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遥感即为遥远的感知。遥感技术是根据电磁辐射(发射、吸收、反射)理论,应用各种光学、电子学和电子光学探测仪器对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收记录,再经过加工处理,并最终成像,从而对环境地物进行探测和识别的一种综合技术。物质不同,其分子、原子数量及组合方式也不同,所特有的反射电磁波性质也不同,对外来电磁波反射性质也就不同。因此不同的物体发射不同波段的电磁波,不同的物体对太阳和人工辐射有不同的吸收、反射和透射能力,这些差别经过遥感形成了不同的成像,然后把这些不同的遥感成像解译就可区分不同物体,从而收集目标物的各种信息数据,以掌握人们所需的各种信息资料。近年来我国地质灾害研究在采用遥感技术后取得了重大进展,包括近年来开展的全国特大滑坡灾害调查及危险性评价、典型地质灾害监测预警与示范治理、重点地区地裂缝与地面沉降调查、国家重大工程区域地壳稳定性调查与评价等项目都是建立在遥感图像的分析判断基础上的。由气象卫星、海洋卫星、陆地资源卫星和环境与灾害卫星等组成的空间对地观测体系,能够覆盖全国陆地、海域以及我国周边国家和地区1500万km2的地球表面。可见光、红外到微波遥感器都实现了星载飞行,遥感器包括可见光相机(胶片式和传输式)、可见光红外多光谱扫描仪、多种分辨率成像光谱仪、多波段微波辐射计、微波散射计、微波高度计、合成孔径雷达等。具备了自行研制卫星地面接收站及其相应数据处理系统的能力。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,开发了多套通用遥感图像处理系统和专题遥感信息提取系统。我国风云气象卫星系列不仅显著提高了我国卫星气象监测能力,还为国家应急管理、减灾救灾体系建设、应对气候变化提供了有力的技术支撑,被世界气象组织纳入地球观测业务卫星序列,成为全球地球综合观测系统的重要组成部分。
2遥感技术在地质灾害监测中的作用
各种自然灾害发生前一般都会出现各种先兆,而且很多灾害的发生和发展都有一定的时空规律,彼此之间常有一定的关系,这就为自然灾害的预报提供了可能。在自然灾害的预报和研究中运用遥感技术可以发挥以下几个方面的作用:
2.1推动国家自然灾害数据库建设
地质灾害是一种常见的自然灾害,发生地质灾害后的地形地貌在遥感图像中通常与周围正常的情况有所区别,特别是在形态、色调和影纹结构等方面。为了在地质灾害发生后快速及时地了解地质灾害的规模和具体情况,可以通过我国的资源卫星、气象卫星和其他专业卫星等进行遥感信号的采集,然后运用地质灾害遥感信息的合理解释,对已经发生地质灾害的地点或是隐患点进行详细的调查分析,并对数据进行整理后得出灾害规模、灾害分布、形成因素、孕育过程、变化趋势等。通过以上工作可以有效推动对灾害数据的收集和整理工作,并且按照地质灾害的类别,建立灾害要素数据库,构建灾害预测评估和灾后灾害快速评估运行系统。
2.2为抗灾救灾应急决策提供快速信息支持
一些突发性自然灾害,难以实现迅速、准确、动态的监测与预报,但遥感技术可以不受地面条件限制,快速获取灾害发生后灾区的全面景观,根据灾害分类分级及影像模型,判读图像,快速确定灾情,为应急救援工作提供第一手资料,从而在最短的时间内实现对自然灾害的应急响应。在2008年四川汶川大地震及2010年青海玉树大地震中,有关部门使用多种航天、航空遥感技术为抗震救灾指挥部及时提供了多种类型、不同分辨率的卫星和航空遥感数据分析信息,为抗震救灾指挥系统及时全面地了解灾情、快速部署救援行动提供了可靠的信息支持。在澳大利亚维多利亚州发生特大火灾时,我国立刻调整了环境减灾卫星A、B星拍摄角度和运行频率,每天两次飞过澳大利亚上空,迅速准确地拍摄了澳大利亚火场的光学、红外和雷达图像,为澳大利亚空间信息合作研究中心提供了大量的卫星监测图像,极大地帮助了澳大利亚有关部门的灭火行动。
2.3提高次生灾害的预测预报能力
