現(xiàn)代遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

叢 充

(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 西安 710300)

1 現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展對(duì)地質(zhì)找礦的作用

遙感技術(shù)又叫遙測(cè)技術(shù),是指通過航空航天傳感器進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的測(cè)量技術(shù)。遙感技術(shù)可以全天候工作,應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛?，F(xiàn)代遙感采用電磁波對(duì)地物信息分析和提取,生成遙感圖像,并對(duì)電子圖像進(jìn)行處理，能在多個(gè)時(shí)間分辨率內(nèi),生成多光譜圖像信息,通過遙感圖像分類對(duì)比即可采集提取圖像中的信息。遙感直接對(duì)比法是解譯的最常用方法。對(duì)于采礦工程而言,礦物礦產(chǎn)大多分布在巖層中,中小規(guī)模的企業(yè)不具備先進(jìn)采礦技術(shù),為礦物開采和確定坐標(biāo)位置帶來不便。在現(xiàn)代遙感技術(shù)廣泛使用之前,工作人員只能依據(jù)現(xiàn)有探礦設(shè)備進(jìn)行勘察,往往采用物探技術(shù),費(fèi)時(shí)費(fèi)力,探礦效率低下,耗費(fèi)巨額成本,而且難以取得理想效果。遙感技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用,使得地球探測(cè)技術(shù)不再單方面依靠傳統(tǒng)的物探技術(shù),提高了工作效率,而且利用電子圖像處理使測(cè)量結(jié)果符合精度要求。遙感波段對(duì)礦物、巖石、土壤以及植被散射形成的不同的波譜,通過計(jì)算波譜特性從而區(qū)分不同的巖層及地物,這成為現(xiàn)代地質(zhì)找礦的有效手段之一。

現(xiàn)代遙感技術(shù)不是孤立的探測(cè)技術(shù),需要與其他對(duì)地觀測(cè)技術(shù)有效結(jié)合。利用衛(wèi)星空間信息技術(shù),可大范圍、多尺度的監(jiān)測(cè)地球表面,使遙感技術(shù)得到更廣闊的應(yīng)用；與GNSS技術(shù)的集成,可以對(duì)研究區(qū)感興趣目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的定位,搜索目標(biāo)巖層；地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)也可與遙感技術(shù)集成,探查采礦區(qū)周圍土地利用情況,在開采礦產(chǎn)時(shí)控制安全系數(shù),防止危險(xiǎn)事故發(fā)生,提高采礦效率和開采質(zhì)量。

2 現(xiàn)代遙感技術(shù)在地球探測(cè)與地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

1)直接應(yīng)用。在地質(zhì)部門從事探礦找礦的工作中,遙感蝕變信息的提取是比較經(jīng)典的方法。在地球物理學(xué)上,巖石受地?zé)岬挠绊?屬性會(huì)發(fā)生改變。由于巖石在自然界形成的類型不同,巖石的蝕變程度有所差異。在探尋金屬礦物時(shí),不同的金屬礦石受巖漿侵蝕,產(chǎn)生不同的巖性,將不同巖性分類,為遙感提供可供分析的樣本。在地球上地物受地球萬有引力的影響,產(chǎn)生磁場(chǎng)和磁感線,巖石在磁場(chǎng)的作用下形成不同的波段,由物理學(xué)原理可知,磁場(chǎng)感應(yīng)具有信息識(shí)別記憶的功能,可輔助遙感技術(shù)準(zhǔn)確判斷研究區(qū)目標(biāo)巖石的坐標(biāo)位置,進(jìn)而依據(jù)礦床學(xué)原理判定礦床所在位置。

遙感技術(shù)的使用不是單一孤立的,需要現(xiàn)代航空測(cè)量技術(shù)的輔助。以無人機(jī)技術(shù)為代表,無人機(jī)高空作業(yè)時(shí),不可避免受天氣、光線等因素的干擾,干擾信息可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)巖石信息判別錯(cuò)誤。因此,為了解決光線信息干擾,運(yùn)用現(xiàn)代衛(wèi)星遙感技術(shù),提供衛(wèi)星遙感影像,在現(xiàn)代電子傳感器下形成清晰的遙感圖像,提高成像穩(wěn)定性,提高測(cè)量精度,與衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)集成,找到礦床信息的具體位置、屬性。

