高分辨率的地理信息系統在復雜山區二維地震勘探中應用

段守軍 白曉飛

（河南省煤田地質局 物探測量隊，河南 鄭州 450009）

0 引言

地理信息系統(GIS)是在計算機的支持下，將空間數據錄入存儲，并可對大量的空間數據及其屬性信息進行高效的分析。遙感技術是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，對目標進行探測和識別的技術。高分辨率的地理信息系統技術就是利用遙感技術獲取的高分辨率遙感數據為GIS提供了高質量的空間數據，而GIS則為處理和分析這些空間數據提供了一個良好的平臺，并有效提升遙感圖片的信息獲取能力。可以準確為地震勘探施工設計和野外采集提供地貌特征、地表巖性、人文、交通、水文、構造特征等直觀性信息。

復雜山區的地震勘探野外采集施工效率低、資料品質較差，一直是困擾地震野外資料采集人員的難題。由于山區地形復雜、人煙稀少，增加人力物力，往往改進甚微。把高分辨率衛星遙感影像與地震施工設計圖疊加，能夠清晰地顯示地震測線位置的地形地貌，極大地改進復雜山區施工效率，降低地震施工成本。

1 指導地震勘探野外施工

利用衛星遙感影像提供的地形地貌等信息。地震施工設計時，可以選擇有利的激發或接收條件，預先做好激發點、接收點的偏移設計工作，使激發點和接收點盡可能均勻分布，以保證地震采集記錄的品質，減少野外施工的盲目性。

試驗時，試驗點位置的選取需要通過野外表層調查來確定。由于山區地震地質條件復雜，人工野外調查方式尋找試驗點，難度大且不易覆蓋全區的表淺層地震地質條件類型。借助衛星遙感影像能夠科學快速地選擇試驗點位。

在施工中，遙感影像可以準確提供工區內的地表地貌類型、地表巖石類型(巖性)、地表含水性、水系發育狀況和公路等信息，據此可以合理配置施工設備。根據地表出露的巖石類型和地表含水性，合理選擇鉆機的類型和數量。比如基巖區采用風鉆成孔，黃土覆蓋區采用推磨鉆成孔等。根據工區的地表地貌發育狀況、交通狀況，合理選擇交通運輸車輛類型和數量。從而做到快速、高效施工。

2 遙感影像的地震施工設計

以河南省濟源市梁莊煤二維地震概查項目為例。概查區屬低山區，海拔標高約+240.51～+771.5m，相對高差531m，地形起伏較大，區內沖溝發育。地表部分種植有經濟作物，部分地段灌木叢生，車輛人員通行困難，上述條件給地震施工造成了很大的困難，表層地震地質條件特別復雜。

采用高分辨率的地理信息系統，把高分辨率遙感影像與地震施工設計圖疊加，能夠清晰地顯示二維地震測線所在的地形地貌。其操作步驟如下：

（1）將觀測系統設計圖轉成CAD格式，以1：1000的比例變換到原始坐標下顯示，粗略讀取設計圖邊界的最大坐標和最小坐標，并將坐標轉換成經緯度。

（2）利用谷地地理信息系統Goody GIS軟件，以步驟1中讀取的坐標范圍下載衛星遙感圖片，輸出成tif格式。

（3）利用Global Mapper軟件將CAD格式的觀測系統設計圖和tif格式的衛星圖片合并，并保存需要格式。

3 監控野外施工質量

圖1 濟源梁莊遙感影像煤二維施工設計圖

野外施工完成后，將實際的激發點和接收點位置數據加載到GIS軟件中，并與衛星遙感影像疊加，通過實際的激發點和接收點的分布情況與設計的位置相比較，檢查理論設計點與實測點的符合率。另一方面，根據激發點、接收點所處的地形條件、地表地震地質條件、構造部位，分析和確定影響資料品質的主要因素，并提出改善相應條件下資料質量的針對性措施。

4 施工效率對比

濟源市梁莊煤二維地震概查施工3個月，采集物理點3700個，前半工期由于人工尋找空位，效率低，進展慢，日施工30左右個物理點，后半期，采用高分辨率的地理信息系統技術，在衛星遙感影像的指導下，選擇易于成孔且資料品質較好的地點進行施工。極大地提高了生產效率，日施工80個物理點，比前期工作量提高兩倍之多。

5 結論語

高分辨率的地理信息系統能夠準確提供工區內豐富而又詳細的區域地質地貌信息，包括村莊、公路、地貌類型、巖石類型(巖性)、斷裂、褶皺等。這些不要實際現場實地調查，就可獲得，減少了項目投入的人力、物力和財力，提高了工作效率，把握全局，控制精度，滿足快速、高效的施工要求。

隨著衛星傳感器技術的不斷發展，遙感影像價格持續下降，遙感技術在煤田地震勘探中的應用更為廣闊。

［1］周成虎.遙感影像地學理解與分析[M].北京：科學出版社，1999.

［2］閻世信.山地地球物理勘探技術[M].北京：石油工業出版社，2000.

［3］傅承義.地球物理學基礎[M].北京出版社，1985.

［4］朱亮濮.遙感地質學[M].北京：地質出版社，1994.

［5］黨安榮，王小棟，陳小峰，等.Erdas Imagine 遙感圖像處理方法[M].北京：清華大學出版社，2003.