做好次生灾害的排查与监测预警工作,是减少和降低灾害损失的重要措施。利用卫星遥感技术实时监测地震次生灾害,让人们能够有效规避灾害或减小灾害损失。在2008年汶川大地震中,中国国土资源航空物探遥感中心通过航空遥感应急调查,及时掌握了北川等14个重灾县市道路、房屋损坏等灾情和崩塌、滑坡、泥石流及堰塞湖等次生灾害情况,共解译出地震引发的崩塌、滑坡、泥石流7226个,堰塞湖147个,灾害毁路1423处;圈定有危险的村镇264个,潜在危险道路1732处,从而为有效防范次生灾害的发生、最大限度地降低灾害损失提供了有力的信息支持。
2.4为灾后重建规划提供决策依据
地震等重大自然灾害发生后,灾区的重建规划是抗灾救灾的一项重要工作。如地震灾后恢复重建规划应当根据地质条件和地震活动断层分布以及资源环境承载能力,重点对城镇和乡村的布局、基础设施和公共服务设施的建设、防灾减灾和生态环境以及自然资源和历史文化遗产保护等作出安排。城镇和工程选址时要充分考虑灾害综合区划,既防止类似的灾害重复发生,也要防御其他自然灾害的侵袭。在2008年四川汶川大地震发生后,我国利用航天和航空遥感,及时开展汶川地震灾情评估工作,完成不同烈度人口影响评估,以及房屋倒损、道路损毁、人员伤亡等灾情及次生灾害评估、灾情综合评估、地震灾害范围评估、地震灾害经济损失评估等工作,为灾区规划重建提供了科学依据和决策咨询。
2.5帮助提高地震预测预报水平
地震的预测预报是一个世界性难题。我国破坏性地震频繁发生,损失极为惨重。为了有效地预测地震发生,必须对地震前的各种兆信信息进行收集和数据挖掘,找到地震演变规律,尽可能地有效预测预报地震。卫星遥感技术通过多种手段观测、广阔的信息覆盖、短周期的观测手段等,为提高地震灾害的预测预报水平提供了可能。遥感技术用于监测和评估地震灾害已成为研究的一大热门。目前,遥感方法中合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在监测地震形变方面的潜力已得到广泛认同。在地震研究方面,我国运用各种遥感图像,进行断层活动性、强震构造环境、地震地表破裂等方面的遥感地质解译以及干涉形迹测量研究,取得了重要研究成果。同时还开展了遥感技术在地震监测预报中的可应用性研究、红外遥感地震前兆的异常特征、预报方法和机理研究以及地震前兆热红外异常卫星遥感监测与快速处理系统研究等,为卫星遥感应用于地震监测预报开辟了新的方向。我国地震局已将卫星遥感的部分热红外实测数据,通过全国地震系统共享给所有地震研究工作者,为地震监测和预报提供数据支持。
3遥感技术在地质灾害监测中的具体应用
我国的地质灾害遥感调查技术为大型工程的可行性研究提供地质灾害分布、潜在危害及环境基础资料。实践证明,遥感技术在识别滑坡、泥石流,制作区域滑坡、泥石流分布图等方面体现出巨大的应用价值。
3.1孕灾背景调查与研究从地质灾害预测预报相关理论分析可知,灾害孕育过程中要对一些因素进行长期观测,发现其变化规律。这些因素包括时日降水量、地面坡度、多年平均降水量、植被发育状况、构造发育程度等。这些因素的成功观测是地震预测预报的重要保障。通过气象卫星可以实时检测降雨情况,而资源卫星可以对地表地物进行详细的调查,通过红外波段和微波波段分析地下物质的体貌体征等。结合气象卫星和资源卫星强大的遥感技术,可以对以上孕灾因素进行实时监控和分析,因此利用遥感技术有效调查研究地质灾害孕灾背景是遥感技术的重要应用之一,也是地质灾害最重要的基础准备工作。
3.2地质灾害现状调查与区域划分
在地质灾害发生后,必须及时有效地对地质灾害现状进行总体分析,了解其发生规模和特征,才能制订相应的救灾和避灾措施。地质灾害过程中,不良地质所迸发出的滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体或灾害群体,在遥感图像中会呈现出与众不同的地质特征。很多关于地质发生规模和形态特征等信息都可以通过遥感影像进行提取。这些信息提取后,就可以有效分析目标区域内地质灾害发生点和隐患点的全面信息,找到灾害发生的分布、规模、特点、趋势等信息。另外,在上述工作基础上还可以对地质灾害发生地进行区域划分,对地址灾害进行分级管理,对隐患区进行严密监控,为建立地质灾害监测网络提供基础资料。
3.3地质灾害动态监测与预警
