不同類型遙感數(shù)據(jù)在戈壁荒漠區(qū)地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用及展望

雷聰聰 李衛(wèi)星 閆振軍 王振義

摘要：遙感技術(shù)是戈壁荒漠區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中不可缺少的手段，對提高野外工作效率和宏觀把控地質(zhì)體要素具有重要意義。對于不同類型的地質(zhì)體和構(gòu)造解譯，要利用不同的多波段多空間分辨率遙感數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法以凸顯不同地質(zhì)體之間的光譜差異，建立明顯的解譯標(biāo)志。

1.戈壁荒漠區(qū)基本地理特征

1.1 植被地貌特征

戈壁荒漠區(qū)總體植被覆蓋率低，小于5%，荒漠植被發(fā)育，包括胡楊、紅棉柳、灌木、駱駝刺和麻黃草等。我國西部戈壁荒漠覆蓋區(qū)的地貌特點可概括為干燥剝蝕山地、山地丘陵與山間盆地的“山盆交錯”分布。典型的戈壁荒漠覆蓋區(qū)從山脈至覆蓋區(qū)依次為高山、邊緣山地、山前灘地到中央盆地。

1.2 環(huán)境狀況

戈壁荒漠區(qū)生態(tài)環(huán)境十分脆弱，整體呈惡化趨勢，生物多樣性極差，土地有效利用率極低。戈壁荒漠區(qū)與綠洲呈棋盤交錯分布格局，干旱氣候嚴(yán)重威脅和破壞著綠洲的生態(tài)系統(tǒng)。戈壁荒漠區(qū)的地質(zhì)環(huán)境問題可分為原生地質(zhì)環(huán)境問題和次生地質(zhì)環(huán)境問題。前者主要為荒漠邊緣土地鹽堿化，沙化強(qiáng)烈;后者則為礦區(qū)開采引發(fā)的地表破壞、地面塌陷和大氣污染等。

2.遙感技術(shù)在戈壁荒漠區(qū)的應(yīng)用

遙感一般理解為：在遙遠(yuǎn)的地方，感測目標(biāo)物的“信息”，通過對信息的研究分析，確定目標(biāo)物的屬性及目標(biāo)物之間的關(guān)系。也就是說：不與目標(biāo)物接觸，憑借其發(fā)出的某些信息識別目標(biāo)。因此，遙感技術(shù)作為一種常用的偵查技術(shù)被廣泛應(yīng)用[1]。遙感技術(shù)為人類觀測地球表層系統(tǒng)的巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈及各圈層之間的動態(tài)變化、相互作用、相互關(guān)系提供了全面系統(tǒng)、快速準(zhǔn)確的信息獲取手段[2]。遙感地質(zhì)解譯就是利用不同類型遙感影像數(shù)據(jù)，基于不同地質(zhì)地貌遙感數(shù)據(jù)波譜特性處理后獲得的遙感影像圖像，對圖像中大量不同尺度和類型的地質(zhì)地貌信息進(jìn)行解譯，最大限度地提取有關(guān)地質(zhì)地貌特點、第四紀(jì)地質(zhì)體及成因類型、地質(zhì)現(xiàn)象的空間分布特征與相互關(guān)系，并對隱伏活動構(gòu)造輪廓和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查提供有價值的信息，增強(qiáng)地質(zhì)調(diào)查的預(yù)見性和地質(zhì)工作的針對性，提高填圖精度和效率。遙感技術(shù)戈壁荒漠覆蓋區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中不可缺少的手段，對提高野外工作效率和宏觀把控地質(zhì)體要素（如成因類型、分布范圍、形成的先后次序等）具有重要意義[3]。下面以內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟(jì)納旗雅干地區(qū)為例，對該方法進(jìn)行介紹總結(jié)。

