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关键词 遥感;应用;发展趋势
中图分类号TP75 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)68-0209-02
1 遥感的定义与分类
1.1 遥感的定义
遥感,从广义来说泛指各种非接触、远距离探测物体的技术;而本文谈论的遥感是指电磁波遥感,即狭义的遥感,其定义是:从远距离、高空以至外层空间的平台上,利用可见光、红外、微波等探测仪器,通过摄影扫描、信息感应、传输和处理等技术过程,识别地面物体的性质和运动状态的现代化技术系统。
1.2 遥感的分类
按照研究对象遥感可分为资源遥感与环境遥感两大类[1],资源遥感以调查自然资源状况和监测再生资源的动态变化为主。环境遥感则是对自然与社会环境的动态变化进行监测并做出评价与预报的统称。此外,按照应用空间尺度遥感可以把遥感分为全球遥感、区域遥感和城市遥感三种类型。
遥感是一门综合性的技术,它涉及地理学、测绘学、计算机科学与技术、规划管理等许多学科。它的概念和基础是物理学、测绘学、地质学、地理学;它的技术支撑是航天技术、计算机技术和图像处理技术。伴随着航天技术的不断进步,空间遥感对地观测获得了巨大的发展,可以预计,在今后的遥感发展过程中,全方位、全覆盖、多角度、高分辨及高时效的遥感观测系统,将会被广泛的应用在各个领域的调查研究工作中。
2 遥感应用
遥感的应用已从上世纪早期单纯的军事用途扩大到现代生活的各个方面,如土地管理、气象预报、全球变化研究、灾害监测、资源调查与动态变化监测、生态调查、旅游、交通等各行各业,成为服务人类现代生活的重要高科技手段之一。
2.1 遥感在土地资源中的应用
遥感技术是土地资源状况调查评价与动态监测的重要技术手段。随着遥感技术在空间识别、地物波谱识别和变化时间识别方面能力的提高,土地遥感正在成为遥感科学的重要分支。我国历来对国土资源十分重视[2],特别是自国土资源部成立以来,非常重视土地资源的动态监测工作,从1999年开始,遥感监测工作作为国土资源大调查的重要组成部分,连续16年,每年开展对全国重点地区的遥感监测。
土地遥感的应用领域包括[1]:监测建设用地变化趋势、布局及规模;为土地资源管理提供现势基础资料;辅助检查土地利用总体规划执行情况;复核土地变更调查;辅助开展土地变更调查;辅助开展土地利用现状图更新;基本农田保护区监测;配合土地执法检查。
2.2 遥感在矿产资源中的应用
不论用什么方法找矿,了解矿床形成过程和成矿原理都是非常重要的,遥感找矿也不例外。在漫长的地质年代里,沉积、岩浆及变质三大类岩石也在不停地进行转化,在地质构造等作用下,可以在不同类型的岩石中,形成由各种不同的金属矿物和非金属矿物富集而形成的各种矿床,而遥感影像能够真实
地记录地球表面三大类岩石的光谱与纹理特征。同时,采用遥感技术圈定各类构造形态、色异常等现象,对于矿产调查、圈定成矿远景区、成矿预测也有着重要的指导作用。遥感技术寻找油[3]是通过提取遥感影像的烃类微渗漏信息来预测油区的烃类微渗漏晕以其特有的波谱特性可以被遥感技术检测,从而实现油气预测,这也是遥感技术直接找油的原理。
2.3 遥感在城市建设中的应用
城市是一个时代经济、社会、科学和文化的汇聚点,在全面建设小康社会中,我国城市化速度还将加快。遥感在城市建设中应用主要为以下三个方面:1)城市景观结构调查。土地是城市赖以存在的物质基础,城市遥感首先就是调查城市土地利用状况,提供工商业、文化、交通、绿地和水体的分布和面积;2)城市道路规划与交通环境分析。低空航空摄影[4]对全市车流的瞬时调查,就可以几乎同时测出各个路段和交叉路口的机动车和自行车的车流密度,编绘出主要道路交叉口的车流量图,既简便易行,又准确可靠,在交通管理、道路拓宽和过街桥、立交桥选址等方面,都能够发挥作用;3)城市环境污染调查。受污染损害的植物[5],叶片叶绿素降低,在彩色红外像片上红的成分减少,污染程度通过影像色调的变化被记录下来,再参考树木缺株、形态或冠幅变小的程度,就可以绘制出分轻、中、重三级的污染程度。
2.4 遥感在海洋领域的应用