当地质体从量变到质变后,地质灾害很容易发生,但是这种从量变到质变的过程是很难被观测察觉的,因为其蠕动速率非常小且比较稳定,地质灾害动态检测就是期望实时得到发生突变的信息,来预测和预报灾害发生。在全球卫星定位系统(GPS)的精确定位下,这种缓慢的变动速率是可以被察觉并记录的。利用卫星定位系统进行地质灾害动态检测,可以有效地对地质灾害进行预测、预报和警报。
3.4灾情实时调查与损失评估
当地质灾害的发生不可避免时,就要尽可能地减小灾害损失,这就要求在地质灾害发生后对灾情进行实时检测和调查,并评估和区分灾情较重和较轻的区域,进行有效的人员救援和物资运送。利用遥感技术可以对地质灾害进行详细的调查,除了可以对人员和牲畜伤亡进行统计外,还可以对地面建筑、水域资源、桥梁道路、自然资源等各项情况进行实时的调查和评估,为救灾提供有效的信息支持。
4结语
关键词: 遥感技术 地质学 应用
中图分类号:F407.1 文献标识码:A
引言
随着科技的不断进步,遥感技术在地质学中的应用范围也越来越广,遥感技术在水文地质调查中、在城市规划建设中、在地质灾害调查和预测中及其在地质环境调查中都得到了长足的应用。地质学涵盖的范围比较广,本文主要侧重于遥感技术在地质勘探方面的应用,对遥感技术在地质勘探方面的应用进行详细剖析。
一、遥感技术在水文地质中的应用
随着社会技术水平的进步,应用高技术手段对提高水工环地质勘察工作效率具有重要的意义,遥感技术充分显示了其信息量大、宏观、快速、节省经费,且具有多时相动态监测等优势,广泛应用于水文地质勘查、评价、大型工程选线(址)、区域稳定性评价、地质灾害调查、评价预测及地质环境评价预测等领域。
二、遥感研究在不同岩区的成矿条件及矿床类型中的技术利用
随着地质学中成矿理论的发展,人们对成矿区的地质条件有了很大的了解,更加便于人们根据当地的地质、地貌条件,判断是否值得开展地质勘查工作。同时,各种地形地貌、成矿条件的不同,矿床的类型也不同,自然通过遥感技术所显示出来的地质图像也不相同。这样一来,使用遥感技术便能够根据图像显示的内容及采集的数据,极快的分析地质情况,了解矿床的类型。根据现代成矿理论,遥感技术主要指导找矿的矿床类型有以下四种。
1. 岩浆岩区矿床的遥感技术利用
这种类型的矿床主要是由于岩浆以及火山活动侵入造成的,一般会出现在岩浆岩和火山附近区域,尤其是内生金属矿床。由于受火山活动以及岩浆入侵的影响,在利用遥感技术进行感知时,所呈现的图像上成矿的具置往往会比较复杂。但是,可以根据周围火山或者岩石的结构特点,分析成矿的地点和分布特点。这种矿床一般距地面会比较深,且多处在构造断层处,常处于火山附近,或地质活动比较活跃的地区。
在这种区域找矿时,遥感技术的作用主要有以下几点:
1.1根据遥感感知的地形结构图,分析地区的成矿条件。
1.2根据周围的地质和岩石条件及特点,分析找矿工作的可行性。
1.3根据岩石和火山的特点,判断周围成矿的分布特点。
1.4通过地质断层的特点,确定成矿的最佳方位。
2 变质岩区矿床的遥感技术利用
变质岩区的地形地质特点比较复杂,利用常规的方法找矿难度很大。遥感技术恰好宏观解决了这一难题。利用遥感技术对岩区的地质基础进行深入的了解和分析,寻找各种成矿因素,及时发现遗漏的分析要点,能够为找矿工作提供有力的证据。在这一地域中,遥感技术的主要作用是:通过对遥感图像上展示出来的特定影纹结构和色调的详细分析和图像处理,能够发现一些与成矿有关的信息,进而指导找矿工作。同时,还可以对岩区的地质图像进行叠加等技术处理,从岩区的复杂构造活动中寻找含矿的迹象以及成矿规律。
3 .沉积岩区矿床的遥感技术利用
沉积岩区矿床的形成主要受某些岩性地层的影响,在一般的遥感图片上难以显示,通常需要利用航空遥感技术,获取必要的研究资料,才能了解区域构造,分析成矿的条件。
4. 表壳矿床的遥感技术利用
表壳矿床的形成主要受当时地貌的影响,根据特点不同,可以分为两种,即:近代风化壳矿床和砂矿。矿床区一般的矿物质大多是化学性质比较稳定的矿元素,如金、锰、铝等矿床。这两类矿床的主要存在地点不同,砂矿一般存在于低山丘陵的河谷区以及海滨区,而近现代的风化壳矿床主要存在于地形地质相对稳定和平缓的高平台地区,有时在凹地、破碎带或岩溶洼地中也会形成此类矿床。这两类矿床的发现都依赖于利用遥感图像对地质地貌的正确分析。
三、找矿工作中对遥感技术的利用
