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關鍵詞:遙感技術;地籍測量;運用;監測
中圖分類號:P271 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)10-0234-01
地籍測量工作是土地管理的基礎工作,受到工作要求和難度的增加,傳統的測量技術逐漸不能為地籍測量提供有效的數據信息,可能會導致信息遺漏的情況,進而導致隱患發生。亟需改善和改進。基于此,本文分析遙感技術在地籍測量中的應用,先分析遙感技術及其優勢,再對其在地籍測量中的具體應用情況進行闡述,具體內容如下。
1 遙感技術分析
遙感技術是現代測量技術之一,具有較高的應用價值,主要是運用特殊的傳感器,能夠完成對地面的相關景物識別,在通過成像技術,能夠得到遙感圖像,從而完成對測量目標基礎信息的獲取。再通過對遙感圖像的處理和分析,得到準確的數據信息和狀態信息。
遙感技術所構成的遙感系統,是借助遙感器、遙感平臺、信息傳輸設備和接收裝置等部分構成的。其中信息傳輸設備,主要完成對遙感技術測得的遙感圖像進行傳遞,并由地面接收裝置,實現對遙感圖像的接收,并運用適宜的圖像處理技術,完成對遙感圖像的解讀和分析,進而得到更為深層次的遙感信息。
2 遙感技術在地籍測量中運用的優勢分析
將遙感技術應用到地籍測量中,可以有效的轉變傳統測量的精度、效率等問題,為地籍測量的整體性能提升奠定基礎,避免相關遺漏的產生,保障地籍測量的有效性和可靠性。
(1)遙感技術本身特質。遙感技術是建立在調查數據和圖件的前提下,借助相關圖像分析和處理技術,完成對遙感圖像上的時變信息的獲取,且能夠有效的實現變化的反饋,可用于監控和測量中。(2)遙感技的視域廣闊。借助遙感技術可以的有效對土地資源的各類地質特征展示在遙感圖像上,并借助相關判讀和數字分析技術,實現對多數據資源的信息互補,便利地籍測量效果的目的。(3)遙感技術能夠完成實時數據傳遞。遙感技術具有較好實時數據傳輸能力,可以完成對區域的動態監測,便于地籍測量測量工作展開。借助實時數據傳遞,可以有效的降低傳統地籍測量中難度,保障地籍測量的效率。(4)遙感技術能夠有效轉變傳統地籍測量的成本,減少測量工作的工作量,且相關識別分析均有計算機完成,有效的提升了測量的精度,減少數據誤差的產生,保障地籍測量的有效性。
3 遙感技術在地籍測量中的具體運用
分析遙感技術在地籍測量中的具體運用情況和運用流程,為地籍測量的效率和質量奠定基礎。
3.1 用于土地的動態監測
借助遙感技術實時信息傳遞和動態監測性能,完成對地籍測量中的土地監測任務。借助動態監控可以將土地變更的相關信息進行記錄,結合相關調查工作,完成對土地變化情況的預測,進而提升地籍測量的質量。
3.2 借助遙感技術繪制地籍圖
遙感技術應用到的地籍測量中,可以推動地籍圖的繪制質量和效果。具體的地籍圖繪制流程為:首先,獲取有效的影響資料,并完成對影響資料的選擇和分析,具體的遙感影像有TM、STOP等類型。其次,選擇適宜的遙感軟件,完成對信息的糾正,生成影像。地籍圖成圖后,運用目視和實地勘察結果比較的方式,分析不同的地物情況,從而得到精度較高的矢量數據信息,便于地籍測量的應用。
3.3 地籍測量中遙感技術的應用流程
具體的地籍測量中,遙感技術的應用流程大致為:
(1)數據選取。為了保障地籍測量的精度,可以先對遙感數據進行分析,從而獲作用性明顯的信息。由于遙感測量建立在衛星的基礎上,獲取信息冗雜,如不能合理選取,則不能得到準確的數據信息。(2)數據處理。選擇遙感數據處理軟件,實現對遙感數據的處理,使遙感數據能夠轉變為可以識別的數據或是圖像,并合理的精度進行控制。(3)信息獲取。選擇圖像分析技術完成對土地變化信息的獲取,完成對土地變化情況的分析,并得到土地的變化規律。(4)精度檢測。分析遙感技術的測量精度和監測質量,且詳細記錄和分析,完成對地籍測量精度的評估。
4 結語
分析遙感技術在地籍測量中的應用,先從遙感技術入手,分析遙感技術在地籍測量中的應用優勢。再對遙感技在地籍測量中的具體應用展開解讀,分析遙感技術的應用流程和具體應用,從而有效的改善地籍測量的測量方式,推動地籍測量的精度和有效性提升,減少測量誤差的產生,積極推動地籍測量工作的有效性和可靠性提升,為土地管理奠定基礎,推動國家經濟的持續健康發展。
參考文獻
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[2]冀念芬.淺談遙感技術在地籍測繪中的應用[J].科技展望,2016,26(8):00227-00227.
關鍵詞:遙感;地理國情普查;防洪抗旱
一、遙感影像技術在地理國情普查應用中的優勢
地理國情普查是一項重大的國情國力調查,是全面獲取地理信息的重要手段,是掌握地表自然、生態以及人類活動基本情況的基本性工作。普查的目的是查清我國自然和人文地理要素的現狀和空間分布情況,為開展常態化地理國情監測奠定基礎,滿足經濟社會發展和生態文明建設的需要,提高地理信息和政府、企業和公眾的服務能力。
遙感技術之所以能夠在地理國情普查中應用,是由于它具備了四個特點:首先,遙感技術具有宏觀性以及區域性的特點,宏觀性的特點使遙感技術在我國土地資源調查中應用成為了可能,而遙感技術的應用也改變了傳統的地理國情普查方法。同時,遙感技術又能夠將區域內的空間以及地理信息真實、清楚地觀察到,并且反映出區域地理分布特征以及相互之間的關系。其次,遙感技術具有綜合性的特點。遙感技術在對地理信息進行觀察時,能夠從空間、時相以及破斷三方面形成探測網,形成的地球表面信息包括了光譜空間、地理空間以及時間空間等五維信息,人們觀察以及分析問題能夠更加全面。再者,遙感技術具有多波段性的特點。在對地理進行研究時,遙感器能夠發出不同波段的波對地物信息進行探測,也使得探測的信息更加全面和準確。比如在使用可見光波段的波雖然能夠較好的探測整個城市概況,但是卻不能探測城市的熱污染,必須使用紅外遙感數據。最后,遙感技術還具有多時相性特點。在對地理信息進行普查時,使用遙感技術能夠對同一地理信息進行多時段的重復探測,獲得同一地理位置的多時相信息,進而能夠發現該地區的地理變化。
二、遙感影像技術
(一)遙感影像變化監測方法
遙感影像可以綜合分析多時相的地理圖像信息,然后提取出動態的地理信息,實現地理遙感的變化監測。目前主要的地理信息變化監測方法主要有比較分類結果法、光譜變異法、分析主成分法、提取動態信息法、分析矢量變化法、植被指數互減法、圖像數據運算法等,可以將這些遙感地理信息變化監測方法總結成基于分析空間模型方法、基于結果比較的分類方法、基于變換空間信息方法、和基于運算圖像信息數據方法。
(二)遙感影像變化圖像信息方法
遙感影像利用不同時相的地理圖像變化信息,將多種圖像變化信息變換之后進行動態檢測和變化監測,主要方法有變換對應成分法、分析頻率域法、變換典型成分法、變換KT法、變換主成分法等。以變換主成分法為例,其方法主要是變換不同時相的地理圖像變化信息數據的主成分,突出變化信息數據的主要成分。變換主成分法又可以分為:變換多時相主成分法、變換動態主成分法、主成分差值法。
(三)遙感數據挖掘技術的應用