海洋遥感[6]是指以海洋及海岸带作为监测、研究对象的遥感,包括物理海洋学遥感、生物海洋学、化学海洋学遥感与海水监测、海洋污染监测等。海洋遥感大幅度提升了海洋调查技术水平,与其余调查手段相比,具有很明显的优势。如:不受恶劣自然条件的限制、拓展了海洋调查的广度、能够实时长效的进行检测、庞大的信息获取量以及应用范围的多样性。
气象卫星的出现,为人类自上而下观测大气层和地表、生态的变化提供了一种新型可靠的手段,由此应运而生的卫星气象[3]成为大气科学发展史上又一新的里程碑。气象遥感的研究内容主要包括两个方面:一是寻找从卫星上探测和获取大气中主要气象要素和大气现象的理论和方法;二是研究卫星资料的处理技术和使用方法。例如利用红外通道和可见光通道中对比,可以很好解决大雾区、中高云区及地表的区分问题,区别出哪些是雾,哪些是云,哪些是地表,此外利用遥感还可以对沙尘暴有很好的监控作用。
2.6 遥感在地质灾害管理中的应用
传统的获取灾害损失评估信息方法主要依靠地面调查以及历史资料,耗费时间过长且因资料更新滞后,不能及时的体现地质灾害管理的作用。随着遥感技术及其他相关高新技术的高速发展,地质灾害遥感调查正处于逐步推广的阶段。卫星遥感技术的宏观性、全天候和全天时以及周期性,为地质灾害的研究提供了强有力的手段,并逐渐成为地球灾害监测系统工程中的主要技术。遥感技术已经应用于地质灾害管理的整个过程。在地质灾害调查、监测、预警、评估的四个阶段中,均能够及时准确的提供调查、评估、预警,为地质灾害管理工作的开展提供依据。
2.7 遥感在考古中的应用
考古工作,是探索人类文明发展的重要手段。随着考古研究工作的扩展,考古学家们从了解个别的考古遗址文化上升到对某一地区、某一国家,或者是更大范围的一个时空去认识人类文明的发展,这就需要考察更大的范围与空间,仅依靠地面的考古资料就显得不足,而且也很难使资料收集得完整,利用肉眼去观察分析考古遗迹现象受时间、地点、气候、光照等诸多因素影响,具有很大的局限性[8]。而高分辨率遥感图像、航拍像片的分辨率均可达到1m左右,同时可全球、全天候覆盖,加上特殊信号可以穿透地表,开展更加精确探测的探测工作,这些先进技术在考古研究、文物保护管理上可起到决定性的作用。
从考古的角度来看,人类遗产的挖掘是继承和弘扬古代文明的重要途经。利用遥感技术开展古遗址寻找、普查研究是最为有效的手段。遥感信息古遗址研究不仅可以填补或充实人类文明历史,而且对研究古代地缘政治,确定历史时期的军事和疆域争议十分重要,且将大大提高田野考古的效率和质量,把我国的考古学提高到一个新的高度。
3 遥感应用的发展趋势
随着遥感技术应用研究的深入发展,遥感数据分辨率不断提高,数据量持续增长,数据处理的方法和程序也日趋复杂,从而导致GIS系统所需要解决的问题也越来越多,GIS的发展也更加偏向于解决数据的存储、管理和处理,但这样并不能从根本解决问题。经过不断的总结,最终发现如果想要解决实际应用中出现的问题,就必须多技术、多方法、多角度、多渠道对数据进行搜集处理。遥感技术,是一种信息获取的技术,相对缺乏信息处理、提取以及解决问题的能力。因而科学家们将遥感技术与GIS、GPS、计算机、仿真、虚拟等多种信息技术紧密结合,共同应用解决复杂的综合问题。
“3S”技术集成就是在这样的背景下产生的,3S技术[10]即指遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)3种技术集成的总称。“3S”集成技术的应用,是一个自然的发展趋势,RS和GPS为GIS进行空间分析提供了更新区域信息和空间定位信息,从RS和GPS提供的大量数据中提取有用信息,并进行综合集成,使之成为决策的科学依据。GIS、RS和GPS三者技术的集成,形成了一个更加完整、准确及实施的对地观测、分析及应用系统,从而推动了遥感技术的进步。
4 结论
综上,遥感应用既是系统科学又是系统工程,既是区域性的又是全球性的,既是边缘科学又是交叉科学。通过对以上土地监测、地质矿产调查、城市建设、环境与灾害监测、海洋、气象与考古遥感等几个主要方面遥感技术应用的介绍,可以看出遥感已经渗透到社会生活及科研领域的各个方面,3S技术的集成已经成为必然,我们应该进一步发掘遥感技术应用的潜力,开拓遥感技术应用的新局面,更加有效的保护和科学的利用好我国的资源与环境。
参考文献
[1]鞠建华,等.资源环境与遥感[M].北京:地质出版社,2005:39-141.
