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地质遥感技术精选(九篇)

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地质遥感技术

第1篇:地质遥感技术范文

关键词:地质勘探;矿产;遥感找矿;国土资源

近年来,随着科学技术的进步和国际环境的影响与促进,我国的遥感技术也逐步发展并趋于成熟,目前已经建立了集信息的采集、处理、应用等环节于一体的国土资源遥感技术体系。可以说,我国已经把遥感技术应用于地质调查、矿产勘查、矿山开发、环境监测、城市规划等重要领域。

1 遥感找矿技术概述

随着科学技术的不断发展与进步,国际、国内的地质矿产勘探工作都不同程度地得到了很大的技术支撑,地质勘探业迅速崛起,遥感找矿技术已经成为一项较为成熟的地质找矿方法。

遥感找矿技术主要是指运用遥感技术进行地质矿藏的发现、开采等工程。该技术的理论支撑是遥感技术,按照光谱分为可见光遥感、红外遥感和微波遥感。遥感技术用于地质找矿作业,能够全面、客观地记录和分析矿山的物质成分和结构,大大提高和改善了发现矿藏的几率和速度,并且分析结果更加精确和科学。

遥感找矿技术主要是依据大地层中的各种物理化学物质所发生的反射、透射等物理作用而产生的电磁波,来传递各种地质成分的特征信息。各种物质的物理化学特性与其发出的光谱的特息相关,物质成分及结构的差异使得不同物质的内部对不同波长的光子进行选择性的吸收和反射、透射等物理作用。一般而言,具有稳定的物理结构和稳定的化学性质的物质具有稳定的光谱吸收特征,而不同的矿物质又具有不同的电磁波辐射能力。在遥感找矿技术中,我们利用波谱仪等遥感设备对野外采集的样品进行光谱试验,获取数据并测量其光谱曲线,再与资料库中的已知光谱进行比较,可以确定矿物质中所含有的各种成分,并进一步判断其含量与纯度。这样,我们就利用遥感找矿技术,成功地为决策者开发利用矿山资源提供了可靠资料。

2 遥感找矿技术在地质勘探中的运用

遥感找矿技术可以用以提取地质构造,对地质勘探具有重要意义。根据现有资料,重要的矿产主要分布在地壳板块的边界地带以及不同块体的结合部位。遥感找矿技术能够对地质成分进行全面的分析和反馈,帮助地质勘探工作者提供可靠信息,如地表岩层、地质构造、地貌特征、水体和植被分布等。地质勘探测量工作者,可通过这些信息提取潜伏的地质构造特征,比如地表褶皱、地层断裂等。

遥感找矿技术主要利用金属矿床形成的特定光谱异常区进行工作,通过遥感技术形成图形和图像。质地中存在的各种矿物质的光谱曲线波动不一样,比如围岩的光谱曲线会相对很平缓,每个波段之间的差值也十分小;而矿化蚀变岩的光谱曲线波动较大,每个波段之间的差值也很大。这样,根据不同的光谱曲线,就能确定地质的性质,为地质勘探工作提供数据。

可以看出,提取蚀变信息是遥感技术在地质找矿工作中的一项主要手段。那么,遥感找矿技术是如何进行处理蚀变信息的?目前可以用单一的热红外波段或者比值分析,也可以将二者结合,再对蚀变信息进行增强,然后与已知的大量数据进行对比分析。例如,在植被覆盖非常广泛或者冰雪大量覆盖的地区,为了在不遗失任何信息的前提下去除干扰,我们可以采用比值处理法,这就是通常所说的图像预处理;我们也可以利用热红外光谱技术探测物体的辐射能量,从而压抑森林植被和积雪造成的信号干扰。

目前,地质矿产勘探遥感找矿技术已经为我国的基础地质调查、矿产资源勘查和环境地质调查与评价提供了重要的数据资料。我国目前已经形成了关于地质矿产勘探遥感找矿技术运用的工作流程和技术方法,开发了"野外调查微机辅助遥感图像解译系统",为中国地质调查局制定了1∶25万遥感地质调查的技术规定,绘制了相关精度和比例的影像图,并做了详细的遥感地质解译,编制了航磁系列图、推断地质图和地球地质物理断面图等图件。成功运用该项技术进行了不同地区的区域地质岩性填图,确定各类火成岩体的分布,准确圈定了火山岩及火山机构,为直接或间接找矿等工作服务。这一系列的科研成果,都标明地质矿产勘探遥感找矿技术在我国地质勘探工作领域所发挥的积极作用。

3 地质矿产勘探遥感找矿技术的发展前景

在我国,地质勘查技术方法不断取得创新,找矿方式方法也取得突破性进展。国家也在不断加强地质矿产勘探遥感找矿技术开发体系的建设,提高地质勘查的能力。根据目前我国的国家需求和社会需求,结合我国地质矿产勘探遥感找矿技术的发展现状,未来几年将重点加强开展并加强以下3个业务体系的建设:

(1)矿产资源航空物探与遥感勘查应用体系;(2)环境地质、工程地质、地质灾害调查与监测多领域应用与服务体系;(3)海洋与陆域油气资源航空物探遥感调查体系;上述业务体系体现了遥感找矿技术在地质矿产勘探领域的重要应用和拓展。开发和完善以上体系,需要我们不断加强技术创新,坚持自主开发为主与引进外部技术为辅相结合的机制,不断提高和完善我国地质矿产勘探遥感找矿技术的自主创新能力。

4 对当前遥感找矿技术的几点建议

4.1 加强技术装备建设,加大投资力度。

我国疆土地域跨越较大,而且国土资源复杂,如果只采用单一的运载工具,就无法适用于中西部地区的测量作业,同时又缺少适合于高原地区和山区遥感勘查飞行的直升机。对于海洋资源,大航程超低空海洋航空物探专用飞机的开发运用将成为严重制约海洋资源调查能力的关键资源。国内设备对数据的记录、处理能力精度不高,缺乏航重、航电以及航空气测设备等,这就造成一部分遥感信息源的缺乏。国外高精度遥感数据价格昂贵,而国产资源卫星数量少、分辨率和精度难以满足自身要求,严重制约我国地质矿产勘探工程的快速发展。

4.2 需要提高技术层次,深化应用技术的研究与开发。

地质矿产勘探遥感找矿技术的应用领域不断扩展与遥感技术工程化能力不足的矛盾比较突出,因此随着我国国土资源管理对遥感找矿技术的业务化应用的迫切需求,遥感技术的自动化、工程化程度有待提高。

结束语

遥感找矿技术作为矿产勘查领域内的新生力量,在易找矿日益减少的情况下,将会起到越来越重要作用。许多遥感找矿的成功经验所带来的有益启示是,遥感应用必须与物化探、磁力、重力、地震探矿方法相结合,还需要进一步重视地热、地气的热力作用,深入研究生物地球化学效应、地球化学填图方法、生物成矿和数字地质的空间统计分析方法。只有加深对地表成矿信息的理解和诠释,才有可能对深部的、海底的隐伏矿床由此及彼、由表及里,从地球系统科学与地质信息科学的深度作出科学的推论和预测。

参考文献

第2篇:地质遥感技术范文

一、遥感技术的发展

遥感器不断拓宽的频谱范围,陆续推出的新型传感器,有效提高的分辨率,不但对遥感的观测尺度、分辨对地本领以及识别精细程度进行了提高,使得利用遥感器处理数据、提取信息的方法都产生了一个质的提高,把遥感技术的研究应用推向了一个崭新的高度。

不断提高的遥感探测分辨率,使对地物精细特点的探测也变成了可能。地物的特点具体包括:其一地物具有的几何特点,其二组成地物的物质结构与成分,其三演化地物的特点。根据高空间分辨率遥感、高光谱遥感与高时间分辨率遥感可以探测以上特点的精细度。

遥感数据的空间分辨率在近些年来正在迅速被提高,促使地物精细具有了空间特点,在遥感图像上看清地物的全部相关因素如大小、外形、分布空间、纹理构成、以及其它地物之间产生的空间关系等。地物识别中的地物空间特点在高空间分辨率遥感图像上逐渐占据了重要位置,而色调与统计特点在中低分辨率图像识别中曾经发挥的主要作用转变为次要或者辅助地位。不断兴起与发展的高光谱技术,推动遥感鉴别逐渐变成直接识别地物。高光谱遥感的重要特点是对元光谱进行获取与重建,进一步按照光谱特点对地物外形、组成地物以及具体成分直接进行识别。伴随着逐渐提高的光谱分辨率,在识别过程中地物的光谱特点逐渐占据了重要位置,工作方法从原来的分析图像转变为图谱联合,同时促使遥感逐步脱离看图识字时期,更加倾向于定量分析与理解地物波普。

