遙感地質調查技術標準體系研究與進展

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摘要：隨著國民經濟的快速發展，對礦產資源需求的增加，大型工程建設項目的開展，地震、滑坡、泥石流等地質災害的頻發，這對區域地質數據的需求不斷增加，也對其擴大服務領域提出了新的要求。地質圖的更新周期長、耗資大，但是現今對區域地質調查的覆蓋范圍、服務領域都提出了更高的要求。為了提高填圖效率和質量，應充分利用RS，GIS，GPS等高新技術，尤其是要充分發揮遙感技術在區域地質調查工作中的指導作用。本文以實例分析了遙感地質調查技術標準體系研究。

關鍵詞：遙感地質；調查技術；標準體系；研究；

遙感技術是一門新興的高新技術手段，利用遙感技術開展地質災害調查不僅是必要的，而且是可行的。遙感技術可以貫穿于地質災害調查、監測、預警、評估的全過程。隨著遙感技術理論的逐步完善和遙感圖像空間分辨率、時間分辨率與波譜分辨率的不斷提高，遙感技術必將成為地質災害及其孕災環境宏觀調查以及災體動態監測和災情損失評估中不可缺少的手段之一。但是，全面推廣地質災害遙感調查，目前尚存在一定的困難和技術缺陷，有待于廣大遙感工作者和地質災害工作者不斷完善。

一、地質災害遙感調查的歷史回顧

1.近30年來，隨著航空航天對地壩觀測技術、計算機技術和電磁波信息傳輸技術等的深入研究，遙感技術得到了迅猛的發展，在實用化方向上邁出了重要的一步，并被廣泛應用于各種國土資源調查與環境評價及災害監測中。遙感技術應用于地質災害調查，可追溯到上世紀70年代末期。日本利用遙感圖像編制了全國1/5萬地質災害分布圖；歐共體各國在大量滑坡、泥石流遙感調查基礎上，對遙感技術方法進行了系統總結，指出了識別不同規模、不同亮度或對比度的滑坡和泥石流所需的遙感圖像的空間分辨率，遙感技術結合地面調查的分類方法，可以用GPS測量及雷達數據，監測滑坡活動可能達到的程度。

2.我國利用遙感技術開展地質災害調查起步較晚，但進展較快。我國地質災害遙感調查是在為山區大型工程建設或為大江大河洪澇災害防治服務中逐漸發展起來的。某省率先利用遙感技術在洞庭湖地區開展了水利工程的地質環境及地質災害調查工作，開展了大規模的區域性滑坡、泥石流遙感調查。20世紀90年代末期在全國范圍內開展的“省級國土資源遙感綜合調查”工作中，各省（區）都設立了專門的中小比例尺“地質災害遙感綜合調查”課題，主要是識別地質災害微地貌類型及活動性，評價地質災害對大型工程施工及運行的影響等。特別是近年在重大工程論證中，都開展了工程地質遙感調查工作。

二、地質災害遙感調查中存在的主要問題

1.遙感技術尚未得到廣泛的應用。在地質災害調查隊伍中，目前，人們對遙感技術比較陌生，使得遙感技術在地質災害調查中難以發揮應有的作用。

2.地質災害遙感調查工作需要準實時的遙感信息源，而這種信息源價格昂貴。受資金限制，地質災害的遙感調查工作難以得到普及。目前只能局限于重點地區與重點工程的地質災害調查。

3.目前，常用的遙感信息源空間分辨率較小，難以滿足地質災害點的詳細調查工作，這使得遙感技術僅在宏觀調查中應用廣泛，而在微觀上應用較少。

三、實例分析

1.以某1：5萬陀上幅區調應用為例。對區域地質調查的覆蓋范圍、服務領域都提出了更高的要求，而現今1：25萬區調覆蓋面積約占我國陸地面積的一半，1：5萬覆蓋的面積不足1/3，這給區調工作者帶來前所未有的壓力。要充分發揮遙感技術在區域地質調查工作中基礎作用。