與傳統的圖像數據分析相比,遙感數據挖掘技術對于地理圖像信息數據的處理是一種模型識別化的圖像數據處理過程,主要的研究方向在于具體圖像信息的特征和模式,主要強調經過數據對比、分析和處理,從大量的地理圖像信息數據中,發現整合出這些地理圖形信息數據中有意義的數據,總結出這些信息數據的知識和規律,找出他們之間的特征和共性,實現相互促進、相互協作。遙感數據挖掘技術在更新地理信息中的應用,可以對基本的地理圖像信息進行特征計算和有效分割,為遙感影像提供地理信息規則和知識
三、遙感影像技術在地理國情普查中的應用
(一)遙感技術在地表特征的應用
地表類型劃分范圍廣闊,地貌形態復雜多樣,為簡化地貌類型,同時兼顧地貌對地表產流量影響的差異,以衛星圖像為基礎,將區內劃分為幾個大的地貌類型,即中山區、低山丘陵區、平原區、及黃土高原區。地表巖性應用遙感巖性地層解譯結果,考慮到不同巖性的透水性能,為了使區內的下墊面類型趨于簡單化和帶有普遍性,將其共性特征組合如下:(1)黃土、第四紀沖洪積物,透水性較強;(2)砂巖、砂礫巖,結構較為松散,孔隙裂隙較為發育,透水性較強;(3)砂巖、砂泥巖,透水性一般;(4)變質巖、巖漿巖,透水性較弱;(5)碳酸鹽巖,透水性較強。
(二)遙感技術在防洪抗災中的應用
1、防洪抗旱
自遙感技術誕生以來,遙感技術在防洪抗旱中發揮了巨大的作用。災害發生后可以根據水體與其他第五光譜明顯不同的特點,利用多光譜圖像快速確定受災面積。在此基礎上根據已有的社會信息,利用遙感圖像分析功能進行疊加分析,可以快速的對災情進行評估。為救災,減災提供信息基礎。在此方面水利行業已經做了大量的工作取得了成熟經驗。
2、水土保持
為了有效的進行水土保持工作,對土壤侵蝕和水土流失調查,監測和評價,具有十分重要的意義。目前遙感技術成為水土保持研究的重要技術手段,在區域土壤侵蝕和水土流失研究中得到了廣泛的應用。水土流失的研究有以下兩種:(1)土壤侵蝕動態的監測,其關鍵是提取影響土壤侵蝕因子信息;(2)水土流失定量研究。
(三)遙感技術在油氣開發中的應用
從油氣構造的遙感解譯分析,到綜合遙感資料與物化探資料進行油氣綜合評價,再進一步發展到將遙感技術與油氣化探、地面波譜測試、地磁、地溫、能譜測量以及地電化學勘探手段相結合而進行的遙感方法直接找油,標志著遙感技術應用在油氣勘探領域的一次次重大飛躍。但是利用遙感探測也存在一定的問題:
遙感影像在識別巖性方面,由于火成巖的熱紅外光譜特性比其它巖類要清楚得多,所以對于火成巖的研究相對的較成熟一些。但是對于沉積巖和變質巖的研究則相對的較少,主要是由于巖石中的不同礦物對熱紅外光譜影響較大。因此對于巖石和礦物發射光譜特性的關系及其影響因素需要進一步的研究。
將熱紅外譜域的研究延伸到3~5μm和17~25μm,目前對這兩個熱紅外譜域的巖石、礦物光譜特性還知之甚少。油氣遙感技術不斷發展,不僅可以在前期油氣勘探中發揮作用,并將會涉及到油氣勘探的各個階段。在隱蔽油氣勘探、巖性油氣勘探、水動油氣勘探及老油氣田的擴大、挖潛勘探中同樣可以取得成效。
(四)土地利用現狀調查
當前,城鎮用地共分為十個大類,分別是:居住用地、公共設施用地、工業用地、倉庫用地、對外交通用地、道路廣場用地、市政公用設施用地、綠地、特殊用地、水域和其他用地。在實際工作中,我們可以根據不同的應用需要,進行相應類型的遙感調查,獲取相應的遙感資料,然后繪制出土地利用現狀圖和土地利用演變圖,并自動測算出該區域內各類用地的面積、分布、變化情況及發展趨勢。城鎮規劃和管理者通過這些資料,可以判斷城鎮布局是否合理,城鎮綠地是否足夠,存在哪些不足,需要如何改進,從而因地制宜,為城鎮制定相應的規劃、建設和管理方案。
(五)人口普查
在定性、定量、定位的調查了城鎮各種土地利用現狀后,可迅速而準確地獲得城鎮的總建筑密度、住宅房屋密度等城鎮用地特征參數。而城鎮居住建筑密度與人口分布密度往往有著某種必然的聯系,因此,可以以住房密度作為變量用于人口普查、人口統計學等方面的研究,從而為國家人口普查提供一個方便、快捷、精確的輔助手段。
參考文獻
[關鍵詞]地質找礦 遙感技術 蝕變遙感異常
[中圖分類號] P237 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-127-2
礦產資源供需矛盾的升級,對地質找礦的質量和效率提出了更高的要求,而遙感技術的應用和推廣為其提供了便捷,并取得了一系列的可喜成績,不少礦產資源相繼被發現和開發,創造了良好的經濟效益和社會效益,而且隨著遙感技術的不斷創新和廣泛應用,必將會進一步提高地質找礦效率,從而發現更多的礦源以滿足社會需求。
1遙感技術概述
興起于20世紀60年代的遙感技術,是基于電磁波理論,借助相應的傳感儀器收集遠距離目標所反射或輻射的電磁波信息,經處理后成像,以此探測和識別地面各種景物的一項綜合技術,已被廣泛應用于地質、水文、海洋、測繪、農業、氣象等諸多領域。其中在地質找礦中發揮的效用尤為凸顯,如大興安嶺西坡18個含煤盆地、伊利盆地鈾礦床的擴大、塔里木盆地的石油天然氣的發現等都借助了遙感技術,其主要是利用遙感技術獲取客觀、全面的記錄了地表綜合景觀幾何特征的遙感影響,然后加以分析,得出地表景觀分布、形態以及物質結構和成分等信息,以此識別地物,為發現礦源提供有力依據和參考。
2遙感技術在地質找礦中的具體應用
遙感技術具有多波段、宏觀性、立體感強、信息量大、便于定位等顯著優勢,是地質找礦必不可少的技術手段,其具體應用主要體現為下述幾點:
2.1提取礦化蝕變信息
在地質找礦中,通常將圍巖蝕變視為重要的找礦標志之一,主要是因為其種類與礦床類型、圍巖成分有關,而且在空間分布上與金屬礦化常具規律可循,故在地質找礦中應首先了解圍巖蝕變類型與礦種的關系(如下圖所示)。
由于地物與物理化學特征與光譜特定密切相關,其物質結構和成分差異會在吸收和反射光子波長中顯現出來,因此可基于不同礦物的不同電磁輻射,借助波譜儀進行野外采樣用于測量光譜曲線,通過對比參考光譜識別礦物組合。考慮到傳感器在接收光譜特性時會受到大氣、白云、植被等干擾介質的影響,因此應對吸收谷所在的寬度、深度、波長位置、對稱性等加以處理,此時我們可以利用多光譜TM、ASTER、ETM+或者少量的微波遙感、高光譜等數據,以及分析主成分、比較波段、識別光譜角、分解混合象元、MPH等方法和技術提取礦蝕變異常信息,目前ETM+(TM)、基于ETM+數據的綜合遙感技術等在提取蝕變遙感信息中成效較為顯著,并形成了一套獨特且相對成熟的蝕變遙感異常提取技術,即以校正輻射、幾何、大氣,去除植被、云、水等干擾介質為基礎,以ETM+(TM)為主的信息提取技術,以PCA主分量為主,以波段比值為輔,結合分析光譜角的分析方法,分級、門限化處理信息,以此得到分級的蝕變遙感異常圖,為圍巖蝕變找礦提供了很大助益,如新疆哈圖的喀爾色巴依克斯套、托瑪爾勒的金礦蝕變帶的發現利用的是ETM+數據的綜合遙感技術,而新疆野馬井的5個成礦遠景區和多處金礦點、銅礦點的發現則利用了ETM+(TM)技術。
2.2識別地質巖石礦物
成礦的賦存條件多以特定的巖石組合和類型為物質基礎,可見對于成礦來說,巖石的作用不言而喻,而巖石、礦物自身的光譜特性也為利用遙感技術獲取遙感信息用于識別巖性提供了必要條件。通常用于識別巖性的方法主要為增強、變換、分析遙感圖像,借助圖像中顏色、色調、紋理等增強后的差異性,最大限度的區分巖相、劃分巖性組合或巖石類型,如巖漿巖、沉積巖、變質巖等。一般情況下,當波長處于8-14μm時為熱紅外域,反映的是巖石、礦物光譜中的發射特征,當其處于0.4-2.5μm時則為可見近-短波紅外域,反映的是巖石、礦物光譜中的反射特征。