二、遥感技术在地质灾害中应用的优势

(一)高精度获得数据。在高空中遥感技术能够探测较大的范围地区,并且宏观上获得这一地区范围的数据。按照不同的采集方法,也会产生不同的广度与精度。采集工作使用飞机能够获得10km左右的高度,使用陆地卫星能够获得910km左右的高度。当前TM卫星可以产生15米的影像空间分辨率;而SPOT卫星全色波段最高可产生2.5米的影像空间分辨率,多光谱波动为10米。

(二)更新数据时间很短。在同一地区范围利用遥感器探测可以反复周期的采集数据,进一步可以有效获得这一地区最新的各种自然现象的相关数据。按照不断变化的数据,可以动态监测这一地区的自然现象,对地面变化的事物动态反映。遥感平台的不同高度可以对各种周期重复观测,每天NOAA气象卫星可以两次收到同一地区的遥感数据,而每半个小时Meteosat则能够在同一地区获取图像。

(三)符合各种地面条件。地面条件不会对遥感技术造成限制,在一些沙漠、沼泽等恶劣条件的地区,可以采用遥感技术取代人类采集和探测相关的重要数据。另外,利用各种遥感器和波段,还能够通过遥感技术探测地物内部。例如,深层地面、水下层、冰层下存在的水体、沙漠下地物特点等。

三、遥感技术在地质灾害中的应用

(一)有效预防灾害。第一,在全区范围内利用遥感技术可以积极了解地质情况,找出容易出现地质灾害的范围。在遥感影像上比较常见的地质灾害都体现出了一些特点,联系这些特点,能够准确将地质灾害频发地区进行划分,进一步绘制地质灾害危险等级。应当在高级别地质灾害地区加强防范安全意识和监测强度,争取在每一个人身上都普及防范安全意识。第二,在容易发生地质灾害的地区利用遥感技术重点进行监测,做好预防和警报工作。发生地质灾害的因素是不断变化的地质体,而暴雨天气是造成地质变化的重要原因,当然也可能是发生大地震之后引发的次生灾害,一般体现出了突发性特征。传统的调查方法在暴雨发生时无法有效监测面积较大的易受灾地区,同时准确性与实时性都需要进一步提高。而通过遥感技术能够对变化的气候进行动态监测,及时提醒人们在容易发生地质灾害地区的人们尽快做好预防工作。此外,针对地质变化情况也可以利用遥感技术及时准确的发现,提前做好预防地质灾害的措施,进而降低损失。

(二)迅速组织救援。发生地质灾害时最为显著的特征便是突发性,一旦地质灾害出现,开展救援工作需要具备充分的资料。此外,发生灾害之后,救援人员很难勘测受灾地区。这时可以使用遥感技术勘测受灾地区具体情况,对灾害带来的破坏状况全面了解,为开展救援工作提供重要的参考资料。灾害发生之后救援工作一般非常紧迫,在救援工作中利用遥感技术的较短周期、较高精度等特点为其提供精准、迅速的灾区信息。通常情况下能够应用到的遥感技术包含:受灾地区、范围、破坏建筑的状况、毁坏交通的状况、气候改变的状况等。当前,具体是对比发生灾害之前遥感高精度信息影像和发生灾害之后的高精度信息影像,利用影像具有的特点提供重要根据。这些资料能够为报告灾害情况、评估灾害情况损失、救援措施等提供准确而迅速的参考根据。

(三)灾后重建。造成地区受灾严重的关键原因是缺乏科学合理的规划。发生地质灾害之后,需要对规划重新考虑。了解灾害发生地区的地质状况是科学进行规划的前提。由于发生地质灾害之后会出现不同程度的改变地质的现象,假如使用人工传统的勘测方法,对这些变化地质的情况需要更多的时间组织摸底调查工作,致使快速重建灾区陷入困境。通过遥感技术的应用,能够迅速对变化的受灾地区地质情况进行确定,或者对存在于规划中的失误及时纠正。联系监测评估遥感数据的结果,同时联系国家总体规划政策与地方贯彻落实的具体方案,为重建规划灾后地区提供重要的信息支撑。

第3篇:地质遥感技术范文

[关键词]地质找矿 遥感技术 蚀变遥感异常

[中图分类号] P237 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-127-2

矿产资源供需矛盾的升级,对地质找矿的质量和效率提出了更高的要求,而遥感技术的应用和推广为其提供了便捷,并取得了一系列的可喜成绩,不少矿产资源相继被发现和开发,创造了良好的经济效益和社会效益,而且随着遥感技术的不断创新和广泛应用,必将会进一步提高地质找矿效率,从而发现更多的矿源以满足社会需求。

1遥感技术概述

兴起于20世纪60年代的遥感技术,是基于电磁波理论,借助相应的传感仪器收集远距离目标所反射或辐射的电磁波信息,经处理后成像,以此探测和识别地面各种景物的一项综合技术,已被广泛应用于地质、水文、海洋、测绘、农业、气象等诸多领域。其中在地质找矿中发挥的效用尤为凸显,如大兴安岭西坡18个含煤盆地、伊利盆地铀矿床的扩大、塔里木盆地的石油天然气的发现等都借助了遥感技术,其主要是利用遥感技术获取客观、全面的记录了地表综合景观几何特征的遥感影响,然后加以分析,得出地表景观分布、形态以及物质结构和成分等信息,以此识别地物,为发现矿源提供有力依据和参考。

2遥感技术在地质找矿中的具体应用

遥感技术具有多波段、宏观性、立体感强、信息量大、便于定位等显著优势,是地质找矿必不可少的技术手段,其具体应用主要体现为下述几点:

2.1提取矿化蚀变信息

在地质找矿中,通常将围岩蚀变视为重要的找矿标志之一,主要是因为其种类与矿床类型、围岩成分有关,而且在空间分布上与金属矿化常具规律可循,故在地质找矿中应首先了解围岩蚀变类型与矿种的关系(如下图所示)。

由于地物与物理化学特征与光谱特定密切相关,其物质结构和成分差异会在吸收和反射光子波长中显现出来,因此可基于不同矿物的不同电磁辐射,借助波谱仪进行野外采样用于测量光谱曲线,通过对比参考光谱识别矿物组合。考虑到传感器在接收光谱特性时会受到大气、白云、植被等干扰介质的影响,因此应对吸收谷所在的宽度、深度、波长位置、对称性等加以处理,此时我们可以利用多光谱TM、ASTER、ETM+或者少量的微波遥感、高光谱等数据,以及分析主成分、比较波段、识别光谱角、分解混合象元、MPH等方法和技术提取矿蚀变异常信息,目前ETM+(TM)、基于ETM+数据的综合遥感技术等在提取蚀变遥感信息中成效较为显著,并形成了一套独特且相对成熟的蚀变遥感异常提取技术,即以校正辐射、几何、大气,去除植被、云、水等干扰介质为基础,以ETM+(TM)为主的信息提取技术,以PCA主分量为主,以波段比值为辅,结合分析光谱角的分析方法,分级、门限化处理信息,以此得到分级的蚀变遥感异常图,为围岩蚀变找矿提供了很大助益,如新疆哈图的喀尔色巴依克斯套、托玛尔勒的金矿蚀变带的发现利用的是ETM+数据的综合遥感技术,而新疆野马井的5个成矿远景区和多处金矿点、铜矿点的发现则利用了ETM+(TM)技术。

2.2识别地质岩石矿物

成矿的赋存条件多以特定的岩石组合和类型为物质基础,可见对于成矿来说,岩石的作用不言而喻,而岩石、矿物自身的光谱特性也为利用遥感技术获取遥感信息用于识别岩性提供了必要条件。通常用于识别岩性的方法主要为增强、变换、分析遥感图像,借助图像中颜色、色调、纹理等增强后的差异性,最大限度的区分岩相、划分岩性组合或岩石类型,如岩浆岩、沉积岩、变质岩等。一般情况下,当波长处于8-14μm时为热红外域,反映的是岩石、矿物光谱中的发射特征,当其处于0.4-2.5μm时则为可见近-短波红外域,反映的是岩石、矿物光谱中的反射特征。

遥感技术在识别岩石、矿物中的应用也较为常见,如二宫芳树利用ASTER热红外遥感技术提取了帕米尔东北边缘试验区的硅酸盐岩、碳酸盐岩、硅质岩的岩性;而Crosta则以研究区域内的蚀变特征和地质情况为依据,基于USGS矿物光谱数据库,创建了单矿物的识别标准,并利用AVIRIS获取了遥感图像,从而提取了明矾石、白云母、高岭石等矿物。因以空间特征和地物光谱的差异性为基础的高光谱成像遥感技术具有数据量大、分辨率高、波段超多等优势,其窄波段可用于矿物吸收特征的区别,配以重建地物光谱、量化并提取光谱特征、定量分析混合象元等,可实现对矿物岩石的有效区分,因而在识别岩石矿物中得以广泛应用,但应注意,该种技术适用于岩石、植被稀少的区域,这也从侧面反映出遥感识别岩石矿物技术应该不断改进和创新,以此也适用于植被土壤覆盖率较高的区域。