[2]郑丙辉,王桥.环境遥感应用现状与展望(上)[J].航天技术与国民经济,2000,9:1-3.
[3]王桂宏,张友焱,冉新权.油气勘探中遥感方法新进展与趋向[J].地学前缘,2000,7(3):282-289.
[4]王卫安,竺幼定.高分辨率卫星遥感图像及其应用[J].测绘通报,2000(6):20-32.
[5]徐冠华.遥感与资源环境信息系统应用与展望[J].环境遥感,1994,9(4):241-246.
[6]谢文君,陈君.海洋遥感的应用与展望[J].海洋地质第四纪地质,2001,21(3):123-128.
[7]王文杰,张建辉,李雪.遥感在生态与环境监测中的主要应用领域[J].中国环境监测,1999,15(6):48-51.
[8]刘建国,王琳.空间分析技术支持的聚落考古研究[J].遥感信息,2006(3):51-53.
[9]施益强,陈崇成,陈玲.遥感技术在环境资源中的应用进展与展望[J].国土资源遥感,2002(4):7-13.
【关键词】无人机遥感技术 应用 环境保护
遥感技术是探测领域中非常重要的一项技术。近几年,随着科技的不断发展,无人机遥感这种全新的技术也越来越受到重视,其操作、运用水平也在不断地提高。无人机遥感技术的本质是:无人机可在任意地点和任意时刻进行拍摄,拍摄出来的照片既真实又清晰。正因为如此,无人机遥感技术的被广泛运用到各个领域中,解决了很多面调查中无法实现的难题,大大减少了户外调查工作量,提高了工作效率。
1 无人机遥感技术的概述
1.1 无人机遥感的简介
无人机遥感技术是指利用无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术等进行数据处理、建模和应用分析的应用技术。它具有体积小、重量轻的特点,而费用成本较低,用途多样,因此无人机在国家应急救灾、资源的调查和监测、气象监测等方面的运用越来越广泛。
1.2 无人机遥感技术的工作原理
无人机感应是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操作的无载人飞机,它以无人飞行器为平台,搭载多种不同的遥感传感器获取远程空间遥感信息,通过电子信息技术加工处理后,按照一定精度要求制作出正射遥感影像。无人机遥感技术采集信息的工作平台分别为飞行器系统、监测及信息传输系统、信息获取和处理以及保障系统四个方面。
2 无人机在生态环境中的应用
随着科技的不断进步,具有高时效、高分辨率而机动灵活的无人机遥感技术正凭借着其特性在生态环境中发挥着越来越重要的作用,比如在项目建设、环境监测、环境应急等方面都用到了无人机感应技术。
2.1 在建设项目中的应用
例如在修建铁路的时候就用到了无人机感应技术,工作人员采用无人机技术对铁路附近居民搬迁情况、生态环境情况进行了航空遥感监测,通过影像获得图集来收集整理信息,方便工程的实施。在修建铁路的过程中,相关人员会利用无人机每隔几天在施工地点上空巡飞一次,无人机是由电机的旋转,使螺旋桨产生升力而飞起来的,当无人机四个螺旋桨的升力之和等机总重量时,无人机的升力与重力相平衡,无人机就可以悬停在空中了。但旋翼在旋转的同时,也会有一个反作用力促使电机向反方向旋转,一次无人机中相邻的两个螺旋桨旋转方向是相反的。等无人机平稳后,利用上面搭载遥感传感器收集地面的影像图片,将拍摄下来的画面对其进行加工处理制成三维图片,然后观察检视其与最初的建筑设想和规划是否相符合,方便工程在做出错误时及时纠正。
2.2 在环境监测中的运用
无人机遥感技术主要监测环境中的植被覆盖、土壤侵蚀和地面水污染等情况,比如在海上环境监测中无人机就发挥了重要作用。由于海面宽广无垠,且海水较深,一般无法监测只能在海滩周围的浅水区,无法真正进行全面的监测,有了无人机便可以对海洋情况进行全方位的监测,让我们清楚了解海洋溢油污染,垃圾污染等详细情况。
对海洋进行检测的工作是选择一块较空旷的场地,架设好弹射器或是火箭助推器,在测量一切条件合适后,在搭载了需要的遥控传感器后便可以起飞。它以无人机为空中平台,通过搭载的各种遥感器全面的监测海洋情况获取信息,通过电调接收飞控指令后,控制电机转速,从而实现无人机的倾角改变,让无人机能够拍摄地面的各个角度画面,然后利用图传系统将画面传输到地面连接计算机里,让计算机对收集到的图形信息做出分析处理,并按照一定的精度制成图像,通过这些图像我们便可以清晰看到平时无法到达的海面情况。
2.3 在环境应急中的运用
在四川汶川地震中,就有人利用无人机感应技术,像雷天杰在就使用无人机拍摄了汶川的余震中北川县震后影像,为抗震救灾提供了有效帮助。它通过手动遥控器让无人机飞到北川县上空,然后用GPS获取无人机经纬度信息,以方便及时进行调整。通过地面的遥控器和飞机端的接收模块的链接来传输信息,然后用随身携带的BGAN卫星系统将拍摄的画面传给相关部门,为部门的决策提供了很大的帮助。在这个过程中无人机首先用飞行系统将传感器采集来的数据无线电测控终端传输的由地面测控站,地面相关工作人员在计算处理后对无人机飞行模式进行调整和控制,然后又进行新的一轮将无人机的状态数据及发动机、机载电源系统、任务设备的工作状态参数实时传送给机载无线电数据终端,经无线电下行信道发送回地面测控站。
参考文献
[1]杨中华.我国资源环境监测中遥感技术应用现状及展望[J].工程科技,2009(06):164-165.