遙感技術在識別巖石、礦物中的應用也較為常見,如二宮芳樹利用ASTER熱紅外遙感技術提取了帕米爾東北邊緣試驗區的硅酸鹽巖、碳酸鹽巖、硅質巖的巖性;而Crosta則以研究區域內的蝕變特征和地質情況為依據,基于USGS礦物光譜數據庫,創建了單礦物的識別標準,并利用AVIRIS獲取了遙感圖像,從而提取了明礬石、白云母、高嶺石等礦物。因以空間特征和地物光譜的差異性為基礎的高光譜成像遙感技術具有數據量大、分辨率高、波段超多等優勢,其窄波段可用于礦物吸收特征的區別,配以重建地物光譜、量化并提取光譜特征、定量分析混合象元等,可實現對礦物巖石的有效區分,因而在識別巖石礦物中得以廣泛應用,但應注意,該種技術適用于巖石、植被稀少的區域,這也從側面反映出遙感識別巖石礦物技術應該不斷改進和創新,以此也適用于植被土壤覆蓋率較高的區域。
2.3解譯地質構造信息
通常重要的礦產多分布于板塊交接處或近邊界區域,時間與地質構造事件密切相關,而且成礦帶的規模與地質構造變動基本一致,故可利用遙感技術獲取空間信息用于地質找礦。
在此可借助遙感技術獲取相應的影像,然后提取與研究范圍內成礦構造有關的線狀信息,與賦礦巖層、礦源層等有關的帶狀信息,與熱液活動、火山盆底等有關的環狀信息,與蝕變、礦化、接觸帶有關的色塊、色帶、色環等信息,若斷裂為控礦的主要構造,此時重點提取遙感影響中的斷裂信息意義重大,但在具體實踐中,遙感系統可能會因模糊作用導致所關注的紋理、線性行跡等難以識別,影響分析結果,以此可借助目視解譯、人機交互等處理遙感影響,如增強邊緣、分析比值、拉伸灰度、卷及運算等,以此突出地質構造信息,同時遙感技術也可基于地貌、地表巖性、植被和水系分布等特征提取褶皺等隱伏的地質構造信息。而針對礦床改造,可通過宏觀對比不同時期的遙感影響,結合研究成礦深度,判斷礦床的產出位置,以及對其剝蝕改造作用進行研究。如趙少杰應用ETM+遙感技術和數據,在桂東地區解譯了線性和環形構造,并結合幾何分形學對其地質構造進行了分析,最終發現了3個成礦遠景區。
此外,遙感技術在利用植被波普進行地質找礦中也有用武之地,在一定程度上解決了植被高覆蓋率區域地質找礦難的問題。因植物體內的重金屬含量對其生態、生理等會產生一定的影響,如此一來,其葉面光譜的波形和反射率會出現異常,從而在遙感影響中呈現不同的色彩、色度和灰度,然后利用遙感技術將其提取出來。
3遙感技術在地質找礦中的應用前景
一是基于高光譜綜合技術的高光譜數據因可同步獲取地物空間、光譜、輻射等信息,應用價值巨大,因而發展前景十分廣闊;二是微波遙感因具備波段范圍廣、穿透性強、可全天時、全天候獲取信息,利于提取地質構造信息,因此應用潛力很大,但應妥善處理消除斑噪、校正輻射、極化方式等關鍵技術;三是GIS、GPS、RS三大技術勢必會實現有效的融合,以此為提高遙感數據的解譯速度和程度提供重要保障;四是用于融合基于多光譜、微波、高光譜等遙感數據的技術會應運而生,如融合雷達圖像和光學圖像,既利于圖像分辨率和紋理識別能力的提高,也利于礦物類型的識別;五是用于接收圖像、處理和提取信息的技術會更加完善,以此便于接收更為細小、微弱的地質信息,解決圖像失真問題,提高不同格式圖像的兼容性和海量數據處理速度等。
4結束語
綜上所述,遙感技術為地質找礦工作注入了新的活力,也為其提供了必要的技術支持,對于提高地質找礦效率、擴充礦產儲量意義重大,而且隨著社會對礦產資源的不斷需求,以及先進理論和科學技術的不斷發展,遙感技術必將會為地質找礦提供更優質的服務,從而促進經濟可持續發展。
參考文獻
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[關鍵詞]遙感技術 地質礦床 礦產勘查 影像分析
[中圖分類號] P627 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-8-206-1
0引言
遙感技術用于地質找礦是人類成功駕馭遙感技術的一個重要舉措,遙感技術能根據探測器感知到的圖像,為地質勘查工作提供可行性分析資料,并為找礦、開采過程提供實際地貌資料,地礦勘查工作在密切聯系理論和實踐的基礎上,既有利于順利開展工作又提高了工作績效。遙感找礦技術在地質礦產勘查中的應用,其高效、宏觀、多光譜、多層次、多時相的技術優勢為新疆礦產大區地質勘查工作提供了廣闊的前景,在加快國家西部開發戰略和新疆開發建設等項目上具有重要的現實意義和戰略意義。
1遙感技術概念
任何物體都具有不同的吸收、反射、輻射光譜的特能,在同一光譜區內,不同的物體反映出的光譜特性不同,同一物體在不同光譜區內的反映也有很大差別,或者是同一物體在不同的時間、地點,受太陽光照射角度不同,它們對光譜的吸收和反射也有所不同。遙感技術根據物體的光譜特性原理,從遠距離感知目標反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線等目標進行探測和識別,然后對物體做出判斷。在數字地球框架下,將遙感技術與傳統地質方法、現代信息技術相結合,對遙感信息進行延伸應用和信息化,提高礦產資源的勘查效果。當前,露出地表的礦藏越來越少,勘查目標已轉向地下深處隱伏的礦床,找礦難度更大,同時,采用各種地學手段獲取豐富信息資源為遙感信息和其他地學信息的集成創造了一定的條件。遙感探測技術通常采用紅光、綠光和紅外光三種光譜波段,其中紅光段用于探測植物生長及變化和水污染等,綠光段用于探測地下水、巖石和土壤特性,紅外光段探測土地、礦產及資源。
2不同巖區礦床的遙感技術應用
新疆區域遼闊,地殼經歷了漫長曲折的發展過程,最古老的的是由麻粒巖、變粒巖、片麻巖和混合巖組成的晚太古界,構成塔里木古陸的陸核,中上元古代時期,發育了一套淺變質的陸緣碎屑巖和碳酸鹽巖,使陸殼擴大、增厚,成熟度明顯增高,震旦紀到二疊紀共出現4個板塊活動活躍期。板塊構造活動造就了新疆境內復雜的地質環境,為新疆提供了多礦種、多類型的礦產資源。多類型礦床使得遙感技術所顯示的地質圖像多樣,因此只有充分了解遙感技術在不同礦床類型中的應用,才能分析礦床類型、了解實際地礦情況。
2.1變質巖區礦床
利用常規方法在變質巖區找礦難度較大,而遙感技術則能克服其地形地質復雜的難題,通過對巖區地質基礎作深入的了解和分析,對遙感圖像中展示出來的特定影紋結構和色調進行圖像處理和詳細分析,可從中尋找出各種成礦因素以及遺漏的分析要點等成礦信息,而且遙感技術還能對巖區地質圖像進行疊加技術處理,有利于地質人員對巖區的復雜構造和活動進行分析,找出巖區含礦跡象和成礦的分布規律,作為有力的尋礦證據指導尋礦工作。
2.2巖漿巖區礦床
巖漿巖區礦床是由巖漿及火山活動侵入礦區造成的,通常出現在火山附近特別是內生金屬礦區。受火山活動及巖漿入侵影響,這類礦床距地面較深,大多處于地質斷層處,位于火山附近或地質活動活躍的地區,因此利用遙感技術對該礦床進行感知時,呈現在遙感圖像上的巖漿巖區礦床具置較為復雜,可通過地形結構圖分析地區成礦條件,根據其周圍的火山巖石結構特點來分析地礦地點和分布及尋礦工作的可行性,利用遙感圖上地質斷層的特點來確定地礦具體方位。
2.3表殼礦床