2.3解译地质构造信息

通常重要的矿产多分布于板块交接处或近边界区域,时间与地质构造事件密切相关,而且成矿带的规模与地质构造变动基本一致,故可利用遥感技术获取空间信息用于地质找矿。

在此可借助遥感技术获取相应的影像,然后提取与研究范围内成矿构造有关的线状信息,与赋矿岩层、矿源层等有关的带状信息,与热液活动、火山盆底等有关的环状信息,与蚀变、矿化、接触带有关的色块、色带、色环等信息,若断裂为控矿的主要构造,此时重点提取遥感影响中的断裂信息意义重大,但在具体实践中,遥感系统可能会因模糊作用导致所关注的纹理、线性行迹等难以识别,影响分析结果,以此可借助目视解译、人机交互等处理遥感影响,如增强边缘、分析比值、拉伸灰度、卷及运算等,以此突出地质构造信息,同时遥感技术也可基于地貌、地表岩性、植被和水系分布等特征提取褶皱等隐伏的地质构造信息。而针对矿床改造,可通过宏观对比不同时期的遥感影响,结合研究成矿深度,判断矿床的产出位置,以及对其剥蚀改造作用进行研究。如赵少杰应用ETM+遥感技术和数据,在桂东地区解译了线性和环形构造,并结合几何分形学对其地质构造进行了分析,最终发现了3个成矿远景区。

此外,遥感技术在利用植被波普进行地质找矿中也有用武之地,在一定程度上解决了植被高覆盖率区域地质找矿难的问题。因植物体内的重金属含量对其生态、生理等会产生一定的影响,如此一来,其叶面光谱的波形和反射率会出现异常,从而在遥感影响中呈现不同的色彩、色度和灰度,然后利用遥感技术将其提取出来。

3遥感技术在地质找矿中的应用前景

一是基于高光谱综合技术的高光谱数据因可同步获取地物空间、光谱、辐射等信息,应用价值巨大,因而发展前景十分广阔;二是微波遥感因具备波段范围广、穿透性强、可全天时、全天候获取信息,利于提取地质构造信息,因此应用潜力很大,但应妥善处理消除斑噪、校正辐射、极化方式等关键技术;三是GIS、GPS、RS三大技术势必会实现有效的融合,以此为提高遥感数据的解译速度和程度提供重要保障;四是用于融合基于多光谱、微波、高光谱等遥感数据的技术会应运而生,如融合雷达图像和光学图像,既利于图像分辨率和纹理识别能力的提高,也利于矿物类型的识别;五是用于接收图像、处理和提取信息的技术会更加完善,以此便于接收更为细小、微弱的地质信息,解决图像失真问题,提高不同格式图像的兼容性和海量数据处理速度等。

4结束语

综上所述,遥感技术为地质找矿工作注入了新的活力,也为其提供了必要的技术支持,对于提高地质找矿效率、扩充矿产储量意义重大,而且随着社会对矿产资源的不断需求,以及先进理论和科学技术的不断发展,遥感技术必将会为地质找矿提供更优质的服务,从而促进经济可持续发展。

参考文献

[1]张磊,秦国良.浅析遥感技术在地质找矿中的应用及发展前景[J].民营科技,2013(20).

[2]何建明.刍议遥感技术在地质找矿中的应用[J].中国新技术新产品,2010(12).

第4篇:地质遥感技术范文

关键词:地质找矿;遥感;发展方向

Abstract: with the development of economic construction, the demand for mineral resources is increasing, the difficulty of finding the surface deposits continues to deepen, half concealed ore prospecting direction tends to be concealed, deposit, and paid more and more attention in the research of poor coverage area, covering half the work. Remote sensing technology is a new prospecting means, in prospecting for increasing the difficulty of situation, people pay more and more attention by the experimental research, the development, currently in the geological prospecting has made remarkable achievements, and become an important method for geological prospecting.

Keywords: geological prospecting; remote sensing; development direction

中图分类号:文献标识码:文章编号:

引言:随着遥感技术的推广,遥感地质技术人员不断在实践中总结和提高,遥感技术的应用程度日臻成熟,地质的许多方向都有了不同程度的发展。遥感影像可以全面、客观地记录地表综合景观的几何特征,遥感图像不仅可以获得地表景观的形态、分布特征组合,而且还可以获得物质的成分和结构等,进而实现地物识别的目的。遥感技术在地质找矿中的应用包括直接应用和间接应用:直接应用是指遥感蚀变信息的提取,间接应用则包括地质构造信息、植被的光谱特征及矿床改造信息等方面。

遥感技术应用于地质找矿主要是在工作的初始阶段,在地质工作程度低、交通及地理条件较差的地区尤为重要。工作的目的是应用遥感影像的地质信息去分析成矿地质条件,确定找矿远景区和圈定成矿有利地段,为进一步开展地质评价工作提供遥感地质依据。

1 遥感地质找矿的理论依据与技术基础

遥感信息,特别是多种遥感信息的综合,具有丰富的地质内涵和坚实的物理基础。这使得遥感地质找矿具有宏观性、多波段、信息量丰富、立体感强、便于定位等优势,是地质找矿不可或缺的手段。在遥感地质找矿的遥感影像分析中,传递含矿构造和含矿载体的两种标志:构造、结构、纹理特征;光谱特征。各种矿产资源的形成、产出,都与一定的地质构造条件有关,如斑岩铜矿与中酸入体有关:煤矿赋存在某些地质时代的煤系地层内。前者反映地质控矿构造特征、岩石类型特征等,通过研究遥感影像上显示的线性和环状信息可以揭示区域构造体系及其控矿作用;后者反映了地层层序、岩石类型的差异,矿物成分和含量的差异,特别是矿化蚀变信息。由于蚀变岩矿物具有本身的光谱特征,而一定类型的蚀变岩矿物组合常可指示一定矿种的存在。

2 遥感在地质找矿中的应用

遥感技术在地质找矿工作中的应用可归纳为如下几个方面:

利用图像上显示的与矿化有关的地物,直接圈定靶区,为找矿指明方向。如利用植物吸收不同金属元素所产生的不同光反射率、热反射率和叶绿素发光率进行波谱试验,为在植被发育地区快速发现工业矿产开辟新的找矿途径。

利用数字图像处理技术,进行多波段,多种类遥感图像的综合处理分析,增强或提取图像上与成矿有关的信息,尤其是矿化蚀变信息,为找矿提供依据,指明找矿方向和有利成矿的远景地段。

围岩蚀变是成矿作用的产物,是一种重要的找矿标志。常见的围岩蚀变有:矽卡岩化。有关矿产有铁、铜、钨、锡、钼等。云英岩化。与钨、锡、钼、锂、铍等矿产有关。绢云母化。有关矿产有铜、钼、金、铅、锌等。绿泥石化。有关矿产有铜、铅、锌、金、银、锡等。硅化。与铜、金、锑、汞、明矾石、重晶石等多种矿产伴生。由于不同的蚀变矿物具有各自的特征谱带以及岩矿石物理化学性质的差异,使其在多波段遥感图像上表现出不同的颜色、色调和纹理差异。目前,常用的提取蚀变异常的方法有比值分析法,彩色空变换、主成份分析法、光谱角蚀变法等。此外,在异常信息的提取过程中经常受到多种因素的影响,因而需要几种方法的有效组合,而不能只依靠某一种方法。

2.1 地质构造信息的解译

构造运动是地壳内部的内在活动因素,它与变质事件、热事件、成矿作用联系在一起,而内、外生矿床的形成和分布均不同程度地受一定地质构造事件的控制。地质构造在遥感图像上常表现为线性与环形特征。线性特征,是像片上呈连续或断续的线状或带状展布的影像,其空间分布型式有一定规律性。线性形迹主要指断裂和节理等构造,它控制着岩浆活动及矿液的运移、储存,对导矿、运矿、储矿起着重要作用。环形构造在地壳中以近圆形的构造环带为特征,多是地壳内部活动的表现,对形成火山型、热液型矿床关系密切。线性构造、环形构造及构造交叉部位,往往是成矿的重要部位。通过对遥感图像上色调、阴影、形状的研究可以更直观的看出研究地区的地质构造,有利于成矿预测。

