山西陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源遙感調(diào)查與成果分析

王浩乾，王明明，劉 安，郭政斌，王波濤

(中國冶金地質(zhì)總局三局,太原 030000)

0 引言

山西省陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源類型多樣，分布集中，特征突出，地質(zhì)科學(xué)價值、人文資源價值、歷史文化價值均較高，具有很大的科學(xué)研究意義和開發(fā)利用價值，需要合理地加以保護(hù)和開發(fā)利用[1]。隨著遙感解譯技術(shù)的日益發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，目前在基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等地質(zhì)工作中發(fā)揮了重要作用，并取得了一系列成果[2-5]。三維可視化遙感解譯技術(shù)還具有視野廣、清晰度高、信息豐富、形象直觀等優(yōu)點[6-7]。為查清陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源類型和分布現(xiàn)狀，本文依托山西省自然資源廳2018年開展的“山西省陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源調(diào)查”項目，采用1∶5萬和1∶1萬2個尺度的遙感解譯方法，篩選和評價了一批具有開發(fā)潛力的旅游地質(zhì)資源，為當(dāng)?shù)卣嬲莆章糜蔚刭|(zhì)資源分布現(xiàn)狀并制定地質(zhì)公園開發(fā)、保護(hù)與發(fā)展規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

山西省陽泉地區(qū)位于中朝地臺山西斷隆五臺山塊隆南部和沁水塊坳東北部，出露太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代地層及各時期巖漿巖(圖1)。在地質(zhì)歷史時期，經(jīng)歷地質(zhì)作用而保存于巖層中的構(gòu)造形跡、巖體、化石、地貌景觀、礦床等旅游地質(zhì)資源比較豐富。區(qū)域性斷裂、小型斷層、褶皺等構(gòu)造形跡分布復(fù)雜，巖漿活動頻繁，前寒武紀(jì)和中生代的巖漿活動強(qiáng)烈，主要分布在盂縣北部、平定縣南部等地區(qū)。各時代地層發(fā)育比較齊全，有七東山、榆林坪典型地質(zhì)剖面。地貌形態(tài)多樣，包括巖溶地貌、火山地貌、山地地貌等。地下水資源豐富，盂縣北部出露溫泉，娘子關(guān)泉域出露大量冷泉。古生物化石豐富，包括疊層石、三葉蟲、角石及含煤地層中的植物群等。此外，礦產(chǎn)遺跡也豐富，有陽泉太湖石耐火黏土礦、盂縣車輪鐵礦、盂縣千畝坪鋁土礦、盂縣潘家匯輝長巖礦、盂縣石家塔輝綠巖礦等，其中耐火黏土礦是地質(zhì)勘查規(guī)范中的典型礦床[8-9]?？梢?，陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源類型豐富，分布廣泛。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖

2 數(shù)據(jù)來源和技術(shù)方法

2.1 遙感數(shù)據(jù)源

為滿足旅游地質(zhì)資源解譯的需要，收集了陽泉地區(qū)多種比例尺的基礎(chǔ)地理信息框架數(shù)據(jù)和1∶10萬比例尺的地質(zhì)礦產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括：①中等分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)(TM/ETM數(shù)據(jù))，將其作為地質(zhì)構(gòu)造遙感解譯圖的數(shù)據(jù)源，其熱紅外波段數(shù)據(jù)可用作地下熱水資源定量反演的數(shù)據(jù)源；②高分辨率衛(wèi)星遙感高分一號數(shù)據(jù)，用于陽泉地區(qū)4 500 km2全區(qū)的旅游地質(zhì)資源遙感解譯；③高分辨率衛(wèi)星遙感高分二號數(shù)據(jù)，用于陽泉地區(qū)570 km2重點區(qū)的旅游地質(zhì)資源遙感解譯。詳見表1。

表1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)列表

2.2 技術(shù)方法

2.2.1 數(shù)據(jù)處理

本研究所使用的影像數(shù)據(jù)表現(xiàn)為多源、多時相與多尺度，包括TM/ETM、ALOS、高分一號、高分二號、航攝像片等。現(xiàn)以高分二號影像數(shù)據(jù)為例給出遙感影像處理流程，如圖2所示。