表殼礦床形成受當地地貌影響較大,根據表殼礦床特點可以分為近代風化殼礦床和砂礦,其礦物質大多為化學性質較穩定的錳、鋁、金等礦元素。砂礦和近代風化殼礦床分別存在不同的地點,通過遙感圖像對地質地貌進行正確分析可發現這兩類礦床,其中砂礦主要存在于低山丘陵的河谷區,近代風化殼礦床一般存在地形地質相對平緩穩定的高平臺地區,不過一些巖溶洼地、破碎帶或凹地也存在這類礦床。
2.4沉積巖區礦床
沉積巖區礦床的形成受某些巖性地層影響偏大,必須利用航空遙感技術才能獲取到有價值的研究資料,得以了解礦床區域構造及成礦條件。這是一般遙感圖片難以完成的。
3遙感找礦技術在地質勘查中的應用
3.1遙感影像線性結構與成礦的關系
據有關研究表明,大部分遙感影像線性結構所反映的是構造應力作用下的巖石軟弱帶、變形帶或應力集中帶,這是導礦和容礦的場所,也可能是一些成礦沉積盆地邊界的控制因素。我們可以通過對遙感影像線性結構進行綜合分析,了解區域內的成礦規律,從而明確出找礦方向。由地質地貌形成線性結構影響著成礦的各種可能性,通常,大部分礦產都分布在這些地質地貌出現過較大變化的地區,如一些礦田或成礦帶分布在巨型斷裂帶上,不過也有一些具有工業遠景的礦床分布在主干斷裂斜交或平行的次級斷裂和節理帶中。分析研究地質礦床遙感圖像,我們還可以通過感知地形構造發現一些礦區特點,其中一些巖漿區礦床多分布在巖漿沿大型剪切帶侵入擴容拐點區內,研究利用遙感圖像,并對圖像作相關技術處理后,便可將找礦方向鎖定在一定區域內,對這些區域附近一帶進行重點勘查即可,節省了大量勘查工作,提高了勘探效率。
3.2利用遙感多波段技術分析礦產分布及成礦關系
礦床出現礦化和蝕變后,其物質的組成和物理、化學性質都會與原巖發生變化,會有構造的顯現,地形地貌呈現出異常,以致于在遙感影像上出現光譜反映出來的色調和色度上的差異,具體可表現在各種比例尺的多波段影像上,根據多波段影像色、形、線、紋、環的特征對影像進行目視和機譯后提取應有的信息,對蝕變礦化有利的巖性、構造形變情況及過程進行判識,并分析導致這些特征的機制,為綜合分析提供前瞻信息。通過紅外航空遙感圖像等多波段遙感圖像對成礦相關的巖石、地層、構造及圍巖蝕變帶等地質體進行解譯,可運用目譯解譯和遙感圖像處理技術提取礦產信息。同時,還可利用機譯將礦產解譯成果與地球物理勘探、地球化學勘查資料進行綜合處理,圈定出成礦遠景區,提出預測區和勘探靶區。
【關鍵詞】遙感技術;地質找礦;應用;影響
在當前形勢下,礦產資源已成為制約社會經濟發展的重要因素,經濟的飛速發展對礦產資源的需求也隨之增大,但由于礦床深埋于地層之下很難通過普通的找礦手段發現,給找礦工作增加了巨大的難度。利用新的科學找礦技術是適應地質找礦工作的要求,也是滿足社會經濟發展的需要,遙感技術就是在這種情況下不斷發展,并為找礦技術提供必要技術支持。通過遙感技術進行地質找礦工作,能夠真實全面地反映地質結構的具體成分信息,在將信息加以分析,能夠迅速準確地找到礦床的具置,極大地減少了人工工作量,提高了工作效率。
1 遙感技術概述
遙感技術是產生于上世紀六十年代的一種綜合性的探測技術,當前信息技術等高新技術的快速發展,使遙感技術逐漸應用與各個領域中。具體來說,遙感技術即通過對遠距離相關目標輻射和反射的可見光、紅外線、衛星云圖以及電磁波等數據信息加以收集和處理,然后感知成影像資料,是進行探測和識別相關目標事物的一種技術。遙感技術具有綜合性強、宏觀系統顯現、層次豐富以及快速準確和具備動態性等特點,其能夠有效提高地質找礦工作效率和經濟效益,應用價值極為廣泛,逐漸受到各領域的關注和應用。
遙感技術在地質找礦工作中一般以地質繪圖為主,準確再現區域地質狀況和信息。在地質找礦工作中納入遙感技術是當前開展的促進地質找礦工作的重要途徑和必然要求。遙感技術可以客觀真實地反映地質內的分層信息和成分數據,還能夠對這些地質信息加以全面的分析和處理,對勘探和發現地質礦床的具置有巨大的作用和意義,實現礦產資源的合理開發。遙感技術在地質找礦工作中的應用和影響主要包括以下幾個方面:對地質礦體范圍加以細致勘察、將勘察信息呈現出幾何形態、礦床的地段分析以及成礦區域的相關地質條件等,通過對這些方面的勘察和分析,能夠有效地促進地質找礦工作的進行,提升找礦工作的效率。
2 遙感技術在地質找礦工作中的應用和影響
2.1 利用遙感技術識別地質巖石礦物
巖石是成礦的主要物質基礎和條件,成礦需要適當的不同類型巖石組合,利用遙感技術識別地質巖石礦物是勘測成礦區域的重要途徑。識別和提取地質巖石礦物的具體信息數據需要利用遙感技術分析地質巖石礦物的光譜特征,采用圖像變化、圖像增強以及圖像分析的方法,對地質巖石礦物加以分析處理,能夠最大限度地將不同巖相、不同類型和不同巖性的地質巖石礦物加以區分,勘察最適合和需要的地質巖石礦物。利用遙感技術對地質巖石礦物加以識別對地質填圖工作有重要的影響和作用,其識別很大程度上要依靠地質巖石礦物的光譜和空間特征差別,當前在巖石礦物識別工作中應用交為廣泛的是高光譜遙感成像技術,具有分辨率高、波段多和數據信息量大的技術特點。通過利用高光譜的窄波段對地質巖石礦物加以識別,能夠清晰識別巖石礦物的具體特征,地物光譜的重建和量化提取使區分礦物巖石工作更為容易。
2.2 利用遙感技術提取礦化蝕變數據信息
巖石蝕變信息的提取能夠有效提升地質找礦工作的效率,在地質礦床內圍巖和礦熱液的相互作用會使產生圍巖蝕變現象,圍巖蝕變的類型取決于圍巖自身的內部元素成分和所處礦床的類型,圍巖蝕變類型的判定是找礦工作順利進行的重要依據。圍巖蝕變的常見類型有絹云母化、高嶺土化、硅化、青磐巖化等,當前對礦化蝕變信息的提取主要采取鐵染和羥基進行,礦化蝕變巖石與普通巖石的差異較大,其結構、類型和顏色等都有一定的特殊性,利用遙感技術可使蝕變巖石在特定的光譜波段下顯現出異常的光譜,從而即可進行異常信息的提取,目前廣泛應用的數據源主大多是數據源與ETM相結合的形式。
2.3 利用遙感技術提取地質構造信息
地質找礦工作中地質構造信息的提取是一項重要的環節,實踐證明,礦化蝕變帶的分布具有一定的規律可循,一般地質構造明顯的位置存在礦化蝕變帶的可能性較大,地質構造對成礦的影響較大,成礦的可能性和礦床范圍的大小很大程度上取決于地質構造的實際情況,因此,利用遙感技術加強對地質構造信息的提取和勘測,是尋找礦床的重要因素和途徑,需對其加以科學利用。在具體地質構造信息勘測和提取過程中,提取地質構造的信息主要可分為環形影像解譯和線性影像解譯。需要依據不同類型的成礦構造具體環境,對地質構造數據信息加以提取,比如,對礦化、接觸帶和蝕變相關的地質構造,常常提取其色帶、色環和色塊等異常數據信息;對一些區域性成礦構造往往提取其線性結構的數據信息;對于火山盆地、熱液活動以及中酸入體相關的地質構造需要提取其環形構造數據信息。利用遙感技術提取地質構造信息在成像時可能會出現模糊作用的情況,致使礦區線性形跡各紋理信息變模糊,出現這種情況時,可使用遙感影像中的灰度拉伸、比值分析、邊緣增強以及方向濾波等功能對其加以處理即可。通過對線性和環形影像進行全面、系統的整理和分析,有效結合該區域地質、化探和物探等數據資料,即可判斷成礦區域的分布位置及具體特點,還可以采用數學地質的方法統計分析已經解譯的線性結構,從而準確地判定找礦位置。
2.4 利用遙感技術分析植被波譜特點找礦