[2]张海荣,马静,徐雷.遥感技术在环境检测领域的应用[J].2011,2(04):126-129.
关键词:遥感技术 环境科学 应用 3S一体化 发展趋势
遥感是从远离地面的不同工作平台上,如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机等,通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测,然后经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测,包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的遥感信息,能提供综合系统性、瞬时或同步性的连续区域性同步信息,在环境科学领域的应用具有很大优越性。
20世纪90年代以来,环境遥感技术应用越来越广。从陆地的土地覆被变化,城市扩展动态监测评价,土壤侵蚀与地面水污染负荷产生量估算,生物栖息地评价和保护,工程选址以及防护林保护规划和建设。到水域的海洋和海岸带生态环境变迁分析,海面悬浮泥沙、叶绿素含量、黄色物质、海上溢油、赤潮以及热污染等的发现和监测,珊瑚和红树林的现状调查与变化监测,堤坝的规划与水沙平衡分析,水下地形地遥调查以及水域初级生产率的估算。再到大气环境遥感中的城市热岛效应分析,大气污染范围识别与定量评价,大气气溶胶污染特征参数化,全球水、气和化学元素等的循环研究,全球环境变化以及重大自然灾害的评估等,几乎覆盖了整个地球系统。
一、遥感技术在环境科学中的应用
1.遥感技术在水污染监测方面的应用
(1)利用红外扫描仪监视石油污染
全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨,利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析,将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较,更精密地判断和解译信息,参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像,特别是数字密度分割图,可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来,这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色,往外扩散的油膜变薄,呈黄紫混在一起的颜色,再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析,确定油膜的漂移方向,计算出其扩散速度和扩散面积。
(2)利用遥感技术监测水体富营养化
浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用,当水体出现富营养化时,我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱,另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光,影响水体的透明度。
(3)通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染
废水的颜色与悬浮物性状千差万别,特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样,可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大,水体反射量也会相应增加,反射峰随之红移,定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65~0.85微米。
(4)应用红外扫描仪监测水体热污染
应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量,真实反映其温度差异。在热红外图像上,热水温度高,辐射能量多,呈浅色调。冷水和冰辐射能量少,呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流,利用光学技术和计算机对热图像作密度分割,根据少量的同步实测水温,画出水体等温线。
(5)通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化
水体总体反射率较低,选择1.55~1.75微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小,从水体向边缘有规律变化,显示出不同程度的植被特征。
2.遥感技术在大气环境监测方面的应用
(1)臭氧层
臭氧层位于地球上空25~30千米的平流层中,对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收,可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在2.74毫米处也有一个吸收带,可用频率为11O83兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温,可使用红外波段来探测,如用7.75~13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化,参照浓度与温度的相关关系,推算出臭氧浓度的水平分布。