2.2 地层信息的解译

岩石的组成成分、内部结构、光照条件等因素决定了它的光谱特征。岩性解译就是利用不同岩层反射光谱差异所形成的形态、结构、纹理、色调等影像差异,来判定出露地面的岩石的物理特性和产出特点,划分不同岩石类型或岩性组合。由于所有内生、外生矿床均与一定时代的岩性、地层及岩相有关,因此在成矿预测的过程中,首先要找出有关像片图形、地貌特征或与一定植物的联系,以便发现矿床赋存的有利层位与构造。

3 遥感地质找矿的发展前景

20世纪末以来。随着数字地球的提出和现代信息技术取得新进展,数字地球的理论方法和现代信息技术的新进展引入地质勘查领域。应用现代信息技术的新进展进一步解决矿产资源问题成为地质找矿发展的必然趋势。在数字地球框架下,将遥感技术与地质领域传统方法技术相结合。与其它现代信息技术相结合。

基于数字地球的遥感找矿技术.其核心是遥感信息的延伸应用和信息化。它的目的是最大限度地利用信息资源,以提高矿产资源的勘查效果。一方面,露出地表的矿明显减少,勘查目标已由地表或近地表转向地下深处的隐伏矿床.找矿难度愈来愈大。另一方面.各种地学手段取得的信息资源愈来愈丰富。为遥感信息与其它地学信息的集成创造了条件。而后遥感应用技术有利于发挥遥感找矿的技术优势,发现用常规地质方法很难发现的地质体和地质现象,为找矿提供新的依据。

遥感找矿应用须从遥感“技术索引”的思路走出来,从控矿构造迈向与成矿机理研究相结合的高度。遥感应用必须与物化探、磁力、重力、地震探矿方法相结合,还需要进一步重视地热、地气的热力作用,深入研究生物地球化学效应、地球化学填图方法、生物成矿和数字地质的空间统计分析方法。只有加深对地表成矿信息的理解和诠释,才有可能对深部的、海底的隐伏矿床,由此及彼、由表及里.从地球系统科学与地质信息科学的深度作出科学的推论和预测。

随着遥感技术的发展,传感器的空间分辨率和光谱分辨将大幅提高,遥感信息量也将大幅增加。要在海量数据中提取有用的找矿信息,必然对遥感数据处理系统提出更高的要求。目前,多光谱遥感数据处理系统在数据的压缩、传输、专业软件的发展上都取得了很大的进步。在高光谱遥感数据分析、处理方面关键是在光谱维上进行图像信息的展开和定量分析。此外,实现信息分析模型和算法语言的改进也将大大提高遥感信息处理的速度和精度,提高找矿工作的效率。

四、结束语

遥感技术作为矿产勘查的一种手段应用于找矿,并取得了一定成就。遥感技术的直接应用是蚀变遥感信息的提取,遥感技术的间接应用包括地质构造信息、植被的光谱特征及矿床改造信息等方面。遥感找矿具有很大的发展前景。

多源数据的融合处理能够避免单一信息的片面性,使融合结果更加准确和客观。特别是利用遥感技术寻找深部矿床时,单纯使用遥感图像象存在明显的局限性,往往需要物探、化探地学数据以及各种地质图件的融合处理。

参考文献

[1]徐友宁.矿山环境地质调查研究现状及展望[J].地质通报,2008.

第5篇:地质遥感技术范文

关键词:遥感技术应用;地质找矿;矿化蚀变信息提取;地质构造信息提取;遥感地质找矿方法与工作程序

中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:

引 言

遥感数据不仅能够直接或间接的反映物质的结构和成分,而且也可反映地表景观的综合形态特征,从而达到从宏观到微观识别地物的目的。因此,遥感技术作为一种高效宏观的地质手段越来越多的被用于解决矿产资源综合评价和研究复杂高难的综合地质问题。

近年来,随着遥感理论技术的不断深化发展,利用遥感地质解译成果,结合地物化探等资料开展地质矿产调查工作,应用成效突出,特别是在圈定成矿远景区,优选找矿靶区等方面,不仅能够充分发挥遥感地质的特点,指示性较强,节约经费、创造效益,而且使得地质研究的效率和理论水平也得到了提高。

遥感技术应用于地质找矿中的两个方面

直接应用———遥感蚀变信息的提取

围岩蚀变是指岩浆热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用。作为成矿作用的产物,围岩蚀变的种类(组合) 与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系,围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围,而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循。因此,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。

1.1 蚀变遥感异常找矿标志

目前,最常见的围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、矽卡岩化等。如笔者所工作过的云南大平掌铜矿区,其矿区围岩蚀变强烈,种类繁多,有硅化、黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、重晶石化、碳酸盐化等。其中前三种蚀变与矿化关系较为密切。

1.2 蚀变信息提取

光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的,具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征,利用其具有鉴定意义的特征谱带可以进行矿物识别。

目前,此种方法被广泛应用于地质找矿勘查工作中,通过对野外蚀变岩石进行光谱曲线测量,形成具有针对性的实测蚀变岩石波谱库,根据其波谱特征,选择合适的遥感数据进行蚀变信息提取工作,从而为找矿工作提供相应的分析数据。如笔者曾在云南省大勐龙一带及大平掌工作区利用不同的遥感数据源开展了蚀变信息提取工作,成果显示其蚀变信息组合展布形态与热液型矿床分布区域套合情况较好,且根据统计情况分析来看,面积较小的蚀变信息组合地段往往更具有找矿意义。

2、间接应用——成矿地质体信息的提取

2.1 地质构造信息的提取

矿产资源的分布无论是空间上还是时间上都与一定的地质构造事件相关,因此,在遥感工作中,往往将构造信息的提取作为重中之重。特别是提取与成矿作用相关的断裂、节理、推覆体等线性构造及与中酸性岩体、火山盆地、火山机构、深部岩浆、热液活动相关的环形构造。

采用人工目视解译法开展遥感地质构造信息提取工作,在解译中应有层次性,从宏观到微观,从整体到局部,从已知到未知的开展工作。如在镇康芦子园地区,笔者曾对工作区地质构造进行了重点解译:区域上该地区影像上表现为一复式背斜构造,西翼影像特征明显,东翼被北东向构造破坏,影像表现较为隐晦,解译情况与地质认识基本相同;另外,在该背斜核部发育有多条空间延展性较好的北东向及北西向断裂,因应力作用,断裂旁侧发育有许多张性小断裂;整体来说,区内线性体的展布情况具有似等距的特点。根据以上对地质构造的层层剖析,认为要在该区进一步开展找矿工作,应对北东向和北西向线性体进行重点剖析,深化其成矿地质背景认识。

2.2 矿床矿源层信息的提取

矿床形成以后,地质环境的变迁会使矿床某些性状发生变化,特别是地质构造事件可能造成含矿层位的偏移或错断,因此,对于遥感找矿工作而言,其另一项间接应用就是利用遥感信息对矿源层进行追索解译。

矿源层信息的提取,其实质就是开展岩性地层遥感地质解译,利用遥感影像的“色、形、纹”等特征总结矿源层的影像标志,进而追索其界线。根据以往工作情况来看,对矿源层的解译难度较高,尤其是在总结矿源层影像标志时,应根据不同的矿床成因类型建立具有针对性的标志。因此,依笔者来看,矿源层的形态影纹特征更具有针对性,应进行重点剖析,而色调特征应结合周围地质环境进行分析总结,以避免色调成为矿源层解译时的“伪”标志。对此笔者在以往工作中深有感触,如砂岩地区、碳酸盐岩地区和玄武岩地层出露地段,其风化土壤在影像上表现均以红棕色为主,利用其色调特征进行解译往往难以将几种岩性进行区分,而且云南地区土壤富含铁质成分,土壤色调偏红,因此,利用色调在云南地区开展岩性地层解译具有局限性,易造成标志假象。

二、遥感地质找矿的程序

遥感地质找矿的实践表明,遥感影像具有宏观性、客观性、多时相性等特点,能直观、快速、准确的提取地质体信息。因此,在实际工作中要充分发挥遥感技术特长,根据目标任务,选择合适的遥感影像作为信息提取数据源,进行详细的地质分析解译,尽可能多地获取同地质矿产有关的信息。遥感技术应用于地质找矿的程序可大致分为以下六个方面。

遥感数据处理

遥感地质找矿工作应紧密结合地质矿产信息的提取进行,而遥感数据处理作为地质矿产信息提取的必要手段,贯穿在整个信息提取过程中,包含各种数据的预处理、影像增强、变换等模型方法。为了使数据处理更有效,应采用符合工作区实际地质地貌特征的图像处理方法模型。