圖2 高分二號影像數(shù)據(jù)預(yù)處理流程圖

2.2.2 遙感解譯工作過程

本研究獲得的最終遙感解譯成果見圖3，可分為3個階段：①遙感圖像初步解譯階段。根據(jù)不同旅游地質(zhì)資源類型的影像色調(diào)、形狀、大小、陰影、紋理、圖案、布局、位置等特征，建立各旅游地質(zhì)資源類型的直接解譯標(biāo)志，同時運用相關(guān)分析法建立各類型的間接解譯標(biāo)志，編制《山西省陽泉市地質(zhì)資源調(diào)查項目旅游地質(zhì)資源遙感解譯標(biāo)志圖冊》；②野外調(diào)查和驗證階段。驗證所建立解譯標(biāo)志的準(zhǔn)確性，檢查初步解譯成果的可靠性，實際上此項工作一直貫穿于解譯工作的全過程。本研究對不同旅游地質(zhì)類型解譯內(nèi)容進(jìn)行了實地核查，野外核查路線全長287 km，拍攝照片850余張，共核查旅游地質(zhì)解譯點54處，其中正確圖斑點47處，錯誤點1處，遺漏點6處，解譯正確率達(dá)到87.04%；③詳細(xì)解譯階段。在以上工作的基礎(chǔ)上，運用遙感圖像數(shù)字處理技術(shù)，在重要區(qū)段或尚未摸清的地區(qū)，采用中等分辨率和高分辨率數(shù)據(jù)相結(jié)合、室內(nèi)解譯與野外調(diào)查相結(jié)合、遙感解譯與常規(guī)資料相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。

3 主要成果

由于旅游地質(zhì)資源并無相關(guān)的分類標(biāo)準(zhǔn)，本研究參照《旅游資源分類、調(diào)查與評價》[10]中的分類結(jié)構(gòu)，并結(jié)合解譯調(diào)查成果，將陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源分為5個主類53個基本類型。其中5個主類分別為地文景觀(121處)、水域風(fēng)光(16處)、生物景觀(12處)、遺址遺跡(17處)、建筑與設(shè)施(109處)。詳見表2。

表2 陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源類型表

3.1 陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源類型及特征

3.1.1 主類分布統(tǒng)計

以主類做統(tǒng)計分析得出，陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源以地文景觀和建筑與設(shè)施2大主類為主。地文景觀占調(diào)查總資源點數(shù)量的44%，表明陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源中地文景觀資源數(shù)量多，分布廣泛。建筑與設(shè)施占調(diào)查總資源點數(shù)量的40%，表明陽泉地區(qū)除豐富的旅游地質(zhì)資源外，還有豐富的地表人文資源。水域風(fēng)光、生物景觀、遺址遺跡則共解譯45處，占調(diào)查總資源點數(shù)量的16%，也是陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源的重要組成部分。

3.1.2 基本類型分布統(tǒng)計

以基本類型對各主類做統(tǒng)計，結(jié)果如下：

(1)地文景觀。主要以山丘型旅游地、峽谷段落和巖石洞與巖穴為主，體現(xiàn)了陽泉地區(qū)屬于山地旅游資源豐富區(qū)的特點，包括著名的藏山、冠山、藥嶺寺山、翠楓山、紅巖嶺等景區(qū)，這與陽泉地區(qū)位于太行山西麓有關(guān)，繼承了太行山雄壯秀美的特點。同時發(fā)育眾多峽谷段落和巖溶洞穴，如溫河大峽谷和玉皇洞、萬花洞、如來洞等眾多大型溶洞，是北方巖溶在太行山區(qū)的重要展現(xiàn)地。

(2)水域風(fēng)光。主要以觀光游憩河段與冷泉為主，如滹沱河、龍華河、桃河、溫河、綿河等，體現(xiàn)了陽泉地區(qū)地表河流眾多的特點。巖溶地下水在該區(qū)聚集于娘子關(guān)泉群，發(fā)育豐富的泉眼，如葦澤關(guān)泉、五龍泉等，是陽泉地區(qū)重要的供水水源地。地?zé)釡厝?處，其中寺平安溫泉是山西省地?zé)豳Y源利用的重要區(qū)域，現(xiàn)建有山西省老干部療養(yǎng)院。

(3)生物景觀。主要以林地為主，如冠山森林公園、藥林寺森林公園等，同時有藏山龍鳳松、冠山金槐等獨樹資源，體現(xiàn)了陽泉地區(qū)森林資源豐富的特點。美麗的傳說與古樹的久遠(yuǎn)歷史增添了旅游的人文基礎(chǔ)。

(4)遺址遺跡。主要為長城段落烽燧、軍事遺址與古戰(zhàn)場、歷史事件發(fā)生地，體現(xiàn)了陽泉地區(qū)在歷史長河中重要的軍事地位。陽泉地區(qū)地處太行八陘中的井陘，坐落于桃河瀑布峽谷和高山之間的井陘西口要隘娘子關(guān)，地勢險要，與山下的井陘關(guān)遙相呼應(yīng)，控制著晉冀通道的咽喉。

(5)建筑與設(shè)施。主要以寺廟和古村落為主，包括著名的劉備廟、關(guān)王廟等三國傳說祭祀地，其中大汖村享有“太行深處布達(dá)拉宮”的美譽(yù)。

3.2 旅游地質(zhì)資源的分布特征與密度分析

3.2.1 分布特征

依據(jù)地質(zhì)賦存條件對旅游地質(zhì)資源點分布進(jìn)行了統(tǒng)計分析：陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源主要分布于碳酸鹽巖區(qū)，占調(diào)查總資源點數(shù)量的63%；其次是碎屑巖景觀區(qū)，占調(diào)查總資源點數(shù)量的24%；剩余的13%則分布于變質(zhì)巖及巖漿巖景觀區(qū)。