(2)大气气溶胶
利用遥感图像可分析大气气溶胶的分布和含量,工业烟雾、火灾浓烟和大规模沙尘暴在遥感图像上都有清晰的图像,可以直接圈定其大致范围。利用周期性气象卫星图可监测沙尘运动,估计其运动速度,及时预报沙尘暴。通过卫星资料可及早发现森林火灾,把灾害损失降到最低。大比例图片可用来调查城市烟囱的数量和分布,还可以通过烟囱阴影的长度来计算其大致高度。应用计算机对影像进行微密度分割,建立烟雾浓度与影像灰度值的相关关系,可测出烟雾浓度的等值线图。
(3)有害气体
彩红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况,通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。一般污染较轻的地区,植被受污染的情况不宜被人察觉,但其光谱反射率却会明显变化,在遥感影像上表现为灰度的差异。正常生长的植物叶片能强烈反射红外线,在彩红外相片上色泽鲜红明亮。受到污染的叶子,其叶绿素遭到破坏,对红外线的反射能力下降,其彩红外相片颜色发暗,如白蜡树受污染后呈紫红色,柳树呈品红色略带蓝灰色。
(4)气候变化
美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化,得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息,对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。
3.遥感技术在城市环境监测与管理中的应用
彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化,热红外遥感影像可调查工业废水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状,窄的呈线状,城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色,高层楼房带有宽长影,平房呈密集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色,绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息,对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同,利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。
4.应用遥感技术监控生态环境
遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况,根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。利用遥感卫星相片还可以编制森林树种、生长状况和森林覆盖图,使用计算机集群分类,精度可高达8O% 。一般野生动物环境与森林植被关系最为密切,通过研究植物的分布与长势可大致确定动物的活动繁殖场所,从而编制森林野生动物保护规划。
5.利用遥感技术监测自然灾害
遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关,利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。但由于目前技术条件的限制,地震还是不能准确预测,2008年5月的汶川大地震几乎震碎了中国人的心,期待有一天,我们中国人能通过遥感技术准确预测地震灾害,今天的悲剧永远不要发生了。
二、遥感技术的发展趋势
随着科学技术的进步,光谱信息成像化,雷达成像多极化,光学探测多向化,地学分析智能化,环境研究动态化以及资源研究定量化,大大提高了遥感技术的实时性和运行性,使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。
1.遥感影像获取技术越来越先进
(1)随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪,高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。
(2)雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力,在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要,成为实现全天候对地观测的主要技术,大大提高环境资源的动态监测能力。
(3)开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术,定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程,将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。