遥感影像图与地质图的结合

通过对遥感数据处理,使得遥感影像图与地质图具有相同的地图投影坐标系统,并与地质图相套合,该影像是工作区遥感概貌与地质图相互对应的直观缩影,是地质解译和成矿预测的基础图件。

3、遥感地质构造分析

遥感地质构造解译分析是遥感地质找矿的重要环节,不同的工作任务和精度要求,对遥感地质构造解译的具体要求也有所不同,但都应当着重于对区域矿产、矿床、矿体起直接或间接控制作用的断裂构造进行分析,包括构造的组合关系以及控岩控矿构造的影像特征研究,特别是注意分析隐伏的或深部控矿构造,建立区域性的成矿构造影像标志,进行类比,并发现新的控岩、控矿断裂构造或成矿有利的构造部位。遥感地质构造分析,还需要与地球物理场的研究相结合, 尤其在区域构造的影像特征研究中,物探资料是遥感构造解译不可缺少的,其对于所解译的断裂构造展布方向、规模大小、力学性质等能够进行较好的辅证。

岩浆岩的遥感地质解释

对于寻找内生矿床,尤其是同岩浆岩密切相关的矿产,岩浆岩的解译是遥感地质找矿工作的重要手段之一,其是在了解区内火山岩及侵入岩的分布、岩浆岩与构造对已知矿产的控矿规律基础上进行的。对于岩浆岩的解译主要是通过建立的遥感解译标志,解译出岩浆岩在空间的分布、形态特征及不同期次岩浆岩、围岩蚀变现象等。解译过程中,对那些与岩浆岩有关的环形影像的研究是十分重要的。

根据岩浆岩的产出深度,其与环形影像的解译内容可分为两种情况:与侵入岩体有关的环形影像,要区分不同特征类型的影像色调、形态、结构、边界清晰程度以及环形影像中线性影像的表现形式;与火山岩和次火山岩有关的环形影像, 除区分不同类型的影像色调、形态、结构等特征外,还应注意环形影像中的色彩异常环形影像与线性影像的交接复合部位的色彩异常区。通过各种资料的综合分析,配合实地调查,确定色彩异常区的找矿意义,从而提取出与矿化有关的影像信息。

矿产信息的综合解译分析

遥感图像上矿产信息的综合解译分析, 是遥感地质找矿的中心环节。对矿产信息的综合分析可以从控矿构造、控矿地层岩性和矿化蚀变带的色彩信息等三个方面进行。

5.1 控矿构造

控矿构造的解译,首先要分析工作区内成矿区带与区域构造的关系,主要矿田或矿化集中区受断裂构造或褶皱构造控制的特征,以及主要矿床及矿体的构造分布特征,从中确定控矿构造的级别、先后次序以及构造的性质、规模和对矿体的改造与破坏程度,进而总结出构造控矿的基本特征,如云南大平掌铜矿区及发育两组构造,分别为北西向和北东向,其中北西向构造为先期构造、规模较大,并控制着矿体的分布,在遥感影像上影像特征较为模糊;而北东向构造多为后期构造,在影像上清晰可见,但为一组破矿构造,在遥感解译时须予以重视。

5.2 控矿地层岩性的影像标志的的确立

控矿地层岩性的影像标志的确立,应根据已知资料划分出含矿地层,查明含矿的主要岩性,包括赋矿岩石的产状及其相变关系,含矿侵入体的岩石类型及岩性特征、矿石的品位等。对具有某些色彩异常的围岩,要确定其性质及意义。

建立含矿地层的遥感影像标志,除根据岩石程度以及覆盖程度确定其直接的或间接的影像标志外,还应确定含矿地层的影像标志层以进行类比。如大平掌铜矿区赋矿层位主要是上泥盆统-下石炭统大凹子组(DCd),其为一套深海相细碧角斑岩建造,同周围三叠系、侏罗系碎屑岩、碳酸盐岩影像特征差异均较大,通过建立该岩性的遥感影像解译标志,可最大限度提取区内的矿源层信息。

5.3 蚀变矿化地段信息的解译分析

矿化蚀变地段信息的解译,多采用计算机自动提取和人工目视解译相合的方法;计算机自动提取主要通过建立与工作区内地质地貌景观相符合的数学模型来进行自动提取,目前矿化蚀变异常提取较为成熟的方法主要有:基于代数运算(PC)的蚀变异常提取;基于主成分分析(PCA)的蚀变异常提取;基于光谱角法(SAM)的蚀变异常提取;如采用ETM(1、3、4、5)波段进行主成份分析,提取铁染蚀变信息,采用ETM(1、4、5、7)波段进行主成份分析,提取羟基蚀变信息。人工目视解译主要针对模型自动提取的蚀变异常进行筛选。在矿化集中地段内遥感数据既采集到了与成矿作用有关的构造、矿源层、围岩蚀变等信息外,还采集到了包括与矿化无关的岩石、植被和第四系等信息。因此,解析蚀变矿化地段信息解译成果,将矿化蚀变信息与非矿化蚀变信息有效区分是矿产信息解译的关键所在。一般的,在实际工作中主要是利用已知的地质、化探异常等资料,对蚀变异常进行初步筛选分析,然后配合野外地质验证,进一步去除假异常(非矿致异常),为后期的找矿评价提供蚀变异常方面信息。

6、野外地质调查及找矿靶区优选

野外地质调查的对象主要是工作区内典型矿床或矿化点提取的矿化蚀变异常或蚀变晕圈分布地段;有已知分散流或次生晕化探组合异常与蚀变晕圈叠合的地段;解译确定的主要控矿构造与主要含矿层位和含矿岩体的矿化有利部位等,调查的重点应是矿化蚀变地段及近矿围岩和矿床的含矿性。根据遥感图像和各种资料中提取的综合地质信息包括矿产信息,结合实地调查的结果,采用综合多元信息的方法,对工作区进行遥感找矿预测,优选出找矿靶区,并提出进一步工作的建议。

展望

目前,遥感地质找矿技术作为矿产勘查的一种辅助手段已经取得了很好的成效,今后发展的趋势主要有以下几个方面:如高光谱遥感岩矿识别技术、地物化遥综合信息找矿预测、遥感植物地球化学以及遥感数据处理技术等。随着现代遥感技术的进一步发展和成熟,其未来在地质找矿方面的应用价值将会越来越受到重视和体现。

参考文献

[1]荆凤,陈建平,矿化蚀变信息的遥感提取方法综述[J].遥感信息,2005。

[2]朱小鸽,多重主成分分析及在地质构造信息提取中的应用[J]. 遥感学报. 2000。

第6篇:地质遥感技术范文

关键词:遥感;工程地质条件;调查

中图分类号:TD12 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2017)19-0085-02

引言

我国地域辽阔,传统调查手段难以满足国土开发及国防建设对基础调查成果的要求,为了弥补边境地区,特别是交通条件不足,条件相对恶劣的地区地质资料的不足。为了更进一步地了解沿线区域性工程地质特征,比如土石类型以及各种地质现象的分布规律,尤其是地质构造的变化规律,并为下一步开展大比例尺工程地质测绘起到参考和指导作用,卫星遥感技术无疑成为最佳选择[1-5]。

1 研究区概况

工作区地处中、朝、俄三国交界,有着独特的区位优势,是国际客货海陆联运的最佳结合点。位于珲春市东南部与俄罗斯接壤属山地丘陵区,地形起伏较大。山地面积约占83%,最高峰雪黛山,海拔1077米。地质条件复杂,地层出露不多,植被覆盖度高。基础地质及工程地质条件勘察成为本地区开发建设的基础。同时也是应国防建设的需要,借助遥感手段对本地区地质基础进行调查,为经济建设及国防建设提供基础数据支撑。

2 遥感数据的选择与处理

在研究中选用国产卫星数据作为基本数据源,主要选用资源一号02C星,资源三号卫星数据作补充。02C星具有两个显著特点:一是配置的10米分辨率P/MS多光谱相机是我国民用遥感卫星中最高分辨率的多光谱相机;二是配置的两台2.36米分辨率HR相机。

数学基础:1980西安平面坐标系;1985国家高程基准;高斯-克吕格投影。

1:1万成果图采用3°分带;1:5万成果图采用6°分带。

增强处理。采用融合、直方图拉伸、直方图均衡化等方法增强目标地物反差和影像纹理细节,增强影像色彩、突出不同地类间的光谱差异。为便于从视觉上识别影像内容,将校正配准后的影像,通过对比度扩展和空间域滤波进行影像增强处理,使影像匹配人眼的亮度值观察特性,改善影像的视觉效果,增强影像可判译性影像融合与合成。为提升工程地质解译的效果,将影像进行代数运算和变换处理,形成的多波段组合,再将不同波段的影像或不同分辨率的影像融合在一起,形成能扩展地物波谱差异性和动态显示范围的彩色影像,以增强隐伏断裂带#地下水充水带等特殊地质信息,并有效削弱山区地形阴影的影响。