2)間接應(yīng)用。礦物是在地質(zhì)構(gòu)造中產(chǎn)生的,礦石多分布于地質(zhì)構(gòu)造邊緣帶,伴隨地質(zhì)構(gòu)造的運(yùn)動(dòng),礦床亦會(huì)變化,大量資料統(tǒng)計(jì)顯示,礦床大多呈帶狀分布。利用現(xiàn)代遙感技術(shù),基于不同礦產(chǎn)的屬性,形成不同的磁場(chǎng),利用遙感技術(shù)對(duì)磁場(chǎng)提供的信息加以判別,有針對(duì)性的依據(jù)礦產(chǎn)性質(zhì)找礦。

除這些應(yīng)用外,遙感技術(shù)還可基于礦產(chǎn)附近的植被信息進(jìn)行判定礦物位置。每種礦物隨時(shí)間變化,金屬性質(zhì)亦會(huì)發(fā)生改變,長時(shí)間的變化,導(dǎo)致礦物與水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間加長,將不斷從土壤下層逐漸向上滲透,進(jìn)而改變土壤性質(zhì)。在降水豐沛的地區(qū),不同的植被會(huì)對(duì)適宜的土壤環(huán)境做出選擇。

需要注意的是,遙感測(cè)量依據(jù)礦床自身的信息進(jìn)行識(shí)別。隨著礦床周圍環(huán)境的改變,礦床位置因受環(huán)境的作用亦會(huì)改變。礦床的每次變化都留有痕跡。這時(shí)工作人員可根據(jù)每次采樣所得遙感圖像的不同,對(duì)礦床位置的變化進(jìn)行評(píng)估和判定。工作人員在不同的遙感序列圖中,根據(jù)監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類理論,通過對(duì)比分析出礦床的屬性信息,依據(jù)大樣本數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算,判定礦床的變化情況,基于大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,可熟悉礦床及礦物的分布特征,從而為地質(zhì)找礦帶來便利。

3)后遙感找礦技術(shù)的應(yīng)用。近年隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的進(jìn)步,面臨的探礦找礦技術(shù)性難題也日益增多。比如暴露在地表外部的礦產(chǎn)量逐年降低,使得找礦工作朝地下延伸。目前各種對(duì)地觀測(cè)技術(shù)所獲得地表信息日益擴(kuò)大,為遙感信息技術(shù)的發(fā)展奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。一方面,因?yàn)閭鹘y(tǒng)地質(zhì)物探難以發(fā)現(xiàn)遺留的地質(zhì)問題,在后遙感技術(shù)中,能最大程度發(fā)揮現(xiàn)代遙感找礦的優(yōu)點(diǎn)；另一方面,需盡可能多地引入遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)源,比如雷達(dá)遙感、微波遙感、高光譜遙感等,并研發(fā)基于數(shù)字圖像處理的算法,對(duì)遙感圖形圖像信息進(jìn)行充分解譯。與此同時(shí),在應(yīng)用后遙感技術(shù)進(jìn)行地球探測(cè)及礦物探測(cè)時(shí),需根據(jù)以往的地質(zhì)手段,補(bǔ)充完善地物信息。