利用遥感所获取的地质资料和图像,对地区的成矿条件以及矿床的特点综合分析、合理预测,能够推进找矿工作的发展。尤其是现代计算机的数据分析和图像处理技术的进步,矿产勘查中对遥感技术的利用已经十分重要,并且应用技术也在不断的进步。对遥感资料的利用主要表现在以下两个方面:研究遥感影像上线、环构造与区域;通过多波段,多种影像分析成矿的关系,认识成矿规律并圈定找矿远景地段。主要的利用技术有以下几方面。
1线性构造及与成矿之间的关系:
大量研究表明,绝大多数遥感影像线性构造反映的是构造应力作用下的岩石形变带、软弱带或应力集中带,它们往往成为导矿与容矿的场所,还可能是某些成矿沉积盆地边界的控制因素,如对油气藏的圈闭等。通过对影像线性构造的综合分析,可以进一步了解区域成矿规律,从而进一步明确找矿方向。
1.1通过分析图像的线性构造,分析成矿的可能性。地质地貌所形成的线性构造,对成矿有着不同的影响。一般而言,矿产通常会出现于地质地貌发生大变化的地区,如巨型断裂带往往会有矿田或成矿带。但是,有工业远景的矿床却分布在与这些主干断裂斜交或平行的次级断裂和节理带中。
1.2通过感知地形构造,分析矿区特点。通过遥感图像分析,我们发现岩浆岩区的矿床大多存在于岩浆沿着大型剪切带侵入到扩容拐点区内(剪切应力场的拉张区),利用遥感图像以及相关的技术处理,我们可以将目光锁定在一定的范围内,在这些拐点附近重点勘查,减少不必要的工作。
1.3根据图像的线性构造,分析区域的成矿条件。通过对遥感影像以及遥感影像线性构造图的分析处理,结合相关的成矿理论,能够有效的提出成矿存在与否的假设,为下一步找矿工作提供正确的方向。
2 环形构造的影像以及与成矿之间的关系
2.1影像环形构造是由航天遥感图像中得到的,自从它被发现以来,得益于其与矿产之间的密切联系,越来越引起人们的高度重视。据有关部门统计,我国镍、铬、铁、金、钼、铜、锡、钨等主要内需内产型金属矿产,这些金属矿产大约有92%分别与2 100多个大小不一的环形构造有关。
2.2与矿产形成关系紧密的影像环形构造通常与构造岩浆形成原因有关,不同的原因具有不同的找矿作用。与垂直构造运动相关的负方向环形体,是由于地壳局部沉降而成的圆形坳陷以及构造盆地,较大型的环在地球物理场上可能会有反映,比如重力较低等,这类环形体通常与石油的赋存和沉积矿产有关,我国的很多油田分布在巨型负方向环的内边缘。
2.3和火山作用相关的环通常规模较小但是易成群出现,呈并列、寄生、叠环等组合形态,矿产往往存在于环体内部或边缘。 有时线、环体独立并存,或两者交汇、切线接触等,具有复合关系。许多资料表明,线、环体的交切部位可能是内生金属矿化富集的有利地段。
2.4遥感图像上色调异常、线性构造、环形构造的组合特征的解译,并研究其与矿田构造的基本要素(成矿岩体、控矿构造和围岩蚀变)的关系,从而建立由线、环、色斑异常组成的遥感矿田模式,从而指导找矿。
结语
随着科学技术的不断进步,遥感技术在地质学中的应用也会越来越广,地质勘探仅仅是其应用中的一个方面,如何合理利用遥感技术将是地质工作者需要长时间摸索与研究的问题,合理的遥感技术使用可以有效地提高工作效率与成果正确率。
参考文献
[1]. 吕霞;李丰丹;李健强;耿燕婷;宋苗苗;万林.中国地质调查信息网格平台的分布式空间数据服务技术[J].地质通报.2012(09)
【关键词】遥感技术;3s的结合;发展前景
1.遥感技术的找矿应用
1.1 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扳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,矿床多成带分布,成矿带的规模和地质构造变异大致相同。
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、芍理、推覆体等类型),从中酸性岩体、火山盆地、火山机构及深亨岩浆、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启、(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感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。
1.2 植被波谱特征的找矿意义