地表礦化蝕變巖石成分結構的改變是在微生物或地下水的作用下進行的,這種作用力還能夠改變礦化蝕變巖石上的土壤成分,利用遙感技術分析植被波譜的變化特點來尋找礦床,是一種先進的找礦技術,其主要采用的方法和原理為遙感生物地球化學找礦原理。這種方法主要是在類似礦區的區域,長期觀察植物的生長狀況和變化特點,從而來判定該區域是否存在礦產資源,因為植物在其生長過程中會大量吸收地下土壤和巖石中的礦物元素,致使植物在不同時期的生長也有不同的外部變化,通過利用遙感技術對植物的波譜特征變化加以觀察和分析,尋找礦區的具置。在植物吸收的某項礦物元素超標時,就會使植物產生一定程度的度化作用,就有了相應的生物地球化學效應,這種效應會使植物的生態和生理方面發生相應的變異。比如,植物吸收過多的重金屬會使其產生褪綠或矮化等變化,能夠通過遙感圖像清晰觀察出其植被紅光光譜曲線逐漸向短波方向進行“藍移”,從而迅速、準確地確定礦床或礦區的地理位置。
3 結束語
當前,遙感技術除了以上在找礦工作的應用和影響,也隨著科技的發展不斷更新,出現了多光譜遙感蝕變信息提取技術、高光譜遙感技術等新興的先進技術,為地質找礦工作提供了巨大的技術支持,有效節省了找礦所需的人力、財力和物力需求,提高了地質找礦工作的整體效率。
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關鍵字:土地利用、動態變化、遙感技術、動態監測
中圖分類號:P285.2 文獻標識碼: A
0 前言
土地資源是重要的生產資料,是人們賴以生存和發展的基礎。近年來,隨著全球人口的不斷增加,經濟的不斷發展,土地資源超量開發,人類生存環境受到了嚴重的威脅,土地利用/土地覆蓋變化已經成為影響全球環境變化的一個重要原因。1993年“國際地圈與生物圈計劃”(IGBP)和“全球變化人類影響和響應計劃”(HDP)共同將土地利用/土地覆蓋變化(LUCC)列為全球變化研究的核心計劃[1]。土地利用/土地覆蓋現狀既反映了過去土地利用歷史,又強有力地影響著未來的土地利用方向,因此及時掌握土地利用變化信息已顯得非常重要。遙感技術以其快速、準確、準時、周期性短等優點在土地利用/覆蓋變化的動態監測中顯示出明顯的優勢,在國內外得到了廣泛應用。綜合國內外學者的研究成果,現將遙感技術在土地利用類型調查中的研究方向從以下方向進行闡述。
1遙感圖像的選擇
1.1最佳時相的選擇
正確選擇遙感圖像能大大提高解譯的速度和精度。其中時相是反映遙感圖像特征的重要因素之一。以植被景觀為例進行研究,關于植被景觀遙感最佳時相的選擇,張銀輝等指出不同時相遙感圖像的選擇對分類精度具有很大的影響,因植物物種、長勢及生長階段等不同而在遙感圖像上有不同的光譜表現形式[2~3]。鄒尚輝[4]根據植物光譜的種間變化及物候變化和太陽高度角對植物光譜的影響,研究了湖北省及北亞熱帶植被分類的最佳時相選擇問題,指出最佳時期主要集中在4月下旬至5月中旬和10月下旬至次年3月下旬。程弘等[5]通過對TM影像在甘肅省白龍江林區(總面積56.8’萬ha)森林資源調查中的應用實踐,將遙感圖像識別的最佳時期定為秋季和春季。姜曉華等[6]探討了應用兩期遙感數據目視解譯調查新伐區的方法,以及所用數據的最佳時相,指出調查新伐區最理想的時相是8、9月份。林輝[7]以山東、河南、江蘇、安徽的平原地區為例,結合生產實踐對TM圖像在森林資源清查中應用的處理問題作了探討.并指出其時相選擇最好在10月中下旬及11月上旬,而山區的選擇,較為理想的則是4月、5月、10月、11月。一般時相的選擇應在林木生長較為旺盛的時期,但這只是一個總的原則,還要根據不同地區、不同清查需求而定。楊朝俊等[8]概述了植被調查中利用遙感技術的最佳時相的選擇,分析了四川森林植被的特點及其遙感干擾信息的物候特點。根據影響遙感時相選擇的平臺、太陽高度角和代表光譜等因素,針對四川不同地區森林植被遙感識別的特點,按照5個區域提出了四川森林植被遙感識別的最佳時期,主要集中在10月下旬至3月下旬。以上學者分別對不同研究地點的最佳時相進行了研究,最佳時相的選擇除受遙感平臺、太陽高度角和代表光譜等因素影響外,受地理位置和植被的特性影響也較大。因此,最佳時相的選擇具有一定的地域性和特定性。同時,也有學者將最佳時相的選擇,用于對農作物的分類,也得出了相同的結論[9~10]。
1.2圖像類型和比例尺的選擇
目前對圖像類型的選擇和比例尺的研究還不太成熟,沒有統一的定論。張銀輝等以對土地利用與土地覆蓋的研究為例,指出大區域范圍研究一般采用低分辨率的大尺度圖像(如:NOAA/ AVHRR 1km數據),局部區域的土地利用調查一般采用高精度高分辨率的MSS圖像、TM圖像、SPOT圖像或它們之間的結合等。姜曉華等除確定遙感判讀的最佳時相以外,又將采伐區目視判讀用圖的最佳比例尺定為l:2.5萬。
2解譯范圍在遙感圖像上的定位
準確界定研究區的范圍是遙感在土地利用類型提取中的首要工作。林桂蘭等[11]以廈門市飲用水源中的北溪引水渠(管道)和坂頭水庫為例,根據飲用水源保護區劃分原則,研究了基于數字化的地形圖建立數字高程模型并自動生成匯水區盆地和流域范圍的GIS技術、獲取相關自然環境專題信息的遙感技術、以及綜合利用社會和自然等多種數據源進行保護區范圍界定的方法。利用GIS技術對區域界定確屬一種精度較高的方法,但遙感圖像的數據量一般都很大,少則幾百兆,GIS軟件很難處理如此大的圖像數據。再者,利用GIS軟件進行影像區域界定后,能被遙感判讀軟件如 Erdas Imagine分析的文件類型十分有限,導致圖像的精度明顯降低,甚至不能滿足需要。
王小龍等[12]采用相似三角形原理,結合海島多年的潮汐分析,在高分辨率遙感數據的支持下,可以比較準確地確定海島潮間帶范圍,特別是對于分辨率為lm左右的IKONOS和 Quick Bird圖像,提取結果保持了較高的一致性。使用該種幾何方法對研究區域進行界定,雖然取得了較好的效果,但是此方法對圖像資料的要求比較高、成本也較高,故也具有很大的局限性。
陸海英等[13]在ArcGIS和 Erdas Imagine軟件的支持下,綜合考慮建筑物的物理特性和光譜特征,以及城市擴展的規律,將遙感數據、城市建成區邊界以及行政邊界圖疊置起來進行提取,該方法使用方便,操作簡單,判讀精度也比較高,是對生態旅游地范圍精確界定問題的發展和完善。但特別注意的是必須使遙感影像與地形數據、行政區等矢量圖層具有一致的坐標系統。
3幾種土地利用類型的遙感采集技術
3.1常見的遙感解譯方法
劉玉萍[14]以遙感的功能為基礎,闡述了遙感目視判讀在土地利用類型劃分及森林生態變化監測評價研究中的應用和方法,應以常規法和遙感相結合。為森林生態系統恢復提供依據和決策支持。張飛等[15]主要是對遙感影像進行非監督分類,分類后采用合并類、上下文分析、聚類處理等,如果發現精度較低則再次進行解譯,再評價,直至獲得一個符合精度要求的非監督分類影像。田靜毅等[16]采取監督分類和目視解譯相結合的方法判讀遙感影像,提取土地利用類型預解譯圖。在室內完成的圖件往往存在錯誤或者難以確定的類型,需要進行野外實地調查與驗證。全斌等[17]采用人機交互式解譯并結合自動分類對2001年 Landsat TM影像進行解譯。張玉進等[18]根據2001年野外實地考察的經驗,采用最大似然分類法對上述3個時期的遙感影像進行監督分類,實際操作在軟件PCI下進行,最終分類精度均在85%以上,符合研究所要求的精度.吳泉源等[19]利用多期遙感數據,采用目視解譯和人機交互計算機分類技術提取 1984至2004年間龍口市海岸帶土地利用信息,從土地利用總量變化、土地利用變化速度、土地利用類型之間的相互轉化、土地利用類型變化的海岸區位效應等方面分析龍口市海岸帶動態變化特點。梁偉等[20]據 1975年的Landsat MSS、1986年和 1997年的1月 Landsat TM影像資料,運用遙感影像計算機自動分類方法獲取土地利用信息,用GIS空間分析方法以及數理統計方法全面分析了黃河中游多沙粗沙區1975~1986年和1986~1997年兩個時期內各土地利用類型的變化幅度、變化速度、數量變化的區域差異、變化方向以及變化方向的區域差異等。