在遥感影像处理过程中,通常采用的融合方法有IHS变换和PANSHARP融合方法,在解译过程中对数据进行ERSI拉伸增强,能取得最佳目视解译效果。

针对02C遥感数据的融合,真彩色合成:采用波段合成的方法:

R:Red

G:(Gree+Red+Nir)/3,band math表达式:byte((fix(b1)+b2+b3)/3)

B:Gree

使用/Raster Management/Layer Stacking按照上述顺序组合一个三个波段数据,得到真彩色合成结果。

3 地貌特征遥感解译

通过对遥感影像的图形特征、水系特征,影纹和色调的识别,获得了有关地貌形态展布规律、空间分布特征及其与地质体有关的信息。根据1:5万比例尺地形图,可以观测区域地貌的宏观特征和展布规律,而通过图像处理技术进行特定时相、波段组合得到的一系列彩色合成图像,则更可以显示有关各期古河道、冲洪积物分布等地貌形迹和成因等重要信息。

4 遥感地质解译

基于GIS软件作为遥感解译的工作平台,利用建立的多源影像数据,针对各项专题因子,根据不同的影像单元的色调、阴影、图案与纹理上的特征,建立遥感解译标志。运用目视解译、人机交互解译、信息自动提取等方法提取河流、湖泊、湿地、土地覆被、第四系地质、塌岸、河道变化、生态环境等各类专题信息因子,调查区断裂构造发育,共解译出77条大小不等的断裂,以北东东向和北东向断裂为主,其次为北西西向断裂构造。按断裂规模可分为深大断裂、区域性断裂、一般性断裂,其中深大断裂不仅控制了构造单元的边界,也控制了该构造单元内地层的沉积,而且还控制了次级断裂分布;区域性断裂控制或错断了区内的地层;一般性断裂主要为深大断裂和区域性断裂构造的次级断裂或局部断裂,展布在区域性断裂旁侧。

地层是应用景观生态色调特征,岩石地貌单元及结构水体色调差异及识别标志,地理空间要素,水系网样式及密度分析标志等影像信息来圈定;地层时代需对比区域地质资料分析确定岩性判别是先圈出工程区的第四系松散沉积物,然后划分出三大岩类的界线,分析其相变及接触关系;最后是进行局部地段工程岩性的详细划分,将地层在区域地层时代组的基础上进一步细分至工程地质的岩性段。本地区地层情况如表1所示。

5 对土体的信息归类方法

5.1 基岩区风化壳土体类型

基岩风化壳分类主要是根据其物质组成、土体中所含碎石含量及粒径决定。

基岩区的遥感解译主要是在解译了岩性基础之上,结合新构造解译成果,推断基岩区岩石的风化程度,综合考虑地形地貌、植被覆盖等因素。不同岩性有着不同的抗风化程度,不同的构造运动会对基岩产生不同的破坏,断裂的发育直接影响岩石完整程度和节理发育程度。

5.2 第四系松散堆积物类型

根据成因类型分两大类:第四系松散堆积层和基岩风化壳。

土体类型的划分主要是根据成因类型及其粒度成分性质和主要工程地质特征进行一级划分,然后根据其垂向结构特征进行二级划分,从而确定土体工程地质类型。

残坡积:主要分布于丘陵沟谷坡脚,一般都是砂质粘土,粉土夹碎石。主要成因是基岩风化壳经过外力搬运作用形成。

冲洪积:主要分布于河床,河漫滩及阶地上,一般为砂土,砂砾卵石土。

崩坡积:主要分布于斜坡边缘、高陡斜坡的坡脚处,碎块石成分与地层岩性密切相关,一般为粘土夹碎石、块石。此类岩组颗粒差异较大,大多是土石滑坡或风化壳崩塌所形成。

根据不同的成因类型基本上就可以确定土体类型,再结合土体物质结构确定土体类型级别,土体所含石块、碎石含量越高,土体硬度级别越高;土体所含石块、碎石粒径越大,土体硬度级别越高。

6 结果验证

根据构造、地层及岩性的遥感解译成果,结合地形地貌特征及土地覆被情况,整个调查区按照上覆土硬度等级划分为四类共七级,分别为硬土一、二级,普通土一、二级,软土一、二级和特殊土。根据后期成果应用单位的实地验证及测试,岩性及上覆土硬度的遥感解译准确率达到91%,风化层厚度准确率达到79%。验证均以地质单元为单位进行,每个地质单元布点3-5个,每个点所测参数及平均值均参与比较。

调查研究取得成果具体,可应用程度高,技术方法优势明显,具体表现在以下几点:

(1)沿界江界河地区交通不便、植被覆盖度高。地貌、地质单元复杂多变,调查采用卫星遥感技术解译为主,实地调查为补充的方法,了解沿线区域性工程地质特征,比如土石类型以及各种地质现象的分布规律,尤其是地质构造的变化规律,并为进一步开展条带状大比例尺工程地质测绘奠定了基础。(2)将卫星遥感的各种图像资料综合处理,进行从宏观到局部地段的综合解译,结合现有资料和野外实地查证,能更全面地了解区内的工程地质条件。为国防建设科研单位及时提供了基础数据支撑。(3)研究成果表明,将遥感地质解译系统地应用于工程地质条件解译和分区评价,解决了现有地质资料研究程度的不足,是一种经济、快速、高效的先进方法。

7 结束语

(1)根据地层岩性及构造特征遥感解译,基本可以查清研究区的岩土体分布及不良地质体特征,摸清调查区基岩风化层厚度、上覆土硬度等级及围岩条件。满足1:10万工程地质条件调查要求。

(2)通过遥感影像能清晰地解译研究区内的断裂构造,对于断裂破碎带、微地貌均能清晰解译出来。为工程地质条件评价以及进一步的工程地质勘察提供了充分的科W依据。从研究的地质成果来看, 该方法完全可以满足初级阶段工程地质条件摸底调查。

此方法主要是针对地面调查难以到达的区域开展大比例尺工程地质条件调查,在现阶段仍需要不断补充完善影响因子,进一步细化工程岩土体分级体系和风化程度的量化方法,针对不同地区不同遥感数据源我们将做进一步的研究,以期形成一套完备的遥感技术调查工程地质条件方法体系。

参考文献:

[1]杨金中.遥感技术在工程地质选址工作中的应用[J].国土资源遥感,2007(4):90-94.

[2]卓宝熙.工程地质遥感判释与应用[M].中国铁道出版社,2002.

[3]杨树文,冯光胜,刘涛,等.工程地质地学要素遥感自动解译应用系统[J].中国科技成果,2014:59-60.

第7篇:地质遥感技术范文

关键词:遥感岩石矿物识别;矿化蚀变信息提取;地质构造信息提取;植被波谱特征;多光谱遥感技术;高光谱遥感技术;遥感生物地球化学技术;地质找矿

中图分类号:TP7文献标识码: A 文章编号:

一、遥感技术的地质应用

地质是指地球的性质和特征。主要指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等,包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系,地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史,以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。遥感图像提供了大量的地质信息,包括矿产和环境地质信息,利用这些信息,可以使地质工作者预先熟悉工作区的地质情况,科学决策拟投入的工作量、工作方法和研究目的。所谓遥感地质制图就是利用遥感的方法完成地质图的绘制。分为航天遥感地质制图和航空遥感地质制图。

1、航天遥感地质制图

航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中,针对具体应用需求,选择不同的传感器,如成像雷达、多光谱扫描仪等,通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新图像数据,利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理。同时,借助应用区域现有较大比例尺的地形数据,对影像数据进行投影变换和几何精确纠正,并从地形图上获得主要地名点、主干构造、底层、岩体,以及矿床矿点、物化探异常信息,进行相应的标注和整饰,制作地质数字正射影像图。

2、 航空遥感地质制图

所谓航空遥感是指以航空器如飞机、飞艇、热气球等为传感器承载平台的遥感技术。根据不同的应用目的,选用不同的传感器,如航空摄影机、多光谱扫描仪、热红外扫描仪、CCD 像机等,获取所需航摄像片和扫描数据进行地质制图。实践表明,遥感地质制图是一项新技术,不仅有它的优点而且也有它的缺点。遥感地质制图比常规的地质制图节省了大量的野外工作量,而且对客观现象的表示优于常规地质图,其主要的优势在于周期短、成本低。但是,因为野外工作量少,也带来一定的缺点。例如地质观测点的数量、样品种类和数量、地层和构造产状等不如常规地质图详细充实。