2.1 遙感數(shù)據(jù)的選擇

隨著衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)類型也在不斷增多，如ETM、Aster、IRS、CBERS、ALOS、SPOT、IKONOS、Quickbird、worldview和我國的高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)。各遙感數(shù)據(jù)波段類型和分辨率見相關(guān)文獻(xiàn)報道，依據(jù)填圖比例尺的不同，可選擇不同的遙感數(shù)據(jù)，1：50000成圖比例尺的最佳空間分辨率需達(dá)到10m，1：10000則需達(dá)2m。由于不同巖石其礦物成分含量的差異，其對光譜的吸收反射程度不同，故盡可能多地收集能反映巖石光譜（600～2000μm）多光譜數(shù)據(jù)交叉對比相互印證有助于解譯工作。一般進(jìn)行1：50000地質(zhì)解譯首先選用ETM或SPOT等空間分辨率相對較低的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造格架解譯。ETM數(shù)據(jù)具有幅寬大、波段多，時相跨度大，較易獲取等優(yōu)點，并可進(jìn)行年度跨度較大的不同時相影像對比分析，含紅外波段，對含水、碳酸根的風(fēng)化礦物、蝕變礦物有較好的識別能力，基本能滿足1：50000地質(zhì)格架的遙感解譯要求。SPOT數(shù)據(jù)分辨率較高，對地貌及地質(zhì)體的識別能力較強(qiáng)，能滿足1：25000解譯要求，也可用于1：50000區(qū)域地質(zhì)框架解譯工作。對于植被覆蓋較嚴(yán)重、潛水面淺的地區(qū)，紅外光譜易受植被和地表水的干擾，建議選取SPOT數(shù)據(jù)。

2.2 遙感地質(zhì)解譯

本次工作主要采用Landsat8 432遙感影像、Landsat8 752遙感影像、ASTER 974遙感影像、Worldview-3、GF2等多波段融合多空間分辨率結(jié)合的遙感影像綜合建立工作區(qū)地質(zhì)體的解譯標(biāo)志。通過實踐，Landsat8遙感影像可用于直接解譯地表侵入體分布范圍，具有較明顯組分差異的地層之間的接觸界線，和宏觀構(gòu)造特征;Aster數(shù)據(jù)與landsat 8數(shù)據(jù)具有相近的特征，絕大多數(shù)地質(zhì)體特征能建立較明顯的解譯標(biāo)志，用于輔助解譯;WorldView 3數(shù)據(jù)對大比例尺詳細(xì)解譯有明顯優(yōu)勢。

Landsat 8 752遙感影像對于基性巖、碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、泥質(zhì)巖類具有較好的解譯效果。WorldView3 數(shù)據(jù)對于較小地質(zhì)體（如脈巖等）能夠清晰的展示其形態(tài)分布特征，具有較好的解譯效果。另外，對于第四系成因類型，利用WorldView3 、GF2數(shù)據(jù)等也具有較好的解譯效果。對于較大型斷裂和褶皺，可用空間分辨率低、幅域?qū)拸V的Landsat8數(shù)據(jù)解譯。對于細(xì)部的小型斷裂，采用WorldView 3數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯。

綜合以上分析，對于不同類型的地質(zhì)體和構(gòu)造解譯，要利用不同的多波段多空間分辨率遙感數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法以凸顯不同地質(zhì)體之間的光譜差異，建立明顯的解譯標(biāo)志，合理圈定地質(zhì)體。而遙感技術(shù)在各種礦產(chǎn)勘查、區(qū)域地質(zhì)填圖過程中發(fā)揮了重要作用，具有顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。用遙感技術(shù)省時省力，并可找到部分實地勘測中難以發(fā)現(xiàn)的隱伏斷層和小斷層，隨著遙感及相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，遙感在這一領(lǐng)域的應(yīng)用將會更加深入和廣泛。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅安新，彭望琭，秦其明，等. 遙感導(dǎo)論[M]. 北京：高等教育出版，2010：20～230.

[2]羅國文，陰志宏，楊樹文.斷裂構(gòu)造遙感識別和提取方法的現(xiàn)狀與展望.山東國土資源，2012，28（2）：29～33.

[3]薛重生.遙感技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].地質(zhì)科技情報，1997，16（增）：15～22.