2.道路信息。

（1）在傳統的區域地質調查過程中，道路信息的獲取主要來自于地形圖，由于地形圖的更新周期過長、成本過高，大量的地形圖已有幾十年的歷史，圖中的村莊和道路信息變化較大。這些村莊和道路信息對野外地質調查非常重要，但是這些老舊的道路和村莊信息已不能滿足現今地質填圖的要求。

（2）隨著遙感影像分辨率（空間分辨率、光譜分辨率、時間分辨率、輻射分辨率）不斷提高，尤其是空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率的提高，遙感影像空間分辨率的提高能夠區別最小單個地物的能力增強，能夠識別更窄的道路，融合了全色波段的彩色影像就能夠識別出寬度在1 m左右連續性較好的道路；光譜分辨率越高，對地物的識別精度越高，更能夠反映不同的道路信息；高時間分辨率讓獲取地表地物信息時間間隔更短，大量的遙感衛星和高時間分辨率使得遙感影像對地表信息的獲取趨于實時更新，因此高時間分辨率影像的出現可以實現低成本、快速、實時的道路信息更新。沒有植被遮擋的大路在遙感影像中呈連續的線狀，植被遮擋的小路呈斷續的線狀，在高空間分辨率影像上都能夠很好的顯示，僅通過目視解譯就能夠將道路解譯出來。遙感影像不僅是一張具有道路、村莊、地貌、露頭出露情況等地形信息的“地形圖”，而且還是一張能夠顯示巖性、構造、礦化蝕變等地質信息的“地質圖”。

3.巖石地層的解譯。遙感圖像具有居高臨下、視域廣、信息豐富、地質概況能力強等優勢，是其它常規手段無法比擬的。遙感對構造解譯、巖性填圖和熱液蝕變提取等方面具有速度快、效率高、成本低等優勢，能夠彌補常規野外穿線地質觀測速度慢、效率低、成本高等缺點。遙感在地質中的應用主要集中在遙感巖性解譯、構造解譯和礦化蝕變異常提取三個方面。在區域地質調查中，運用遙感影像對巖性及構造的解譯是遙感技術在地質填圖應用的中心環節，運用遙感技術對其進行解譯能夠準確、快速、綜合、全面地提取工作區的巖石地層及構造信息。這樣不僅可以大大減少工作量，縮短工作周期，以較少投入得到最大的產出，而且遙感影像輔助野外地質路線連圖可以提高成果圖件的質量。

4.礦田內地形復雜，植被發育，蝕變異常提取干擾因素眾多，針對區內的高植被覆蓋的特點設計了圖1的遙感蝕變異常提取流程圖，該方法簡稱為“無損線性拉伸+去除和抑制干擾因素+復合法（波段比值法+主成分分析）+密度分割”的復合方法。區內主要干擾因素有植被、第四系、水體、陰影等，植被和第四系對蝕變的提取影響最大。植被覆蓋阻礙蝕變異常的提取，第四系中存在大量的“假”鐵化、泥化蝕變異常，這些“假”蝕變異常會抑制基巖中真實的蝕變異常的響應，因此需要將這些干擾因素去除或者抑制。分別提取影像中的水體和陰影，通過目視解譯提取第四系，再對水體、陰影和第四系進行掩膜。區內屬于高植被覆蓋區，這對區內蝕變異常提取影響最大，由于植被覆蓋面積很大，因此不能簡單的將所有植被覆蓋區域去除。采用掩膜植被和抑制植被相結合的方法，即去除高植被覆蓋區，抑制中等植被覆蓋區。在整個蝕變異常提取處理過程中運用到的圖像增強處理均采用無損線性拉伸，就是將波段中像元亮度值的最大值與最小值之間的全部數據線性拉伸至0-255，無損線性拉伸過程不會導致數據的丟失，這樣有利于真實的提取蝕變異常。

圖1 遙感蝕變異常提職流程圖

地質災害的日益嚴重和對突發性地質災害搶災救災工作的時效性要求，應用遙感技術開展地質災害調查是極其必要的，是當代高新技術發展的必然趨勢。遙感技術特點及其它相關高新技術的高速發展，已使地質災害遙感調查成為可能。用遙感技術開展地質災害調查具有廣闊的前景。

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