遙感地質(zhì)解譯在環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的應(yīng)用與工作方法
——以福建1∶5萬永安幅環(huán)境地質(zhì)調(diào)查為例

（福建省煤田地質(zhì)勘查院 福建福州 350005）

遙感地質(zhì)解譯以其宏觀性、綜合性、多尺度、多層次的特點，已成為地質(zhì)工作中不可缺少的技術(shù)手段［1］。在基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查、地質(zhì)環(huán)境評價和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等方面都發(fā)揮了越來越大的作用［2-10］。本文以福建1∶5萬永安幅環(huán)境地質(zhì)調(diào)查為例，闡述了遙感地質(zhì)解譯的流程，建立了工作區(qū)內(nèi)遙感地質(zhì)解譯的解譯標(biāo)志，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了解譯工作；為今后遙感地質(zhì)解譯在環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用提供參考。

1 遙感解譯技術(shù)流程

在遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)支持下，采取遙感數(shù)據(jù)與地學(xué)多源數(shù)據(jù)相結(jié)合、人機(jī)交互解譯與計算機(jī)自動信息提取相結(jié)合、室內(nèi)綜合研究與實地調(diào)查相結(jié)合的方法，按照以下流程完成工作區(qū)遙感解譯工作（圖1）。

2 遙感影像圖像處理

2.1 遙感數(shù)據(jù)源選取

工作區(qū)位于福建西部三明市永安地區(qū)，為滿足此次1∶5萬永安幅環(huán)境地質(zhì)調(diào)查遙感解譯工作的要求，采用2m空間分辨率的真彩色影像，1954北京坐標(biāo)系，高斯-克呂格投影，6度分帶20帶。數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，無云覆蓋，圖像清晰。

2.2 遙感信息增強(qiáng)處理

此次解譯工作采用機(jī)助目視解譯方法，按照從已知到未知，先易后難，先整體后局部，從宏觀到微觀，從直接到間接的原則對工作區(qū)地質(zhì)地貌等特征進(jìn)行解譯。解譯過程中為確保遙感信息提取的準(zhǔn)確性，采用了多種信息提取方法。

（1）圖像增強(qiáng)。針對目視效果較差的遙感數(shù)字圖像，如對比度不夠、圖像模糊、所需信息不夠突出等問題進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理。通過增強(qiáng)處理，改善圖像質(zhì)量、提高圖像目視效果、突出所需要的信息、壓縮圖像數(shù)據(jù)量。

（2）GIS技術(shù)。對于地表水系，一般通過地圖、航片等方式獲取，其描述是從部分和外部出發(fā)的各種參數(shù)的量化，是平均意義上的特征分析，無法揭示水系的本質(zhì)特性。數(shù)字高程模型包含了地形地貌與水文信息，能夠反映一定分辨率的局部地形特征。因此根據(jù)地形的局部特征，借助于一定的算法，計算水流方向、匯流累積量等，可自動提取一定地理空間范圍內(nèi)的自然水系。

（3）三維技術(shù)。三維GIS技術(shù)及虛擬現(xiàn)實技術(shù)將平面影像轉(zhuǎn)換為立體空間的動態(tài)模型，突出地物的空間特征，可以更直觀地觀察圖像中所表現(xiàn)的各類地物信息。結(jié)合工作區(qū)二維遙感影像的特點，將二維遙感影像疊加數(shù)字高程模型生成三維遙感顯示效果，反演地貌形態(tài)。

3 遙感地質(zhì)解譯標(biāo)志及解譯內(nèi)容

3.1 解譯標(biāo)志

通過GIS支持下多級識別專題信息提取和典型調(diào)查點的野外驗證，建立工作區(qū)遙感解譯標(biāo)志見表1。

3.2 解譯內(nèi)容

（1）水系解譯。水系解譯采用目視解譯和DEM提取水系相結(jié)合的方法。通過解譯可見工作區(qū)水網(wǎng)密布，存在多種水系類型，主要的水系類型有樹枝狀水系、鉗狀水系、平行狀水系等。樹枝狀水系較為普遍，且規(guī)模較大；鉗狀、平形狀水系大多為小微型水系。水系類型對構(gòu)造的顯示較為清晰，如水系的線性展布、拐流、分流、匯流點等，都不同程度反映了地質(zhì)構(gòu)造的存在。

（2）地貌區(qū)劃解譯。工作區(qū)地表切割強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)支離破碎，多山地、丘陵、河谷，平原狹小，地勢由東往西為高低高的地勢，河谷地貌穿插其中。結(jié)合工作區(qū)地貌資料及影像分析，得出工作區(qū)地貌區(qū)劃解譯特征見表2。

表1 工作區(qū)遙感地質(zhì)解譯標(biāo)志

表2 地貌解譯特征表

（3）地層及侵入巖解譯。工作區(qū)巖石上部覆蓋著較厚的土壤和茂密的植被，在影像上通常表現(xiàn)的是土壤和植被的信息，巖性信息很弱，大大增加了遙感巖性識別的難度，故結(jié)合谷歌高清三維影像及地質(zhì)圖進(jìn)行綜合解譯。解譯結(jié)果顯示：侵入巖出露于永安城區(qū)東側(cè)南坑-大垅頭-桂溪一帶，與北東向區(qū)域構(gòu)造關(guān)系密切。