在微生物以及地下水的参与下,矿区的某些金属元素或矿物引起上方地层的结构变化,进而使土壤层的成分产生变化,地表的植物对金属具有不同程度的吸收和聚集作用,影响植叶体内叶绿素、含水量等的变化,导致植被的反射光谱特征有不同程度的差异。矿区的生物地球化学特征为在植被地区的遥感找矿提供了可能,可以通过提取遥感资料中由生物地球化学效应引起的植被光谱异常信息来指导植被密集覆盖区的矿产勘查,较为成功的是某金矿的遥感找矿、东南地区金矿遥感信息提取。
不同植被以及同种植被的不同器官问金属含量的变化很大,因此需要在已知矿区采集不同植被样品进行光谱特征测试,统计对金属最具吸收聚集作用的植被,把这种植被作为矿产勘探的特征植被,其他的植被作为辅助植被。遥感图像处理通常采用一些特殊的光谱特征增强处理技术,采用主成分分析、穗帽变换、监督分类(非监督分类)等方法。植被的反射光谱异常信息在遥感图像上呈现特殊的异常色调,通过图像处理,这些微弱的异常可以有效地被分离和提取出来,在遥感图像上可用直观的色调表现出来,以这种色调的异同为依据来推测未知的找矿靶区。植被内某种金属成分的含量微小,因此金属含量变化的检测受到谱测试技术灵敏度的限制,当金属含量变化微弱时,现有的技术条件难以检测出,检测下限的定量化还需进一步试验。理论上讲,高光谱提取植被波谱的性能要优于多光谱很多倍,例如对某一农业区进行管理,根据每一块地的波谱空间信息可以做出灌溉、施肥、喷洒农药等决策,当某农作物干枯时,多光谱只能知道农作物受到损害,而高光谱可以推断出造成损害的原因,是因为土地干旱还是遭受病虫害。因此利用高光谱数据更有希望提取出对找矿有指示意义的植被波谱特征。
1.3 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。
2.遥感找矿的发展前景
2.1 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、空问分辨率高等特点。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。微波遥感具有全天时、全天候、穿透性强、波段范围大等特点,因此对提取构造信息有一定的优越性,同时也可以区分物理结构不同的地表物体,因为穿透性强,对覆盖地区的信息提取也有效。微波遥感技术因其自身的特点而具有很大的应用潜力,但微波遥感在天线、极化方式、斑噪消除、几何校正及辐射校正等关键技术都有待于深入研究,否则势必影响微波遥感的发展。
关键词:遥感图像;地质灾害;调查与评估
中图分类号:P694 文献标识码:A
近些年来,航空航天遥感技术迅猛发展,并广泛应用于各种地质灾害的监测中。在国外,日本利用遥感图像编制了全国1:50 000地质灾害分布图;欧盟各国在大量滑坡、泥石流遥感调查基础上,对遥感技术方法进行了系统总结,指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率,并利用GPS测量及雷达数据,监测地质灾害可能达到的程度。目前,我国在利用遥感技术开展地质灾害调查方面,也摸索了一套较为合理有效的地质灾害遥感调查方法,即利用遥感信息源,以目视解译为主,计算机图像处理为辅,将重点区遥感解译成果与现场验证相结合,并利用其它非遥感资料,综合分析,得出可靠的分析调查结果。充分利用航天航空、差分干涉雷达和全球定位系统等遥感技术进行地质灾害监测并灾后评估,是遥感技术在地质灾害监测应用中的必然发展趋势。
1 遥感技术的特点
1.1 宏观性遥感影像是大范围地面信息的载体,一景NOAA数据覆盖512kin×512km的地面范围;一景TM数据覆盖180kin×180km的地面范围;一景SPOT数据覆盖60kin×60kin的地面范围;加拿大RADAKSAT则有多种成像方式。幅宽从75kin到500kin。遥感为人们从宏观上、总体上把握事物的全貌提供了快速、便捷的途径。
1.2 客观性遥感信息是从高空获得的地面信息,这些信息虽然不是依靠人们的直接观测获得,却是地物通过特有的光谱特性或反射特性对地面状况的客观反映。通过模式识别、计算机分类技术、波段运算等分析方法对这些信息进行研究,我们可以获得特定区域现状的相关信息。
