(guī)律，例如，將有效像素的亮度平移到128，這樣地質(zhì)圖像的整體亮度水平就會提升上去，之后，根據(jù)規(guī)律值數(shù)，將每個(gè)像素點(diǎn)的亮度值進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訙p處理，這樣就能夠形成一種平衡的狀態(tài)，工作人員利用這種方法可以有效的減少視覺上的障礙，并且能夠解決像素失真問題。

2.2變化小波

遙感數(shù)字發(fā)展的初期，只能夠反映出地質(zhì)的大概情況，對一些細(xì)節(jié)沒有一個(gè)明確的顯示。如今，遙感數(shù)字技術(shù)越來越先進(jìn)，傳感器也實(shí)現(xiàn)了更新?lián)Q代，能夠?qū)⒌乇砻婷苍敿?xì)的變現(xiàn)出來，分辨率有了很大的提升。但是，在增加分辨率的同時(shí)，波段數(shù)也相應(yīng)的提升了，圖像傳輸就受到了影響。因此，不少地質(zhì)工作人員都開始將注意力放到壓縮遙感技術(shù)上，認(rèn)為壓縮之后能夠保證更加有效和高質(zhì)量的傳輸遙感數(shù)字圖像。

最早提出變化小波這個(gè)概念的是法國科學(xué)家Mallat，他提出了小波換算的計(jì)算方法，并對其進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明，小波換算能夠在方向選擇和時(shí)空轉(zhuǎn)換領(lǐng)域發(fā)揮作用，將其變?yōu)槟軌蜻M(jìn)行信號處理的工具。如今，變化小波這個(gè)理論已經(jīng)變成了遙感數(shù)字圖像處理中的一個(gè)重要組成部分，傳輸圖像也因此變得更加可靠。小波換算的主要方法是將空間中的一幅圖畫用更多的點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，將灰度值進(jìn)行量化處理，然后通過離散的整數(shù)將圖畫更加準(zhǔn)確的變現(xiàn)出來。這種方法能夠有效的將處理過的圖像還原出來，也方便了地質(zhì)填圖的過程，時(shí)遙感數(shù)字技術(shù)變得更加簡單和方便。小波換算和其他的數(shù)字技術(shù)相比，不需要進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，方法簡單，因此也會減少工作人員的失誤情況。同時(shí)，這種換算方法更加精確，還有去除其他干擾因素的作用，因此大大提高了地質(zhì)工作人員的工作效率，被廣泛應(yīng)用。

3　遙感數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r分析

傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖方式不僅要求工作人員擁有非常高水平的專業(yè)素養(yǎng)，而且由于不同區(qū)域環(huán)境、地質(zhì)、氣候等因素的不同，容易受到客觀因素的影響。由于地質(zhì)工作人員經(jīng)歷有限，因此無法對一些環(huán)境較為惡劣，以及地質(zhì)情況比較復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場勘測，因此造成了數(shù)據(jù)缺失的情況。另外，人工勘測較難對區(qū)域整體的地層、斷層分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確定位，因此收集到的信息經(jīng)常有不正確的地方，制作出來的地質(zhì)圖也比較粗糙。這種地圖制作的周期比較長，工程進(jìn)度也比較慢，效率很低，再加上可靠性不夠高，因此沒有發(fā)揮它應(yīng)有的作用。

如今，遙感數(shù)字圖像能夠?qū)⒛骋坏赜騼?nèi)地質(zhì)和地表的情況詳細(xì)的展現(xiàn)出來，使相關(guān)地質(zhì)工作人員有一個(gè)比較宏觀的概念和了解，這樣就能夠計(jì)算出更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步完善地理地圖的細(xì)節(jié)。但是，遙感數(shù)字圖像技術(shù)并不能將地址信息完整、準(zhǔn)確無語的傳輸?shù)浇邮掌魃?，它在傳輸?shù)倪^程中會丟失一定數(shù)量的原始數(shù)據(jù)，給后續(xù)的工作造成了阻礙，遙感數(shù)字圖像技術(shù)受到了質(zhì)疑?？萍嫉陌l(fā)展并不是一蹴而就的，需要經(jīng)歷一個(gè)長期的發(fā)展過程，但是正是這種缺陷的存在，相關(guān)技術(shù)人員才有動力去研究和發(fā)現(xiàn)，不斷改良，最后實(shí)現(xiàn)從量變到質(zhì)變的發(fā)展過程。當(dāng)前，工作人員在應(yīng)用遙感數(shù)字處理技術(shù)的時(shí)候，會以無損平移為前提，采用雙向?qū)Ρ榷鹊挠?jì)算方法進(jìn)行圖像處理，通過實(shí)驗(yàn)，這種算法能夠?qū)⒃加跋窀玫谋４嫦聛?，基本做到了無損處理。雙向?qū)Ρ榷人惴ǖ贸龅倪b感遙感數(shù)字圖像畫面顏色和對比度都比較適中，呈現(xiàn)出來的地質(zhì)情況也比較完整可靠，對后續(xù)工作沒有任何不利影響。遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)涉及到的專業(yè)知識范圍較廣，目前很多工作人員仍然不能夠獨(dú)立的進(jìn)行使用，但是正是由于它的復(fù)雜性，才能夠最大限度的保證地質(zhì)圖像信息的準(zhǔn)確性和完整性，目前，很多地址單位都能夠利用計(jì)算機(jī)繪制出地質(zhì)填圖，但是這個(gè)過程涉及到大量的計(jì)算，耗費(fèi)大量的人力物力，但是將計(jì)算機(jī)和地質(zhì)工作進(jìn)行連接已經(jīng)成為了如今地質(zhì)行業(yè)發(fā)展的方向。

4　結(jié)語

在遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，地質(zhì)單位應(yīng)該更好的運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，但是也不能忽略了工作人員的專業(yè)素養(yǎng)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。由于不同區(qū)域的自然環(huán)境和地質(zhì)條件都存在著很大的差異，因此，需要工作人員準(zhǔn)確的找出不同地質(zhì)層的位置，這樣就能夠節(jié)省勘測時(shí)間，提高工作效率，滿足工作需要。

[1]安源.遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)在地質(zhì)填圖中的應(yīng)用研究 [D].東北師范大學(xué),2013.

[2]劉翠.遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)在地質(zhì)填圖中的運(yùn)用 [J].科技致富向?qū)?2015,05:79.

P237[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-116-2