二、遥感技术的找矿应用

1、直接应用———遥感蚀变信息的提取岩浆热液或汽水热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用称为围岩蚀变。围岩蚀变是成矿作用的产物,围岩蚀变的种类(组合)与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系,围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围,而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循,因此,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。

1.1 蚀变遥感异常找矿标志围岩蚀变是热液与原岩相互作用的产物。常见的蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、夕卡岩化等。

1.2 信息提取的实现与地物发生反射、透射等作用的电磁波是地物信息的载体,地物的光谱特性与其内在的物理化学特性紧密相关,物质成分和结构的差异造成物质内部对不同波长光子的选择性吸收和反射。具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征,光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的。各种矿物都有自己独特的电磁辐射,利用波谱仪对野外采样进行光谱曲线测量,根据实测光谱与参考资料库中的参考光谱进行对比,可以确定出样品的吸收谷,识别出矿物组合。根据曲线的吸收特征,选择合适的图像波段进行信息提取。根据量子力学分子群理论,物质的光谱特征为各组成分子光谱特征的简单叠加。传感器在空中接收地表物质的光谱特性,因为探测范围内有干扰介质存在(白云、大气、水体、阴影、植被、土壤等),因此,在进行蚀变矿物信息提取时,根据干扰物质的光谱曲线出发,进行预处理消除干扰。目前遥感找矿蚀变异常信息的提取有多种方法,例如波段比值法、主成分分析法、光谱角识别法和MPH 技术(MaskPCAandHIS)、混合象元分解等。

2、遥感技术间接找矿的应用

2.1 地质构造信息的提取内生矿产在空间上常产于各类地质构造的边缘部位及变异部位,重要的矿产主要分布于板块构造不同块体的结合部或者近边界地带,在时间上一般与地质构造事件相伴而生,矿床多成带状分布,成矿带的规模和地质构造变异大致相当。遥感找矿的地质标志主要反映在空间信息上。从与区域成矿相关的线状影像中提取信息(主要包括断裂、节理、推覆体等类型),从中酸性岩体、火山盆地、火山机构及深部岩浆、热液活动相关的环状影像提取信息(包括与火山有关的盆地、构造),从矿源层、赋矿岩层相关的带状影像提取信息(主要表现为岩层信息),从与控矿断裂交切形成的块状影像及与成矿有关的色异常中提取信息(如与蚀变、接触带有关的色环、色带、色块等)。当断裂是主要控矿构造时,对断裂构造遥感信息进行重点提取会取得一定的成效。遥感系统在成像过程中可能产生“模糊作用”,常使用户感兴趣的线性形迹、纹理等信息显示得不清晰、不易识别。人们通过目视解译和人机交互式方法,对遥感影像进行处理,如边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等,可以将这些构造信息明显地突现出来。除此之外,遥感还可通过地表岩性、构造、地貌、水系分布、植被分布等特征来提取隐伏的构造信息,如褶皱、断裂等。提取线性信息的主要技术是边缘增强。

2.2 矿床改造信息标志矿床形成以后,由于所在环境、空间位置的变化会引起矿床某些性状的改变。利用不同时相遥感图像的宏观对比,可以研究矿床的剥蚀改造作用;结合矿床成矿深度的研究,可以对此类矿床的产出部位进行判断。通过研究区域夷平面与矿床位置的关系,可以找寻不同矿床在不同夷平面的产出关系及分布规律,建立夷平面的找矿标志。另外,遥感图像还可进行岩性类型的区分应用于地质填图,是区域地质填图的理想技术之一,有利于在区域范围内迅速圈定找矿靶区。

三、遥感找矿的发展前景

1、高光谱数据及微波遥感的应用

高光谱是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术。它利用成像光谱仪以纳米级的光谱分辨率,成像的同时记录下成百条的光谱通道数据, 从每个像元上均可以提取一条连续的光谱曲线, 实现了地物空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取, 因而具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。成像光谱仪获得的数据具有波段多, 光谱分辨率高、波段相关性高、数据冗余大、空间分辨率高等特点。高光谱图像的光谱信息层次丰富, 不同的波段具有不同的信息变化量, 通过建立岩石光谱的信息模型, 可反演某些指示矿物的丰度。充分利用高光谱的窄波段、高光谱分辨率的优势, 结合遥感专题图件以及利用丰富的纹理信息, 加强高光谱数据的处理应用能力。微波遥感的成像原理不同于光学遥感, 是利用红外光束投射到物体表面, 由天线接收端接收目标返回的微弱回波并产生可监测的电压信号, 由此可以判定物体表面的物理结构等特征。

2、3S 的结合。

3S 是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)及全球定位系统(GPS)的简称。利用GPS 能迅速定位,确定点的位置坐标并科学地管理空间点坐标。海量的遥感数据需庞大的空间,因此要有强大的管理系统,随着当今人力资源价格的升高,在区域范围内找矿时,遥感表现出最小投入获得最大回报的优势,那么RS 与GIS 的结合也就势在必行,因为GIS 更有利于区域范围的影像管理及浏览。随着3S 技术的进展,遥感数据的可解译程度与解译速度得到进一步提高。目前,地质工作者尝试将3S 与VS(可视化系统)、CS(卫星通讯系统)等技术综合应用,取得了较好的效果.

3、地物化遥的有机融合

矿床的形成是多种地质作用综合的结果,矿床形成后又会经历后期的破坏或者叠加成矿作用,因此,任何一种单一的找矿手段都不可避免地遭遇地质多解性的困扰,实现地物化遥多种找矿方法与手段的有机融合,能有效地提高找矿效果,并从总体上降低找矿成本。目前,以遥感信息为主体,结合地质、地球物理、地球化学等多源地学数据的综合信息找矿法已经形成。

4、遥感植物地球化学

在高植被覆盖区实现遥感波谱数据与矿致植物地球化学异常的有机融合,将会较好地推进遥感找矿技术在植被覆盖区的应用。

四、结束语

遥感技术应用于地质找矿必须以现代成矿理论为指导, 以图像处理手段和综合解译分析为主要工作方法, 密切结合野外地质调查, 建立遥感地质找矿模式, 预测找矿远景区, 缩小找矿靶区, 实现遥感找矿的日的。遥感技术应用于地质找矿, 在地质工作程度较低、地形条件较差、交通不便的高寒地区具有常规地质方法不可替代的优越性, 应综合运用多种手段, 进行综合分析研究, 才能充分发抨遥感技术的优势, 取得更好的找矿效果。

参考文献

[1]耿新霞.杨建民.张玉君等.遥感技术在地质找矿中的应用及发展前景[J].地质找矿论丛.2012,23(2):89-93.

第8篇:地质遥感技术范文

关键词:遥感技术;铁路工程;地质勘查

中图分类号:U212 文献标识码:A

目前,我国铁路工程项目中,在前期的设计研究方案很容易受到环境因素的干扰,随着环境因素的变化,其设计方案也必须随之进行变更,为了可以在数据缺乏的条件下和规定的限期内将铁路工程地质勘查工作完成,这便需要将遥感技术更好地运用到铁路工程地质勘查中来。但是由于现阶段我国铁路工程地质勘查中遥感技术的应用得还不够完善,也没有阶段性突破,而且在实际应用中还存在着较多的问题。所以,针对铁路工程地质勘查中遥感技术的应用的研究,对我国铁路工程的建设具有极其深远的意义。

一、遥感勘查在铁路工程中的应用现状

笔者结合现阶段已经完成的铁路工程地质勘查项目与自身的工作经验,对遥感技术在铁路工程地质勘查中的应用现状,做出以下几点总结。

1. 首先,解释基础数据由比例尺不同的航卫图片组成,专家进行手工标注和判释工作的时候通常是通过相关软件工具或是立体镜来完成的,如此一来,便会造成人工劳动的强度较大,并且其工作效率也会受到负面影响。

2. 目前,还不能完全实现对单个地质体进行定量分析与岩性的定量识别,并且解释基本为定性的描述,且其局限性比较大,详细程度受到约束。在勘察的后续阶段的弃渣场选址、勘探孔布置以及供电测绘等工作便难以拓展。

3. 遥感勘查的手段相对比较单一,对高陡坡激光雷达成像的定量化与高精度和地表形变监测等遥感技术的利用较少。

4. 对于综合利用基础数据的效率不高,受到主管思维模式的禁锢,从而对与铁路工程的地质条件产生定性地评价和分析,从而导致缺少同时拥有信息提取、数据集成以及定量评价等行之有效的信息系统。