1.3 综合性卫星遥感信息是对地面状况的综合反映。山峰、水库、道路、植被、居民点、地质结构和大地构造等静态地物地貌。流动物体的瞬时动态影像等都能在其中得到一定地反映,不同波段的遥感数据还蕴藏着温度、湿度、亮度等环境要素。
1.4 动态性每一景遥感信息都是对地面状况地瞬时反映。同一地区不同时期的遥感影像反映了研究区域的动态变化。NOVA卫星每天可以重复获得同一地区的两景数据。TM影像的成像周期为7天,SPOT卫星可以每天对同一地区成像,RADARSAT影像的成像周期最快可达3天-4天.而机载SAR。可以根据需要随时升空获取影像信息。
2 遥感调查地质灾害的必要性
据不完全统计,全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失,达到了国民生产总值的5%以上。在我国灾害及其所导致的环境问题中,据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%。可见,利用遥感技术加大对地质灾害调查、监测和防治,已成为刻不容缓的任务。遥感对地观测技术具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。卫星遥感中的“星载雷达技术”具有穿透云雨特点,不受天气条件影响,可以实时而准确的开展突发性地质灾害状况调查,为抢灾与救灾工作提供准确资料。
3 遥感调查地质灾害的可行性
3.1 遥感调查地质灾害的技术经验积累
国内外遥感调查地质灾害的技术方法,已基本形成了规范化的技术流程,在地质灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。能够对地质灾害进行系统的遥感解译,并进行滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害分区与定量的灾情等级评价,从宏观上进行致灾成因分析和发展趋势预测。
3.2 遥感技术特点为有效地进行地质灾害调查提供了可能
一般情况下,岩性脆弱、构造发育、植被稀疏、地形陡峻的地段,在强降水过程中容易发生地质灾害。遥感技术具有全天候、准确性,不仅能有效地监测预报天气状况进行地质灾害预警,研究查明不同地质地貌背景下地质灾害隐患区段,同时对突发性地质灾害也能进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。因此,遥感技术在地质灾害调查中必将发挥非常重要的作用。
3.3 遥感技术的快速发展为地质灾害调查提供了强有力技术支持
世界卫星技术的发展,米级甚至分米级的卫星图像为直接监测和区分地物提供了可能性。另外,GPS技术大大改进了滑坡、泥石流等地质灾害调查中的定位工作,美国和俄罗斯都有全球定位系统,其提供数据的差分精度可达毫米级。我国的基础地理框架工作也取得了长足进步,1:1 000 000比例尺的全国数字地图已进入Internet,1:250 000全国数字地图也已完成,部份重点地区的1:50 000基础1:10 000的数字地图制作工作也初具规模。
4 遥感技术调查地质灾害的内容
4.1 遥感技术能够调查与研究的孕灾背景
利用遥感技术有效地调查研究地质灾害孕灾背景,是地质灾害调查中最基础而又最重要的工作内容:①时日降水量;②多年平均降水量;③地面坡度;④松散堆积物的厚度及分布;⑤构造发育程度(控制岩石破碎程度和稳定性);⑥植被发育状况;⑦岩土体结构(反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力);⑧人类工程活动程度。由于气象卫星可以实时监测降雨强度与降水量,陆地资源卫星不仅具有全面系统的调查地表地物的能力,其红外波段及微波波段还具有调查分析地下浅部地物特征的作用。因此,在上述8种孕灾背景中,第①与第②种可通过气象卫星与地面水文观测站调查统计,其它因子可通过陆地资源卫星并结合适当的实地踏勘资料得以查明。
4.2 遥感技术在地质灾害现状调查与区划方面的作用