(4)由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统,具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力,为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。
2.遥感信息处理方法和模型越来越科学
神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术,会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取的精度和可靠性。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器,大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用,是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。
3.3S一体化
计算机和空间技术的发展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间分布式和动态时序等特点,将推动3S一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型;遥感为地理信息系统提供自然环境信息,为地理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据;地理信息系统为遥感影像处理提供辅助,用于图像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区以及辅助关心区域等。在环境模拟分析中,遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。3S一体化将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。
4.建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统
随着3S一体化,资源与环境的遥感数据量和计算机处理量也将大幅度增加,遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度。神经网络具有全并行处理、自适应学习和联想功能等特点,在解决计算机视觉和模式识别等特大复杂的数据信息方面有明显优势。认真总结专家知识,建立知识库,寻求研究定量精确化算法,发展快速有效的遥感数据压缩算法,建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统。
5.建立国家环境资源信息系统
国家环境资源信息是重要的战略资源,环境资源数据库是国家环境资源信息系统的核心。我们要提高对环境资源的宏观调控能力,为我国社会经济和资源环境的协调可持续发展提供科学的数据和决策支持。
6.建立国家环境遥感应用系统
国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测数据,建立天地一体化的国家级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统,可定期报告大气环境、水环境和生态环境的状况。环境遥感地理信息系统是其支撑系统,在各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储、处理和管理;环境遥感专业应用系统是其应用平台,在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用;环境遥感决策支持系统是其最上层系统,在环境预测评价和决策模型的驱动下进行环境预测评价分析,制定环境保护的辅助决策方案;数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境,实现环境海量数据的快速流通。
总之,遥感技术在环境科学领域有广泛应用,随着科学的进步,遥感技术会越来越先进,其所发挥的作用也会越来越大。
参考文献:1. 任源,杨晓晶. 遥感技术在现代环境监测与环境保护中的应用. 环境保护科学第33卷第3期,2007
2. 王旭,徐永花,李莉. 遥感技术在环境科学领域的应用及其发展趋势. 地下水第29卷第3期,2007
3. 施益强,陈崇成,陈玲. 遥感技术在环境科学与工程应用中的进展. 科技导报,2002
[关键词]遥感地质找矿 现状 发展前景
[中图分类号] P627 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-4-167-1
1概述
遥感地质找矿是将现代遥感技术运用与对地质的研究中而进行矿产勘查的一种方法。它通过发射电磁波,进而观察各种地质体(矿物、岩石等)对电磁波的辐射图像的不同来识别不同的地质体,从而有效的判断该地区是否有矿产资源。
在20世纪80年代,在矿产勘查中大量的使用了遥感技术,取得了很多业绩,90年代后,遥感技术迅猛发展,空间分辨率越来越高,光谱分辨率越来越小,时间分辨率也越来越短。
虽然遥感技术在应用中取得了很大的成绩,但是随着勘探工作的深入,地表的矿产明显减少,找矿难度越来越大。而依靠于电磁波的遥感技术主要反映的是地表信息,所以,很难解决当前所面临的地下找矿问题。