3.2 高分辨率圖像的遙感解譯方法
田建林等[21~22]利用Quick Bird影像數據進行土地利用類型調查過程中采用計算機圖像預處理與人工目視判讀的方法獲取相對準確的土地利用類型信息。也利用高分辨率衛星遙感影像代替航空遙感影像進行土地利用現狀調查。主要采用目視判讀和外業調查的方法來完成遙感圖像的判讀。目視判讀的難點是對易混淆地類和森林類型的判讀,包括草地與農田、灌木叢與果園地、經濟林與用材林、陡坡地與常年早地等。通過適當的前期圖像處理,以建立解譯標志為基礎,采用綜合的判讀方法可將上述類型大部分判讀出來。
3.3 遙感解譯與其他知識相結合的方法
劉云等[23]借助TM遙感影像采用兩種方法來解譯北京昌平沙河區景觀土地利用:其一是利用TM影像的4、5、3波段的假彩色合成來該地區的土地利用解譯;其二是借助TM影像3和4波段計算的NDVI來判定土地利用,并與土地統計數據對比,結果表明第一種方法解譯城郊景觀的土地利用類型效果較好,而第二種方法對有植被覆蓋的土地利用類型解譯較好。李愛農等[24]針對我國西南地區地貌類型復雜、土地利用多元化的特征,著重研究了在大面積的土地利用調查中應用遙感圖像自動分類方法來獲取土地利用信息的一整套技術路線和方法;將非監督分類、監督分類以及野外調查、專家知識和特殊地區的分區分類有機地結合起來,大大提高了可操作性和分類精度。李春華等[25]以福州市瑯歧島土地覆蓋/土地利用類型為例,以遙感影像解譯知識為基礎,使用TM、Aster的融合影像和NDVI生成的植被覆蓋度影像,并結合DEM、土地利用等地理輔助數據,將DEM和NDVI因子作為待分類影像的波段加入其中,構成新的待分類影像,運用Bayes分類方法,通過循環迭代的方法消除先驗概率對分類精度的影響,實例證明比運用單一的分類方法精度明顯提高。張春桂等[26]應用新一代對地觀測衛星EOS的MODIS數據,在地理信息系統的支持下,對2001~2005年福州地區不同地表類型的歸一化植被指數年際動態變化進行計算分析,在此基礎上開展福州地區土地利用/覆蓋變化的監測研究,并初步分析了土地變化的驅動力。結果表明:基于MODIS的歸一化植被指數對區域土地利用/覆蓋的年際變化反映是敏感的,應用MODIS數據可以監測區域土地利用/覆蓋變化的空間分布和面積大小。
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關鍵詞:林業資源;遙感信息;尺度問題;研究
中圖分類號:S750 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170133177
林業體系的良好運作,需要遙感技術的參與。遙感技術在林業產業的應用,主要是依據自身的信息獲取手段,對不同的林業分布情況和林業種植情況等進行監測,總結出相關的數據信息,促進林業的發展。但是當下林業的遙感技術應用活動中,信息的尺度問題成為制約其發展的重要因素。因此要對林業資源的遙感信息尺度問題進行深入研究。
1 林業資源遙感技術的信息尺度的意義
林業體系中,遙感技術是被人們經常提起和利用的信息提取手段,解決了當下林業領域的許多發展難題。隨著社會的發展和進步,人們對于遙感技術的資源和信息掌握更加詳細,對于遙感運作活動中的信息和數據的有效截取提出更高要求,來保證林業體系發展的現象和特點及時掌握。不一樣的林業產業,對于信息和數據的截取具有不同的特點,進而需要不同的尺度來衡量。我國科學專研人員,對于遙感技術的信息提取尺度進行過深入研究。研究結果告訴我們,對于不同的林業體系,對于遙感技術的應用,林業信息的提取,會隨著遙感技術的不同尺度而展現不同的結果,也影響遙感信息的準確度,影響整個立業產業的結構和空間的變化。例如,在相關的林業市場調研活動中顯示,對于遙感技術的不同判定依據,所獲得信息的準確度也大不相同。與此同時,遙感技術的信息的準確度直接影響信息的真實性。
2 遙感技術的信息尺度問題研究和分析
2.1 不同^域的方差
利用不同區域的方差進行運算,利于找到最恰當的遙感數據和有效資源。首先要依據不同的辨別度,進行方差的計算,給出其構圖的不同區域的方差,給出其平均的計算結果,進而求出不同區域的方差平均結果。最后把不同的方差數值和不同區域的空間辨別數值進行對比,找出其主要規律。不同區域的方差在辨別能力最強時,其空間的甄別能力也為極強。對于遙感構圖的展示,主要是形成四處分布而且不相交的體系結構,這也是遙感技術對于不同區域的方差的辨別的主要展示方式。
2.2 變化性的函數體系
對于區域的異質特點的分析,主要是利用變化性的函數來觀察。這一運作體系,主要包含了不同變化因素的區域依賴性。在進行這一活動時,對于遙感技術的尺度的合理化運用,要依據不同的變化性函數的分布圖形,進行數值的計算和統計,進而求出最合理的辨別率。先利用較小的辨別構件圖,進行函數變化性的實驗活動,總結其數值的變化規律,進而求出數值的變化函數。在求出變化函數后,依據變化函數的理論,把其數值規律進行聯系,利用科學化的運作方式進行處理。點的變化函數可以利用實驗的變化性函數進行統計,進而從不同的函數變化數值中,得出函數的變化總數值。
2.3 尺度的變化
遙感技術的信息的種類具有多樣性的特點,進而對于不同尺度的變化,都具有相應的遙感尺度的產生。對于不同的遙感尺度的產生,其不同類型具有多樣化的體現。進而對于遙感技術尺度的變化,也要依據不同的空間變化,建立合理化的運作體系和手段。多樣化的遙感尺度可以進行信息的交流和資源的整合,這主要是依據于遙感技術的關聯性這一客觀事實。但是從另一方面來看,對于不同尺度的不同運作環節,沒有關聯性。對于遙感技術的數據資源的尺度變化活動,可以依據不同的方式進行運作。包括對不同區域的尺度進行平均數的計算,運用比鄰的方法等遙感尺度的管理方法,進行遙感數據和資源的增大活動。分形定理也是遙感運作體系中的重要手段。分形定理具有穩定性和一致性的特點。在林業產業的遙感技術運作活動中,林業的構建環境具有分散性的特點,在對其不同的區域構建圖進行研究和分析的基礎上,利用分形定理可以極大的促進遙感技術在林業的發展,增加其實際應用性。建立林業的運作機理的遙感尺度變化體系,主要是依據不同的變化模型的基礎上,對林業的變化數值進行觀察。林業機理這一運作方式,具有較高的準確性和物理意義。
3 結論
由上文的闡述可以看出,對于林業的遙感尺度的分析和研究顯示,對于林業數據和信息的定量截取,對于遙感技術的尺度分析活動,具有重要影響,利于促進遙感技術在林業的廣泛應用。但是當下的遙感技術在林業的運作活動中,其自身的信息的提取尺度問題具有發展局限性,進而要基于當下的林業發展實際情況,和遙感技術的自身發展弊端,進行遙感技術的合理化創新活動,增加遙感技術的信息提取合理化,增加遙感技術的實際應用性。
參考文獻
[1]劉悅翠,樊良新.林業資源遙感信息的尺度問題研究[J].西北林學院學報,2004(4):165-169.