（4）地質(zhì)構(gòu)造解譯。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造在遙感影像上主要表現(xiàn)為線性和環(huán)形構(gòu)造。線性構(gòu)造的解譯內(nèi)容主要為斷裂。通過對影像綜合分析，工作區(qū)斷裂構(gòu)造解譯主要從以下特征來識別：①線形特征明顯：地貌發(fā)育受斷裂構(gòu)造的影響，一般呈現(xiàn)線性形態(tài)。具體表現(xiàn)為：負(fù)地形呈直線狀分布并有一定距離的延伸，與周圍山脊走向不一致，且切穿周圍地形；呈線狀或串珠狀分布的低洼地形，如平直延伸較遠(yuǎn)的線狀溝谷、深切的峽谷、長條形洼地、斷陷盆地等多沿斷裂帶發(fā)育，與線性構(gòu)造有關(guān)的負(fù)地形具有明顯的方向性；發(fā)育于斷層處的山體走向受斷層延伸方向控制等。如圖2（a）所示，紅線處發(fā)育丘陵剝蝕地貌受北西向斷裂控制亦呈北西走向。②線形影像兩側(cè)紋理差異明顯：斷裂兩側(cè)地質(zhì)體在影像上通常表現(xiàn)不同的紋理特征，或者線性構(gòu)造本身與周圍背景有顯著的紋理差異。如圖2（b）所示，紅線左側(cè)影像呈塊體狀紋理；而右側(cè)影像呈雞爪狀紋理，初步判定此處存在斷裂構(gòu)造。③線形影像兩側(cè)地貌差異明顯：地貌單元的界線，往往構(gòu)造單元的界線。如圖2（c）所示，紅線左側(cè)地貌為陡峭山體；而右側(cè)地貌為剝蝕丘陵，初步判定此處存在斷裂構(gòu)造。④水系標(biāo)志：水系的類型、疏密程度、流向等特點受斷裂構(gòu)造的影響和控制比較明顯，表現(xiàn)為：特殊水系類型（如倒鉤狀水系）是斷裂存在的水系標(biāo)志；水系格局河段出現(xiàn)異常，如直線、折線河段和直角狀急轉(zhuǎn)彎河段，長而直的峽谷，或者河道突然加寬或變窄等等。如圖2（d）所示，紅線具有明顯的水系特征，河流流經(jīng)斷層處時河道呈現(xiàn)長而直的特點，可判定為斷裂構(gòu)造。

通過綜合分析，共識別斷裂構(gòu)造26條，以北西向、北東向2組構(gòu)造為主，少量發(fā)育東西向、南北向斷裂，斷裂貫穿全區(qū)，主要發(fā)育在山谷、溝谷等地貌。

本區(qū)環(huán)形構(gòu)造以環(huán)狀山系為主要特征，其一般發(fā)育于褶皺構(gòu)造較為發(fā)育的地區(qū)。通過綜合分析，可知工作區(qū)環(huán)狀構(gòu)造在遙感影像圖上主要表現(xiàn)為呈弧狀展布的正負(fù)地形，具有明顯的地貌發(fā)育特征。發(fā)育在貴湖村-黃龍村-忠洛村一帶，3條環(huán)形構(gòu)造緊鄰并列分布，且左側(cè)發(fā)育于褶皺處。

（5）巖溶地貌解譯。經(jīng)解譯，工作區(qū)巖溶地貌分布范圍較小但集中，主要在霞鶴村以北及黃龍村、后坪一帶發(fā)育，影像上呈現(xiàn)蠕蟲狀、條紋狀，裸露灰?guī)r呈深灰色調(diào)。霞鶴村一帶的灰?guī)r在影像上表現(xiàn)為平緩山體，黃龍、后坪一帶則在地貌上表現(xiàn)為低緩丘陵。

（6）地質(zhì)災(zāi)害解譯。工作區(qū)植被發(fā)育，地質(zhì)災(zāi)害多為房屋、道路建設(shè)等切坡活動引發(fā)，類型以滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡為主，規(guī)模較小。本次解譯顯示永安地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點規(guī)模小，在現(xiàn)有影像資料條件下，只能識別大范圍的較典型災(zāi)害。此次共解譯規(guī)模較大災(zāi)害點6個，在整個圖幅中離散分布，其中滑坡4個，崩塌2個，規(guī)模均小于0.1km2。

4 結(jié)論

對工作區(qū)進(jìn)行了水系、地層及侵入巖、地質(zhì)構(gòu)造（線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造）、巖溶地貌和地質(zhì)災(zāi)害（崩塌和滑坡）的解譯工作。經(jīng)野外驗證，以上5方面的地質(zhì)解譯均較為準(zhǔn)確，尤其水系、線性構(gòu)造、巖溶地貌和地質(zhì)災(zāi)害的解譯達(dá)到較好的效果，提高了野外工作的速度和質(zhì)量。

對于環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中受關(guān)注的巖溶地貌和地質(zhì)災(zāi)害，現(xiàn)有的影像解譯結(jié)果顯示工作區(qū)發(fā)育小范圍灰?guī)r地貌；地質(zhì)災(zāi)害多為小型災(zāi)害，類型為滑坡和崩塌。