依據(jù)地貌條件對旅游地質(zhì)資源點分布進(jìn)行統(tǒng)計分析：陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源主要分布于巖溶地貌區(qū)，占調(diào)查總資源點數(shù)量的36%；其次是黃土地貌區(qū)，占調(diào)查總資源點數(shù)量的35%；剩余的29%則分布于流水地貌區(qū)。

3.2.2 密度分析

對陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源解譯成果進(jìn)行核密度分析，并將核密度分析結(jié)果疊加于地貌與地質(zhì)構(gòu)造解譯圖上(圖4)，可以清晰地看到陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源點在空間上形成了3個密集分布區(qū)，分別為藏山旅游區(qū)、娘子關(guān)旅游區(qū)和冠山旅游區(qū)，同時還有4個相對密集區(qū)，分別為梁家寨溫泉景區(qū)、圣堂—浮山景區(qū)、水神山景區(qū)和七亙景區(qū)。其中藏山旅游區(qū)—娘子關(guān)旅游區(qū)之間的密集帶狀碳酸鹽巖巖溶地貌旅游地質(zhì)資源分布區(qū)域具典型性和可開發(fā)性。

圖4 陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源分布點密度圖

4 地質(zhì)公園規(guī)劃建議

本研究在陽泉中東部圈定了一條呈月牙形的旅游地質(zhì)資源密集分布帶。該帶西起盂縣藏山，向南東過平定玉皇洞，終至平定縣娘子關(guān)，分布在碳酸鹽巖區(qū)，集山地地貌景觀、巖溶地貌景觀和泉域地貌景觀于一體，是我國北方地區(qū)規(guī)模較大、較為典型的碳酸鹽巖地貌、巖溶地貌和泉域地貌出露區(qū)。區(qū)內(nèi)旅游地質(zhì)資源分布集中，特征突出，在區(qū)域上連片分布，具有較高的開發(fā)潛力。建議在“藏山旅游區(qū)—巖溶地貌景區(qū)—娘子關(guān)旅游區(qū)”范圍申請建立北方碳酸鹽巖景觀多類型成因地質(zhì)公園。

該地質(zhì)公園以碳酸鹽巖地貌、巖溶地貌和泉域地貌為主，山體遺跡景觀、水體景觀和流水地貌為輔，兼具自然景觀和歷史文化遺跡、宗教遺跡和民俗風(fēng)情于一體，是具備地質(zhì)遺跡保護(hù)、科普教育、文化體驗、旅游觀光、登山健身、休閑度假功能的綜合型國家地質(zhì)公園，是展示地球科學(xué)知識和自然美學(xué)的天然博物館。

總體發(fā)展目標(biāo)為建成集科學(xué)研究、地學(xué)普及、旅游觀光、休閑度假功能于一體，國內(nèi)著名、國際知名、地質(zhì)遺跡和人文遺跡得到有效保護(hù)、科學(xué)研究程度較高、科普教育功能顯著、能有效促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的國家級地質(zhì)公園，成為陽泉及周邊地區(qū)的旅游品牌。建議總體布局為1園區(qū)、3景區(qū)格局，整體公園為1個園區(qū)，下分3個主要景區(qū)，分別為藏山山體地貌景區(qū)、玉華洞—玉皇洞巖溶地貌景區(qū)和娘子關(guān)泉域地貌景區(qū)。

5 結(jié)論

(1)通過本次研究，了解了陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源類型和分布現(xiàn)狀。陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源以地文景觀和建筑與設(shè)施2大類為主，約占調(diào)查總資源點數(shù)量的84%；其次還有水域風(fēng)光、生物景觀、遺址遺跡，也是陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源的重要組成部分，占調(diào)查總資源點數(shù)的16%。陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源主要分布在碳酸鹽巖區(qū)，約占調(diào)查總資源點數(shù)量的63%。

(2)陽泉地區(qū)旅游地質(zhì)資源類型豐富，分布集中，特征突出。通過本次調(diào)查工作發(fā)現(xiàn)的“藏山旅游區(qū)—巖溶地貌景區(qū)—娘子關(guān)旅游區(qū)”一體化的旅游地質(zhì)資源集中分布帶，西起盂縣藏山，向南東過平定玉皇洞，終至平定縣娘子關(guān)，是典型的碳酸鹽巖成因的地質(zhì)景觀帶，具有多樣性，集山地地貌景觀、巖溶地貌景觀和泉域地貌景觀于一體，也具有典型性和地質(zhì)科普性，是北方少有的巖溶地貌。該帶具有很大的開發(fā)潛力，建議將其打造為多成因類型的碳酸鹽巖地質(zhì)公園。

(3)陽泉地區(qū)還分布有其他的典型地貌，如砂頁巖地貌、火山熔巖等，雖然規(guī)模較小，但分布集中，在較小的范圍內(nèi)可以觀賞到完全不同的地質(zhì)自然景觀，再結(jié)合陽泉地區(qū)大量的人文景觀，總體來說，這些典型地貌區(qū)也具有較強(qiáng)的規(guī)劃開發(fā)價值。