關鍵詞:遙感巖石礦物識別;礦化蝕變信息提取;地質構造信息提取;植被波譜特征;多光譜遙感技術;高光譜遙感技術;遙感生物地球化學技術;地質找礦
中圖分類號:TP7文獻標識碼: A 文章編號:
一、遙感技術的地質應用
地質是指地球的性質和特征。主要指地球的物質組成、結構、構造、發育歷史等,包括地球的圈層分異、物理性質、化學性質、巖石性質、礦物成分、巖層和巖體的產出狀態、接觸關系,地球的構造發育史、生物進化史、氣候變遷史,以及礦產資源的賦存狀況和分布規律等。遙感圖像提供了大量的地質信息,包括礦產和環境地質信息,利用這些信息,可以使地質工作者預先熟悉工作區的地質情況,科學決策擬投入的工作量、工作方法和研究目的。所謂遙感地質制圖就是利用遙感的方法完成地質圖的繪制。分為航天遙感地質制圖和航空遙感地質制圖。
1、航天遙感地質制圖
航天遙感是指以航天器為傳感器承載平臺的遙感技術。航天遙感實踐中,針對具體應用需求,選擇不同的傳感器,如成像雷達、多光譜掃描儀等,通過衛星地面站獲取合適的覆蓋范圍的最新圖像數據,利用遙感圖像專業處理軟件對數據進行輻射校正、增強、融合、鑲嵌等處理。同時,借助應用區域現有較大比例尺的地形數據,對影像數據進行投影變換和幾何精確糾正,并從地形圖上獲得主要地名點、主干構造、底層、巖體,以及礦床礦點、物化探異常信息,進行相應的標注和整飾,制作地質數字正射影像圖。
2、 航空遙感地質制圖
所謂航空遙感是指以航空器如飛機、飛艇、熱氣球等為傳感器承載平臺的遙感技術。根據不同的應用目的,選用不同的傳感器,如航空攝影機、多光譜掃描儀、熱紅外掃描儀、CCD 像機等,獲取所需航攝像片和掃描數據進行地質制圖。實踐表明,遙感地質制圖是一項新技術,不僅有它的優點而且也有它的缺點。遙感地質制圖比常規的地質制圖節省了大量的野外工作量,而且對客觀現象的表示優于常規地質圖,其主要的優勢在于周期短、成本低。但是,因為野外工作量少,也帶來一定的缺點。例如地質觀測點的數量、樣品種類和數量、地層和構造產狀等不如常規地質圖詳細充實。
二、遙感技術的找礦應用
1、直接應用———遙感蝕變信息的提取巖漿熱液或汽水熱液使圍巖的結構、構造和成分發生改變的地質作用稱為圍巖蝕變。圍巖蝕變是成礦作用的產物,圍巖蝕變的種類(組合)與圍巖成分、礦床類型有一定的內在聯系,圍巖蝕變的范圍往往大于礦化的范圍,而且不同的蝕變類型與金屬礦化在空間分布上常具規律可循,因此,圍巖蝕變可作為有效的找礦標志。
1.1 蝕變遙感異常找礦標志圍巖蝕變是熱液與原巖相互作用的產物。常見的蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、云英巖化、夕卡巖化等。
1.2 信息提取的實現與地物發生反射、透射等作用的電磁波是地物信息的載體,地物的光譜特性與其內在的物理化學特性緊密相關,物質成分和結構的差異造成物質內部對不同波長光子的選擇性吸收和反射。具有穩定化學組分和物理結構的巖石礦物具有穩定的本征光譜吸收特征,光譜特征的產生主要是由組成物質的內部離子、基團的晶體場效應或基團的振動效果引起的。各種礦物都有自己獨特的電磁輻射,利用波譜儀對野外采樣進行光譜曲線測量,根據實測光譜與參考資料庫中的參考光譜進行對比,可以確定出樣品的吸收谷,識別出礦物組合。根據曲線的吸收特征,選擇合適的圖像波段進行信息提取。根據量子力學分子群理論,物質的光譜特征為各組成分子光譜特征的簡單疊加。傳感器在空中接收地表物質的光譜特性,因為探測范圍內有干擾介質存在(白云、大氣、水體、陰影、植被、土壤等),因此,在進行蝕變礦物信息提取時,根據干擾物質的光譜曲線出發,進行預處理消除干擾。目前遙感找礦蝕變異常信息的提取有多種方法,例如波段比值法、主成分分析法、光譜角識別法和MPH 技術(MaskPCAandHIS)、混合象元分解等。
2、遙感技術間接找礦的應用
2.1 地質構造信息的提取內生礦產在空間上常產于各類地質構造的邊緣部位及變異部位,重要的礦產主要分布于板塊構造不同塊體的結合部或者近邊界地帶,在時間上一般與地質構造事件相伴而生,礦床多成帶狀分布,成礦帶的規模和地質構造變異大致相當。遙感找礦的地質標志主要反映在空間信息上。從與區域成礦相關的線狀影像中提取信息(主要包括斷裂、節理、推覆體等類型),從中酸性巖體、火山盆地、火山機構及深部巖漿、熱液活動相關的環狀影像提取信息(包括與火山有關的盆地、構造),從礦源層、賦礦巖層相關的帶狀影像提取信息(主要表現為巖層信息),從與控礦斷裂交切形成的塊狀影像及與成礦有關的色異常中提取信息(如與蝕變、接觸帶有關的色環、色帶、色塊等)。當斷裂是主要控礦構造時,對斷裂構造遙感信息進行重點提取會取得一定的成效。遙感系統在成像過程中可能產生“模糊作用”,常使用戶感興趣的線性形跡、紋理等信息顯示得不清晰、不易識別。人們通過目視解譯和人機交互式方法,對遙感影像進行處理,如邊緣增強、灰度拉伸、方向濾波、比值分析、卷積運算等,可以將這些構造信息明顯地突現出來。除此之外,遙感還可通過地表巖性、構造、地貌、水系分布、植被分布等特征來提取隱伏的構造信息,如褶皺、斷裂等。提取線性信息的主要技術是邊緣增強。
2.2 礦床改造信息標志礦床形成以后,由于所在環境、空間位置的變化會引起礦床某些性狀的改變。利用不同時相遙感圖像的宏觀對比,可以研究礦床的剝蝕改造作用;結合礦床成礦深度的研究,可以對此類礦床的產出部位進行判斷。通過研究區域夷平面與礦床位置的關系,可以找尋不同礦床在不同夷平面的產出關系及分布規律,建立夷平面的找礦標志。另外,遙感圖像還可進行巖性類型的區分應用于地質填圖,是區域地質填圖的理想技術之一,有利于在區域范圍內迅速圈定找礦靶區。
三、遙感找礦的發展前景
1、高光譜數據及微波遙感的應用
高光譜是集探測器技術、精密光學機械、微弱信號檢測、計算機技術、信息處理技術于一體的綜合性技術。它利用成像光譜儀以納米級的光譜分辨率,成像的同時記錄下成百條的光譜通道數據, 從每個像元上均可以提取一條連續的光譜曲線, 實現了地物空間信息、輻射信息、光譜信息的同步獲取, 因而具有巨大的應用價值和廣闊的發展前景。成像光譜儀獲得的數據具有波段多, 光譜分辨率高、波段相關性高、數據冗余大、空間分辨率高等特點。高光譜圖像的光譜信息層次豐富, 不同的波段具有不同的信息變化量, 通過建立巖石光譜的信息模型, 可反演某些指示礦物的豐度。充分利用高光譜的窄波段、高光譜分辨率的優勢, 結合遙感專題圖件以及利用豐富的紋理信息, 加強高光譜數據的處理應用能力。微波遙感的成像原理不同于光學遙感, 是利用紅外光束投射到物體表面, 由天線接收端接收目標返回的微弱回波并產生可監測的電壓信號, 由此可以判定物體表面的物理結構等特征。
2、3S 的結合。
3S 是遙感(RS)、地理信息系統(GIS)及全球定位系統(GPS)的簡稱。利用GPS 能迅速定位,確定點的位置坐標并科學地管理空間點坐標。海量的遙感數據需龐大的空間,因此要有強大的管理系統,隨著當今人力資源價格的升高,在區域范圍內找礦時,遙感表現出最小投入獲得最大回報的優勢,那么RS 與GIS 的結合也就勢在必行,因為GIS 更有利于區域范圍的影像管理及瀏覽。隨著3S 技術的進展,遙感數據的可解譯程度與解譯速度得到進一步提高。目前,地質工作者嘗試將3S 與VS(可視化系統)、CS(衛星通訊系統)等技術綜合應用,取得了較好的效果.
3、地物化遙的有機融合
礦床的形成是多種地質作用綜合的結果,礦床形成后又會經歷后期的破壞或者疊加成礦作用,因此,任何一種單一的找礦手段都不可避免地遭遇地質多解性的困擾,實現地物化遙多種找礦方法與手段的有機融合,能有效地提高找礦效果,并從總體上降低找礦成本。目前,以遙感信息為主體,結合地質、地球物理、地球化學等多源地學數據的綜合信息找礦法已經形成。
4、遙感植物地球化學
在高植被覆蓋區實現遙感波譜數據與礦致植物地球化學異常的有機融合,將會較好地推進遙感找礦技術在植被覆蓋區的應用。
四、結束語
遙感技術應用于地質找礦必須以現代成礦理論為指導, 以圖像處理手段和綜合解譯分析為主要工作方法, 密切結合野外地質調查, 建立遙感地質找礦模式, 預測找礦遠景區, 縮小找礦靶區, 實現遙感找礦的日的。遙感技術應用于地質找礦, 在地質工作程度較低、地形條件較差、交通不便的高寒地區具有常規地質方法不可替代的優越性, 應綜合運用多種手段, 進行綜合分析研究, 才能充分發抨遙感技術的優勢, 取得更好的找礦效果。
參考文獻
[1]耿新霞.楊建民.張玉君等.遙感技術在地質找礦中的應用及發展前景[J].地質找礦論叢.2012,23(2):89-93.