地质灾害作为一种特殊的不良地质现象,无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体,还是由它们组合形成的灾害群体,在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此,对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征,均能从遥感影像上直接判读圈定。在此基础上进行地质灾害区划,划分地质灾害易发区域,评价易发程度,为防治地质灾害隐患,建立地质灾害监测网络提供基础资料。
4.3 遥感技术对地质灾害动态监测与预警
地质灾害的发生是缓慢蠕动的地质体(如滑坡体等)从量变到质变的过程。一般情况下,地质灾害体的蠕动速率是很小而且稳定的,当突然增大时预示着灾害的即将到来。由于全球卫星定位系统(GPS)的差分精度达毫米级,可以满足对蠕动灾体测的精度要求。因此,利用卫星定位系统可以全过程地进行地质灾害动态监测,在此基础上有效地行地质灾害的预测、预报甚至临报和警报。
4.4 遥感技术对灾情实时调查与损失评估提供可靠的技术手段
地质灾害的破坏包括人员与牲畜伤亡。村庄、工矿、交通下线、桥梁、水工建筑等财产损失以及土地、森林、水域等自然资源的毁坏。利用遥感技术进行地质灾害调查,除人员与牲畜伤亡难以统计外,高分辨率的遥感影像对工程设施和自然资源的毁坏情况均可进行实时或准实时的调查与评估,为抢灾救灾工作提供准确依据。
结语
遥感技术是一门新兴的高新技术手段,利用遥感技术开展地质灾害调查不仅是必要的,而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一。但是,全面推广地质灾害遥感调查,目前尚存在一定的困难和技术缺陷,有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。
参考文献
关键词:遥感技术;地质找矿;应用
中图分类号:F407文献标识码: A
1.导言
所谓遥感技术指的是对远距离目标反射的或辐射的可见光、电磁波、红外线、卫星云图等信息进行收集与处理,最后感知成像,探测与识别目标的一种技术。利用遥感技术能够将地质的分层信息与成分信息反映到遥感图像中,且可以全面分析地质相关的信息,有助于勘探到有矿的地表区域,从而发现矿产资源同。其在地质找矿中的应用具体包括:勘查清楚地质矿体所在的范围、呈现的几何形态、成矿的地段;分析成矿区域的地质条件。这些都可为后期的地质找矿工作提供遥感地质的科学依据。
2遥感技术在地质找矿中的应用
遥感技术在地质找矿中的应用可以分为直接应用和间接应用。
2.1直接应用
遥感蚀变信息提取法是遥感技术在地质找矿工作中较为常见的方法,主要是通过对岩浆热液对围岩结构发生的改变进行信息提取。因岩浆热液或水汽热液的影响,导致围岩的结构、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,其种类、成分以及成矿的类型存在一定的内在联系。通常情况下,围岩蚀变的范围大于矿化的范围,并且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上具备一定的规律性,因此,围岩蚀变可以作为地质找矿的可靠标志。
首先,围岩蚀变是热液与原岩相互作用的产物,其常见的蚀变有硅化、绢石母化、绿泥石化、石英岩化、夕卡岩化等。
其次,实现对于地质信息的提取。当某地区的地貌发生变化时,电磁波的反射和透射作用也会随之发生改变,面电磁波是地物信息的一种重要载体,同时,地物的光谱特性与其内在的物理化学特性紧密相关。由于地质成分在结构上的巨大差异,会导致地质内部产生不同的波长光子,其吸收性和反射性各不相同。岩石矿物自身具有稳定的化学组成和物理结构,对本征光谱的吸收也更加稳定,同时,光谱的产生主要是由组成物质的内部离子和基团的晶体效应及基团振动所引起的,不同矿物具有不同的电磁辐射。因此,只要利用遥感技术中的波谱仪对野外采样进行光谱曲线测量,并与数据库中的参考光谱进行对比,就可以轻松确定矿物的种类,还可以根据吸收特性,选择合适的图像波段进行地质信息提取,这也是识别矿物最有效的方法之一。
最后,由于现代遥感技术多是利用航空航天技术从空中接收地表物质的光谱特征,容易受到石层、大气、水体、植被等的干扰,因此,在进行蚀变矿物信息提取时,要对干扰物质的光谱信息进行分析,尽量消除干扰的影响。就目前的发展情况看,遥感找矿蚀变异常信息的提取方法有多种,主要有波段比值法、主成分分析法、光谱角识别法等。