2遥感地质找矿的现状
当前,遥感地质找矿技术已经取得了一些成就。主要表现在遥感信息获取技术的发展、含矿信息提取技术的发展和含矿信息分析技术的发展三个方面。
2.1遥感信息获取技术的发展
得到发展的遥感信息获取技术主要指的是成像光谱技术和成像雷达技术的出现。这两种技术为地质识别提供了全新的技术手段,使遥感技术不再限制于地表,而是增强了穿透覆盖物的能力,可以更加有效的探测地质结构。
2.2含矿信息提取技术的发展
含矿信息提取技术的发展主要指的是计算机已经广泛应用于此技术中。这样就实现了遥感数据在全球范围内的传播,并且可以通过计算机来判读图像,对图像和数据的处理变得更加准确。
2.3含矿信息分析技术的发展
含矿信息分析方法的发展主要体现在高分辨率遥感探测方法的使用和“环境-矿床”新思路的运用。新一代高分辨率遥感探测方法目标明确、方法简便,能对矿床进行快速的评价。“环境-矿床”新思路的应用将矿床的形成与周围环境信息乃至整个地球的演化都联系在一起,综合性强,对隐藏深的矿产资源的发现具有很大的价值。
3遥感地质找矿的发展前景
3.1国家需求
国家需求是遥感技术找矿的动力。当前,从国家层面来说,矿产资源开发的难度越来越大,矿产资源对国民经济发展的制约性越来越大。解决这一问题的途径是,推进地质科技工作的进步,在地质工作中应用高新技术,从而实现地质工作的现代化。遥感技术作为一项高新技术是实现上述目标的一大途径,所以,要加强对遥感技术的再创新,加大地质勘查的力度。
3.2理念更新
要将传统的找矿理念更新,不单单应用遥感技术,而是将遥感技术与其他有用的技术相结合,发挥遥感技术更大的优势。在未来应该努力做到将遥感技术与地学信息结合、将遥感技术与现代信息技术结合、利用地质专业知识来指导遥感技术的应用。
3.3技术发展
遥感地质找矿在技术发展方面的发展前景主要表现在发展基于数字地球的遥感技术、建立立体地质勘查技术体系和应用高光谱遥感技术三个方面。
(1)发展基于数字地球的遥感技术。当今,地质勘探领域中逐渐引入了数字地球的理论方法。将此方法与遥感技术相结合,再加以现代信息技术即将成为找矿的必然趋势。利用数字地球的遥感找矿技术,能够在找矿工作中将信息资源进行最大限度的利用,找到常规方法很难发现的地质现象,从而提高对矿产资源的勘查效果。这与当前找矿难度增加、信息资源丰富的时代背景相符合,为找矿提供了新的思路。
(2)建立立体地质勘查技术体系。要将地质找矿与成矿机理研究结合起来,将遥感技术与生物地球化学、地热作用、生物成矿、地质空间统计分析方法、物化探、磁力、地震探矿方法等理论结合起来,加深对成矿信息的深入理解,建立起立体地质勘查技术体系,才能对隐伏矿床进行深入的理解和诠释,从而科学的推断出矿产的位置。
(3)应用高光谱遥感技术。
某一地区的高空间分辨率的光谱遥感数据能为矿产的寻找提供依据。分析高光谱遥感得到的图谱可以分析出成矿机理,并且能挑选出找矿靶区。不管是在技术层面还是理论层面,这一技术都具有很大的价值。
3.4应用领域
遥感地质找矿在应用领域方面的发展前景主要表现在扩展地域、扩大应用面、全球化和外星找矿四个方面。
(1)我国找矿的地域要得到扩展:可以从人口稠密的地方扩展到人口稀少的地方,从陆地扩展到海洋,从交通便利的地方扩展到交通不便的地区。为先进的遥感技术应用于更广阔的天地;(2)找矿的应用面要扩大:将找矿的目标由单纯的增加资源量扩增为保护环境、防灾与找矿相结合的复合层面,促进可持续发展;(3)促进找矿的全球化:要加强全球的合作,使不受国界限制的卫星遥感技术发挥更大的作用,可以为矿藏丰富但是技术落后的国家提供矿藏信息服务;(4)外星找矿:随着对外星球的探索,可以考虑将探索成果与遥感地质找矿技术相结合,这在未来具有很大的发展潜力。
4结语
作为矿产勘查的一种技术手段,遥感技术已经取得了一定的成就。并且,遥感技术的发展前景十分广阔,国家需要大力开展遥感地质找矿的工作,所以,相关工作者应该积极研究该技术,并且将此技术与其他的地质理论有机的结合起来,利用先进的数字化技术,扩大找矿区域,促进矿产勘查工作的顺利进行。
参考文献
[1]刘德长,李志忠,王俊虎.我国遥感地质找矿的科技进步与发展前景[J].地球信息科学学报,2011,13(4):431-438.
[2]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,2008,23(2):89-93.
[3]丁建华,肖克炎.遥感技术在我国矿产资源预测评价中的应用[J].地球物理学进展,2006,2.
展前景提出了几点认识和展望。
关键词:遥感技术,金矿找矿,应用
中图分类号:TP7文献标识码: A
前言
随着经济的速度发展和人们生活水平的大幅度提高,金正以快速的步伐进入人们的日常生活,大大增加了对金的需求量,而由于金矿资源大多深埋地下,具有极强的隐蔽性,在寻找过程中存在一定的困难,为了提高工作效率,减少人工寻找矿产所花费的时间和精力,越来越多的找矿技术得到了普及和应用,就目前而言,遥感技术在金矿找矿技术中有着广泛的应用,发挥着极其重要的作用。
1、遥感技术简介
遥感技术是可以从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线等,从而对目标进行探测和识别的技术。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。