3 關(guān)于遙感找礦技術(shù)的發(fā)展前景

隨著科技的發(fā)展,我國現(xiàn)代遙感技術(shù)日趨完善。具體表現(xiàn)在：首先,遙感技術(shù)能很好地實(shí)現(xiàn)與GIS和GNSS的集成。由GNSS技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航定位,對(duì)空間信息數(shù)據(jù)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算與管理。GNSS還可用于遙感影像控制點(diǎn)的加密。GIS系統(tǒng)可對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行管理分析,可見“3S”技術(shù)的融合已成為現(xiàn)代空間信息技術(shù)的發(fā)展潮流；其次,礦床是由地質(zhì)活動(dòng)綜合發(fā)展形成的結(jié)果,在礦床形成后可能會(huì)對(duì)原有礦床產(chǎn)生破壞作用,也可能會(huì)出現(xiàn)疊加成礦。因此,單一孤立的找礦技術(shù)會(huì)遇到瓶頸,需實(shí)現(xiàn)多種找礦技術(shù)的結(jié)合,進(jìn)而提高地質(zhì)找礦的效率,從而降低找礦成本。此外,以現(xiàn)代遙感技術(shù)為主體,綜合地質(zhì)和地球物理探測(cè)手段已逐漸成型。

4 遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中需要注意的事項(xiàng)

近年來,礦產(chǎn)資源的戰(zhàn)略價(jià)值及重要性已不言而喻。隨著礦物的不斷開采,位于地球表面的礦產(chǎn)資源逐漸被消耗,開采者便由地球表面轉(zhuǎn)向土壤深處進(jìn)行挖掘。運(yùn)用現(xiàn)代遙感測(cè)量技術(shù)可以解決一部分地球深層探測(cè)的問題,利用各種傳感器采集得到的遙感影像及影像處理技術(shù)在一定程度上突破傳統(tǒng)物理探測(cè)的限制,輔助找礦工作人員更準(zhǔn)確地定位礦床所在位置。

由于礦產(chǎn)資源的有限性,隨著開采的加快，礦產(chǎn)資源也隨之減少,地表的礦產(chǎn)一旦被用盡,就只能從土壤深處開采。地球深處礦產(chǎn)經(jīng)常受到深層土壤環(huán)境的影響,其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)非常復(fù)雜,致使礦床的位置通常難以查找。雖然有經(jīng)驗(yàn)的工作人員可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷,但是土壤深層的復(fù)雜程度,不是單方面依靠專業(yè)經(jīng)驗(yàn)就能判別清楚的。遙感技術(shù)雖然能通過形成的波譜圖像進(jìn)行分析,但由于精度的限制,以及探測(cè)技術(shù)尤其是傳感器技術(shù)的限制,即使能判斷出礦床的位置,但由于缺乏精度保證會(huì)限制實(shí)地礦產(chǎn)的開采。

基于此,提高遙感技術(shù)成圖的精度和拓展遙感觀測(cè)范圍就很必要。提高遙感技術(shù)成圖精度,最大尺度地對(duì)礦床周圍的土壤進(jìn)行影像分析,可幫助工作人員準(zhǔn)確地判斷礦床位置,對(duì)開采過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題做好評(píng)估和預(yù)判,從而大大提高采礦的效率。與此同時(shí),對(duì)于一些盲礦的調(diào)查探索,運(yùn)用現(xiàn)代遙感技術(shù)在探測(cè)過程中可以提供更方便的技術(shù)手段。

5 結(jié) 語

綜上所述,運(yùn)用現(xiàn)代遙感技術(shù)對(duì)礦區(qū)進(jìn)行探測(cè),結(jié)合現(xiàn)代對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng),使得地質(zhì)找礦邁向數(shù)據(jù)化、信息化發(fā)展,表現(xiàn)在兩點(diǎn)：首先,現(xiàn)代遙感技術(shù)對(duì)于找礦的效率的提高大有裨益,能在最短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確判斷出礦產(chǎn)位置；其次,現(xiàn)代遙感技術(shù)的應(yīng)用降低了人力和物力成本。遙感技術(shù)作為現(xiàn)代化地球探測(cè)信息技術(shù),對(duì)工作人員的綜合要求比較高。工作人員在研究好理論的同時(shí),應(yīng)將理論應(yīng)用于實(shí)踐,結(jié)合具體的實(shí)際情況進(jìn)行工作,這樣才能不斷地總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)采礦行業(yè)的長效發(fā)展。

[ID:009510]