2.2间接应用
2.2.1地质构造信息的提取
在通常情况下,矿产的生成是各类地质构造不同运动的结果,如火山运动、地震活动等。矿产一般分布在各类地质构造的边缘部位及变异部位,重要的矿产则分布于板块构造不同块体的结合部或者近边界地带,从形成时间上看,与地质构造运动的时间是一致的,矿床的分布也会随着地质构造运动的规模变动面改变,并且多旱带状分布一运用遥感技术找矿,就是利用这一地质特征进行的一可以在矿产形成区域,利用线形影像对相应的信息进行提取,同时也可以从火山盆地、火山结构、热液活动等相关的影像资料中,提取找矿所需信息,之后结合相关影响因素,进行综合评定。
2.2.2植被波谱特征的应用
地貌植被与矿场的形成有着重要的联系,金属元素随着时间的推移,会逐渐生成微生物,微生物通过地下水以及土壤的作用,对表面土层产生一定的影响,使其发生变化。地表植被在对相应的金属元素进行吸收后,会产生相应的变化,其颜色和生长趋势与其他地区的同类植物或有所不同。这样的生物地质化特征也在很大程度上为遥感找矿提供了便利的条件,通过对相关信息的提取,可以得出植被中不同种类金属含量的差异,再根据植物对金属的吸收作用,将地下所蕴含矿藏进行分类和确认。同时,遥感技术可以通过图像的收集,对光谱特征进行增强处理,如果植被在反射光谱中出现异常信息,通过对图像的处理,可以将其提取出来,并根据图像色调的变化,对矿区的位置进行推测。
2.2.3矿床改造信息标志
矿床在形成后,并不是固定不变的,面是会根据所处环境和空间的位置,发生微量的变化,并促使部分矿床的性质发生改变。因此,通过对不同时期形成的遥感图像的分析和对比,结合矿床和成矿勘测,可以对矿床发生质变的位置进行直接的判断。面通过对矿区中不同矿床位置的研究,可以找出矿床在不同层次的分布规律,为找矿提供重要标志。利用遥感图像,还可以对岩层的类型进行区分,并得到理想的地质图纸,对于矿区的选定是十分重要的。
3、遥感地质找矿的未来发展
遥感技术在地质找矿事业中的应用越来越广泛,在未来还会有更进一步的发展。主要有以下几种层面:
3.1经济发展的需要
矿产资源对于一个国家的经济发展来讲是至关重要的。为了使我国矿产资源的供应符合经济发展的需要,加强地质勘测的力度己经得到了国家政府的号召。推动科技的创新和进步,实现地质勘测工作的科技化,提高地质找矿的工作效率,扩大资源的开发利用,是新时期我国经济快速发展的奠基石。只有满足了整个社会对矿资源的需求,经济才能实现真正地腾飞。
3.2适用范围推广
遥感地质找矿己经突破国家范畴,各国通过互相学习,总结经验,促进了遥感技术的发展;遥感地质找矿从应用的地域范围上来讲,从陆地找矿向海洋找矿拓展,从人口密集地区向人口稀疏地区扩散,有效促进了遥感技术在不同环境下的应用;遥感地质找矿的理念有所更新,以前只是单纯追求矿资源的开采量,现在遥感技术在地质找矿的应用中更加注重了环保意识,防止地质灾害的发生;找矿事业从地球拓展到外太空,遥感技术的远程操控性在满足了这一技术要求。
3.3新技术的拓展
高光谱遥感技术在地质找矿中因为其高空间分辨率的高光谱遥感技术给遥感地质找矿添加新的血液。高光谱遥感技术绘制的图谱能够有效地区分矿与非成矿断裂、蚀变岩体、地层和非蚀变岩体、地层,能够精准地找到新的矿产蕴藏靶区。高光谱成像系统从理论和技术方面都能对地质找矿做出贡献。遥感系统技术地质勘查系统正在有条不紊地构建该系统能够把航天、航空、陆地、海洋、地下的遥感数据进行有效收集处理,构建出一套二维地质勘查遥感系统立体式的地质侦测技术系统利用航空遥感技术、航空物探技术、地面地下物探测技术、地球化学技术等等先进的地质勘测技术,构建出了从地面到天空再到太空的立体式地质勘查技术系统。
结束语
遥感技术在地质找矿事业中的拓展应用任重道远,遥感找矿还拥有更加广阔的发展前景,遥感技术在地质找矿中的应用必须以现代成矿理论为指导,结合实际情况,选择适当的工作方法,建立健全遥感地质找矿系统,从面实现遥感找矿的目的。相关工作人员要对遥感找矿技术进行认真分析和对待,结合相应的措施,对其进行完善,推动遥感技术在地质找矿中的应用和发展。
参考文献
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