遥感是一门新兴的科学技术,它是从远距离的航天、航空等平台上利用可见光、红外、微波等探测仪器,通过摄影、扫描、信息感应、传输和处理对地面物质的物理、化学、生物等特征进行远距离探测的一种现代化技术系统。遥感已广泛应用于地质、地理、海洋、环境、农林、水利、土壤及全球变化等领域。随着计算机技术的发展,遥感应用通过计算机数据处理,进行信息增强、提取和自动分类,并在地理信息系统(GIS)的支持下已逐步走向定量化和智能化。
遥感技术在金矿找矿中的应用方法
用遥感技术与区域地质资料、生物地球化学资料进行综合分析,预测区域成矿远景区已取得了很多成果。特别是随着计算机技术应用的日益广泛,数字图像处理的日益发展,遥感资料的综合分析已变得越来越重要。近年来,国内外运用遥感技术研究线形、环形构造与成矿关系以及与矿化有关的热液蚀变信息的提取方法,取得了丰硕的成果。遥感与生物地球化学方法相结合探测金矿也引起了人们的关注和重视。
2.1遥感蚀变信息提取法
遥感蚀变信息提取法是在金矿找矿过程中最为直接的应用,其主要是根据岩浆热液对围岩结构发生的改变进行信息提取来实现的。
围岩蚀变可作为有效的找矿标志,围岩蚀变是成矿作用的产物,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。遥感蚀变信息提取法主要是根据岩浆热液对围岩结构发生的改变进行信息提取,因此遥感技术在地质找矿工作中应用最为广泛的方法。
2.2地质构造信息提取法
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而改变,并且多呈带状分布。运用遥感技术找矿,就是利用这一地质特征进行的。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。
3 遥感技术在金矿找矿中的实际应用及分析
鹤庆北衙金矿位于云南省鹤庆县北衙乡,地理位置险要且独特,北侧面河,西面靠山,东至程海、宾川大断裂。这些断裂不但规模巨大,而且活动历史久远,长期以来控制着区内的地层发育、岩浆活动及各类矿产的形成与分布。本区处于几个构造单元的结合部位,故该区域构造形式复杂,构造变形是以断块中的褶皱为主,鹤庆北衙一带主要为北东向与南北向构造交切复合,并含东西向构造残迹,其中南北向的松桂向斜及马鞍山断裂为区内主要的控岩控矿构造。
该区域在金矿寻找方案确定过程中曾进行多次论证,最后决定采用较为成熟先进的遥感技术,主要是通过遥感技术收集大量的资料,然后对收集资料进行整理,并以遥感数据 ETM+影像为基础,经过几何校正,与全色波段进行数据融合,然后进行适当的图像增强处理,生成一副以 ETM5,ETM4,ETM3 彩色合成的影像图,并在该遥感影像图的基础上建立符合该地区的地质构造解译标志,以解译标志为依据进行遥感地质目视解译。再通过分析该区金矿床的特点,确定要提取的蚀变信息,最后根据与矿化有关的构造信息和蚀变异常信息圈定成矿远景区,为该区的地质勘查工作提供一定的依据。
3.1 遥感蚀变信息提取
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。该工作区属于构造裂隙发育,岩浆侵入广泛,岩体及围岩蚀变均较强烈,工作区内各类岩体均有不同程度的蚀变,主要有钾化、绢云母化、硅化、碳酸盐化;该区所有岩体的围岩都为北衙组碳酸盐岩,其蚀变有矽卡岩化、铁化、硅化、大理岩化,该区的铁化分布广泛,是本区的显著特征,接触带伴随强硅化,与金矿化关系密切。由于铁化和硅化蚀变与该工作区金矿的产出有着密切的联系,因此本文主要对这两方面进行详细分析,根据ENVI波谱库中的含铁氧化物矿物的波谱曲线,分析其在ETM波段上的特征,以确定提取铁化为主的蚀变信息的方法。铁的氧化物在ETM1和ETM4波段有较强的吸收带,而在ETM3波段上有比较高的反射峰( 相对与 ETM1,ETM2波段),ETM5波段也是铁的氧化物强反射区。因此ETM3 / ETM1和ETM5 / ETM4可增强铁氧化物类的蚀变信息。进一步采用ETM3/ETM1,ETM5/ETM4和ETM4/ETM3做主成份分析提取以铁化为主的蚀变信息。
3.2 数据分析及结果
用遥感技术与区域地质资料、生物地球化学资料进行综合分析,通过对遥感技术收集数据的整理,对鹤庆地区线环构造信息及铁化、硅化蚀变信息的提取和分析,根据线环构造的发育程度、蚀变异常分布的密集程度、成矿地质条件的好坏程度及矿点的分布情况等方面,在该工作区圈定三处成矿远景区,分别为鹤庆北衙西北部南登-弯登-瓜拉坡一带;西南部乐善村-巡检司-宋家园一带;中南部大龙潭-寸家院-大营一带。
4、结束语
遥感技术在金矿找矿工程中得到了广泛的应用,并取得了可人的成效,但在实际工作及操作过程中也伴随着一些不便,需要进一步的改善。随着科学技术的不断发展,现代遥感技术也会不断地完善。首先,遥感技术实现了与地理信息系统以及全球定位系统的结合;而通过 GIS 技术,可以更好地对区域范围内的影像和信息进行管理。因此,单一的找矿手段都不可避免地会受到地质多解性的困扰,实现多种找矿方法的有机融合,可以有效地提高找矿效率,降低找矿成本。
参考文献:
[1] 鞠建华,李加洪,李志忠等。资源环境与遥感[M]。北京:地质出版社,2005。
[2] 唐文周。我国遥感地质工作的现状和近期展望[J]。国土资源遥感,1998,36(2):24-32。