二、铁路工程中遥感技术的技术体系

1. 技术体系目标

在地质环境中的多解性与复杂性等客观条件的制约下,地质调查在整个铁路工程中长期处于一种投入高但产出较低、外业劳动的强度较大以及难以保证质量的现实状况,进而便很难跟上其他的专业信息化技术的脚步,而改变目前这一被动现状的突破点在于对遥感地质勘查技术的有效利用。在铁路工程地质勘查方面3S等信息技术的发展,且其带来了多视角、全方位、深层次的信息化工具,从而对人工调查视野和对地理环境的逼真模拟等都起到了积极的作用,其在铁路工程的地质勘查中也是提供了不同精度和尺度的地质的空间位置、几何形状与目标属性等有效信息。对遥感解释的关键技术的深入研究与详细作业程序的制定工作都是极其有必要的,对不同的工程类型、勘察阶段与地质环境等条件都可以满足铁路勘查工作的需要,从而将信息化、标准化和系统化的铁路遥感勘察体系建立起来。最后将地质调绘工作做得更加精细,综合地质勘查的效率和质量也可以有所提高,对外业工作的劳动程度也可以有所减少,从而实现对劳动力的解放。

2. 研究方法

对铁路线路的选线设计、地质勘查以及地质解释等等传统的业务需求进行充分地考虑,并且在这个基础上,将地球空间信息技术的先进研究作为核心指导,实现在铁路勘查中GPS技术、GIS技术与遥感技术等方面的专业优势的充分发挥。资料收集、生产试验、项目应用、技术调研、标准制定等为其主要的研究方法,将具有高层次技术平台建设起来,其中将三维地理建模、遥感信息解译、综合勘察资料以及工程地质调查等功能结合到一起,从而使互通、共享专业资料的目的得到实现,进而铁路地质勘查技术的工作程序与勘查技术也就得以形成,对传统的铁路地质勘查的方式也做出了改进工作。

三、遥感在铁路工程地质勘查中的关键技术

1. 利用遥感技术建立工程地质知识库

为了使遥感图像更适合于专家系统的解释,将工程地质遥感的数据库建立起来。搭建这个数据库的目的在于,整理和合并专家解释的分析数据和实际经验等信息,从而确保数据在自动解释中的调用与供给。对有着岩石岩性、水系结构、断层构造等等地质图像的特征与标志关系进行具体研究,再将纹理知识、GIS知识以及空间几何特征的系统分析进行引入,将相关的地学信息的关系图谱建立起来,并且提炼出相关的通用的符号语言和图解方法等等,再将GIS数据模型进行应用,从而建立起工程地质知识库。

2. 提取工程地质中的岩性信息

在气候恶劣、植被稀缺和交通极其不便的北方山区,其开展地面调查工作的难度较大,通过高光谱数据对岩石进行识别,其技术对岩石岩性的研究和诊断非常有利。除此之外,岩石的化学、矿物成分以及结构构造等屋里特征都可以通过光谱的吸收特征得到反映。另一方面,在岩石强烈风化和高植被覆盖的南方山区,岩性信息极其微弱,给高光谱对其的定量识别工作带来了很大难度,仅仅通过多光谱遥感去实现其岩土性质的分类工作的难度也相对较大。如此一来,关键问题变成了对多源信息的选择和获取,对遥感影响所采集到的光谱、植被以及纹理信息等数据进行整理并融合,再通过对岩土工程性质进行分类,最终对其分类的结果予以分析评价。

3. 利用遥感技术识别地质灾害

第9篇:地质遥感技术范文

[关键词]水工环地质勘察;遥感技术;地质工程;应用分析

中图分类号:TM76;TM63 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)28-0370-01

一、水工环地质工作的现状

水工环地质(水文地质、工程地质、环境地质)的工作进展和工作质量,与一个国家的经济建设水平有着密切联系。在我国国民经济发展进入“中高速”增长的新常态后,必须要加强对水工环地质工作的重视,充分利用现代技术的优势,确保水工环地质工作真正在经济建设方面发挥促进作用。“十”以来,国土资源部和各级地质部门积极进行工作改革,转变传统工作模式,树立“大地质、大服务”理念,为我国地质工程的高质量发展提供了根本保证。

但是我们也应当看到,我国国土面积广袤,地质环境复杂,生态环境形势严峻,给水工环地质勘察造成了一定困难。与国际前沿水平相比,国内水工环地质勘察和遥感技术仍然存在较大上升空间。

二、水工环地质勘察技术的应用范围

1、环境地质方面的应用

长期以来,我国经济建设沿用“先发展,后治理”的模式,虽然在短时期内实现了国家GDP的高速增长,但是也使得地方生态环境受到了极大的破坏。例如,部分地区为了提高农业产量,盲目扩大种植面积,导致地区森林面积锐减;种植过程中使用高毒性、高残留的农药,虽然杀死了病虫,但是也降低了粮食的食用质量;化肥的超量使用,导致土壤板结、富营养化问题突出等。在国家“绿色发展”理念的指导下,“保护自然环境,实现生态发展”成为现阶段国民经济建设的主旋律。通过应用水工环地质勘察技术,正视地区生态环境问题,进而结合当地实际情况,实施有针对性的问题解决策略,确保地区经济实现绿色、生态、健康的发展。

2、工程地质方面的应用

城镇化建设的深入推进,直接带动了建筑工程行业的蓬勃发展。但是由于缺乏科学的规划与指导,部分地区在城镇化建设过程中,出现了城乡规划不合理、市区交通拥挤、住房紧张等问题。虽然从宏观层面上实现了城镇化,但是生活质量和城市生态却没有得到相应的提升。将水工环地质勘察应用到城镇化建设中,提前做好城镇地质勘探,制定详细合理的城镇建设规划,实现市区交通、地下管网等工作的科学布局,推动城镇化建设高质量的开展。

3、水文地质方面的应用

水工环地质勘察中的水文地质方面应用较为广泛,除了水利工程建设中需要进行水文地质勘察外,像普通的建筑工程、矿区工程等,为了保证工程质量和作业安全,也需要在工程施工前进行水文地质勘测。进入二十一世纪后,各个学科之间的交互性不断增强,学科之间的界限愈发模糊,尤其是在水工环地质勘察技术的应用方面,只有实现各专业学科知识的融会贯通和综合应用,才能发挥出该技术的优势。

二、水工环地质勘察及遥感技术的具体应用

为了更好的满足国家经济建设和生态发展的需要,人们对地质工程的整体质量和作业效率提出了更高的要求。从地质工程角度来说,要想在不破坏生态环境的前提下,实现工作效率的提升,必须要借助于现代化的地质勘察技术。遥感技术(RS)能够通过卫星实现地质信息的采集,并且能够确保信息的精确性和实时性,在地质工程中得到了广泛的应用。在遥感技术的应用初期,其主要功能集中在两个方面,一是实现区域性的地质信息普查,为相关的地质部门提供基础的地质信息;二是对某一地区的地质信息进行长期的动态检测,并提供信息反馈,例如对森林资源的检测等。随着遥感技术的不断成熟和完善,在地质工程中的应用范围也有了进一步扩展,例如在2008年汶川地质中,利用遥感技术收集灾区实时信息,为救灾工作和灾后重建提供信息指导。

1、遥感技术在调查水土流失方面的应用

水土流失是一种常见的生态环境问题,但是不同地区出现水土流失问题的原因也存在较大差异。要想从根本上防治水土流失,必须要结合地区实际情况,科学制定防控对策。遥感技术能够通过卫星观测,收集水土流失方面的各类信息,包括水土流失面积、水土流失源头等,以便于地方环保部门及时做好整治工作。例如,在明确了水土流失的源头之后,可以通过源头实地调查,得出导致水土流失的主要原因,制定水土保护政策。

利用遥感技术,可以准确的调查我国水土流失的现状。比如:我国在2013年的时候利用遥感技术对我国水土流失的状况进行了调查研究,调查的结果与上次全国范围内水土流失的调查相比较,明确的显示出我国当前的水土流失情况得到了有效的控制,很多地区水土流失也相应的得到了改善。

2、遥感技术在宏观观测方面的应用

在进行水工环地质勘察工作的时候,利用遥感技术,地质勘察工作人员能够从不同角度对勘察地点进行勘察,了解更多的地质情况。其中,遥感技术最早应用于宏观普查和动态监测中,科学的发展使得遥感技术在地质勘察工作中得到了越来越广泛的应用,地质勘察工作人员可以利用遥感技术对环境以及资源的开发进行实时有效的监控,也可以获得更加充分的地|情况。利用卫星遥感技术可以得到一些相关的地质图像,这些图像无论是分辨率或是图画的整体效果都有着很大的提高。遥感技术进行宏观观测可以说是这项技术的另一种体现方式。在应用条件和应用范围允许的情况下精确地工作。

参考文献:

[1] 侯林洋,王东杰.水工环地质勘察技术及其生态环境保护方面应用研究[J].低碳世界,2014(21):185-186.