關鍵詞:遙感技術;礦山地質災害;應用評價
一、遙感技術的涵義
1、遙感的定義
“遙感”,顧名思義,就是遙遠地感知。傳說中的“千里眼”、“順風耳”就具有這樣的能力。人類通過大量的實踐,發現地球上每一個物體都在不停地吸收、發射和反射信息和能量,其中有一種人類已經認識到的形式-電磁波,并且發現不同物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體。
2、遙感技術的特點
①遙感具有宏觀性和直觀性。②遙感獲取資料的速度快、周期短、而且能反映動態變化。③遙感使用的電磁波各波段之間,性質差異很大,用途也很不相同。④遙感獲得的信息量巨大。⑤遙感技術的應用受地面條件限制少,可用于自然條件惡劣、地面工作困難的地區。⑥經濟效益好,成本低,收益高。由此可見,遙感技術在自然災害的調查、監測和預測中具有顯著優勢。當前,遙感技術在分析、預測、評估自然災害造成的損失方面正發揮越來越大和不可替代的作用。
二、遙感技術在礦山地質環境調查中的作用
1)遙感解譯是礦山地質環境調查不可缺少的技術方法之一。從技術方法角度講,遙感解譯是礦山地質環境調查的技術方法之一。利用航、衛片進行遙感解譯,具有直觀、真實、準確、實效性強等特點。礦山地質環境調查的技術方法包括地面調查、遙感解譯、樣品測試、動態監測以及輕型山地工程等,特別是遙感解譯,能提高調查研究的水平。2)利用遙感技術進行礦山地質環境調查,能起到事半功倍的效果。通過大比例尺地面調查和高分辨率的遙感解譯相結合的工作方法,能快速圈定礦山環境地質問題的類型、形態、空間分布、規模及其地質環境條件,便于進行定性和定量的分析研究,提高礦山地質環境調查工作的質量和效率,對礦山地質環境調查與評價起到重要作用。3)遙感技術的特點為在礦山地質環境調查中的應用提供了可能。衛星遙感技術的快速發展,為我國礦山地質環境遙感調查提供了可能。遙感技術具有探測范圍大、周期短、信息量大、資料獲取速度快、客觀真實、動態性強以及資料收集不受特殊地形限制等突出特點。發揮大比例尺遙感影像在調查中的作用,是區域地質環境調查最有效的手段之一,對礦山環境地質問題具有良好的解譯效果。
三、應用實例分析
2002年10月,作者參加了某礦區的礦山地質環境野外調查工作,應用Quick Bird遙感數據對煤礦開采引發的地質災害進行調查,研究了不同類型地質災害(塌陷坑、地面沉陷、地裂縫)的遙感影像特征,對礦區地質災害現狀、成因、分布規律特點和調查精度進行了分析評價。
1、塌陷坑
塌陷坑是地下礦產資源開采引發的局部地面塌陷,以第四系覆蓋的農業區居多。由于開采煤層較淺,礦層頂板為碳酸巖且厚度較薄,受外力或降水影響,經常發生地面垂直塌落現象,形成小面積的塌陷坑。
實地觀察發現,地面塌陷形成的塌陷坑,一般直徑從3~30 m不等,塌陷深度一般2~3 m。多數塌陷坑的坑壁陡直,無法耕種,隨著時間推移坑壁坍塌變緩,底部生長雜草,較大的塌陷坑經過改造還種上莊稼。遙感圖像上塌陷坑呈獨立的環形或橢圓形斑點、斑塊狀,呈獨立個體成群分布,色調明暗不同。坑內植被呈微紅色。由于塌陷坑是有一定深度的負地形,在陰影作用下,立體效果明顯。與正地形(如墳墓、獨立樹冠)相比,形成的立體效果正好相反。塌陷坑的陰影出現在環形圖斑內側的下半部分,而土堆形成的陰影出現在環形圖斑內側的上半部分,這是塌陷坑判斷正確與否的重要標志。有的塌陷坑雖已填平,但從隱約可見的淺色環狀還
能看出塌陷坑的輪廓。有的雖未形成塌陷坑,但小幅地面沉降造成土壤結構和水分含量的變化已經顯現出塌陷坑的輪廓。
2、地面沉陷
地面沉陷是地下礦產資源開采引發地面不均勻沉降,主要發生在第四系覆蓋的農業區。由于地下采空區打破了原有的應力平衡,當礦層頂板無法支撐上覆地層壓力時,便發生整體大面積塌落現象,形成地表一定范圍的不均勻沉降。
實地觀察發現,地面沉陷面積比塌陷坑大的多,沉降幅度比塌陷坑小的多,一般只有幾十厘米。地裂縫出現在沉陷區邊緣,有時多條地裂縫同時出現,呈平行排列。裂縫兩側地形高差變化明顯。由于第四系沉積物松散,地裂縫深度很小,裂縫寬度只有幾厘米~十幾厘米,容易被自然或人為擾動而消失。特別是經農業耕作改造后,形成舒緩波狀微型地貌,并保持了原有播種方向和農田格狀結構。但大多數地裂縫已經消失,只有水泥路面依舊保留著地裂縫的痕跡。
遙感影像中的地面沉陷顯著特征是沉降區邊緣形成有一定高差、寬1~2m、長數十米~上百米的不規則封閉、半封閉的環形帶或條帶影像,有時呈斷斷續續的帶狀。在環形帶的上方(圖1 A處,向陽面)色調較亮,下方(背陰面, B處)色調較暗,這種明暗色差變化的原因是沉陷形成的負地形,造成地形坡度、坡向突變,改變了光線入射角使局部光譜反射能量改變所致。在圖2中,剖面亮度值得到了驗證。地面沉陷區的形狀與農田中的道路、田埂和植物行距排列極不協調,與自然地形坡度有顯著地影像差別,是非人為因素跡象。受采空區面積影響,沉陷區具有一定的寬度,面積從數百平方米至數萬平方米不等。通過微地貌的變化可以推斷地裂縫的位置,據此,可以圈定并計算沉陷區的面積。沉陷區按形狀可劃分為環狀、帶狀和平行狀等沉陷類型。
圖1地面沉陷剖面位置
圖2地面沉陷剖面亮度值
3、地裂縫
地裂縫在基巖和平原農業區都有發生,是地下礦產資源采空區應力失衡引發的巖石鋼性變形。開裂的程度、規模受控于地質構造、開采厚度、深度、巖性及第四系覆蓋層厚度。
實地觀察發現,基巖以巖石張裂、斷裂為主要特征,致使巖石垂直裂開影響到地表。第四系覆蓋區則以地面沉陷區邊緣的拉張性地裂縫為主。主要特征是裂縫兩側地形高差變化很小或沒有變化,未形成沉陷區。基巖山區張裂型地裂縫規模大,整個山體裂開寬度達1~3m,長達數百米,小型地裂縫不足10 cm,長度幾米~幾十米。大量地裂縫造成地下水?滲漏,水土流失嚴重,山上大部分果樹枯死,只有稀疏的荒草。
在遙感影像中,發生地裂縫處的地表和淺層土壤結構發生了變化,造成局部土壤含水量增加、濕度增大或透水性增強、濕度減少。甚至地裂縫的產生使植物種類(縫內生長雜草)、長勢發生變化,形成色調和紋理上的光譜差異。平原區地裂縫一般規模較大,呈線狀影像特征。規模小的地裂縫隱約可見,尚未影響農業種植,具有地面沉陷地裂縫的影像特征。有的沿已有老地裂縫向前延伸,呈現或明或暗的直線、折線狀。有的則呈交叉或平行排列格局。有時
穿過農田形成一定落差的斷陷陡坎,在遙感影像上具有不同的影像特征。山區規模較大的地裂縫呈條帶狀,裂縫內有植被呈暗紅色。缺乏表土覆蓋的小地裂縫,寬度10~20 cm,但從放大的遙感圖像可以發現其蹤跡,呈折線狀斷續分布(圖3)。按地裂縫形狀類型可劃分為直線型、斷續型和交叉型。
圖3采礦造成的山體開裂
高分辨率衛星遙感圖像提供了礦山地質災害的豐富特征信息,具有宏觀、準確、高效的特點,是礦山地質災害和生態環境調查行之有效的手段之一。在一定條件下能為某些地質災害的發生、發展提供預測指示信息,為綜合治理提供科學依據。
參考文獻:
[1] 盛業華,郭達志等.工礦區環境動態監測與分析研究[M].北京:地質出版社, 2001.