現代遙感技術在地質找礦中的應用

叢 充

(陜西國防工業職業技術學院,陜西 西安 710300)

1 現代遙感技術的發展對地質找礦的作用

遙感技術又叫遙測技術,是指通過航空航天傳感器進行較遠距離的測量技術。遙感技術可以全天候工作,應用范圍相當廣泛。現代遙感采用電磁波對地物信息分析和提取,生成遙感圖像,并對電子圖像進行處理，能在多個時間分辨率內,生成多光譜圖像信息,通過遙感圖像分類對比即可采集提取圖像中的信息。遙感直接對比法是解譯的最常用方法。對于采礦工程而言,礦物礦產大多分布在巖層中,中小規模的企業不具備先進采礦技術,為礦物開采和確定坐標位置帶來不便。在現代遙感技術廣泛使用之前,工作人員只能依據現有探礦設備進行勘察,往往采用物探技術,費時費力,探礦效率低下,耗費巨額成本,而且難以取得理想效果。遙感技術的產生及應用,使得地球探測技術不再單方面依靠傳統的物探技術,提高了工作效率,而且利用電子圖像處理使測量結果符合精度要求。遙感波段對礦物、巖石、土壤以及植被散射形成的不同的波譜,通過計算波譜特性從而區分不同的巖層及地物,這成為現代地質找礦的有效手段之一。

現代遙感技術不是孤立的探測技術,需要與其他對地觀測技術有效結合。利用衛星空間信息技術,可大范圍、多尺度的監測地球表面,使遙感技術得到更廣闊的應用；與GNSS技術的集成,可以對研究區感興趣目標進行精準的定位,搜索目標巖層；地理信息系統(GIS)技術也可與遙感技術集成,探查采礦區周圍土地利用情況,在開采礦產時控制安全系數,防止危險事故發生,提高采礦效率和開采質量。

2 現代遙感技術在地球探測與地質找礦中的應用

1)直接應用。在地質部門從事探礦找礦的工作中,遙感蝕變信息的提取是比較經典的方法。在地球物理學上,巖石受地熱的影響,屬性會發生改變。由于巖石在自然界形成的類型不同,巖石的蝕變程度有所差異。在探尋金屬礦物時,不同的金屬礦石受巖漿侵蝕,產生不同的巖性,將不同巖性分類,為遙感提供可供分析的樣本。在地球上地物受地球萬有引力的影響,產生磁場和磁感線,巖石在磁場的作用下形成不同的波段,由物理學原理可知,磁場感應具有信息識別記憶的功能,可輔助遙感技術準確判斷研究區目標巖石的坐標位置,進而依據礦床學原理判定礦床所在位置。

遙感技術的使用不是單一孤立的,需要現代航空測量技術的輔助。以無人機技術為代表,無人機高空作業時,不可避免受天氣、光線等因素的干擾,干擾信息可能會導致對巖石信息判別錯誤。因此,為了解決光線信息干擾,運用現代衛星遙感技術,提供衛星遙感影像,在現代電子傳感器下形成清晰的遙感圖像,提高成像穩定性,提高測量精度,與衛星導航定位系統集成,找到礦床信息的具體位置、屬性。

2)間接應用。礦物是在地質構造中產生的,礦石多分布于地質構造邊緣帶,伴隨地質構造的運動,礦床亦會變化,大量資料統計顯示,礦床大多呈帶狀分布。利用現代遙感技術,基于不同礦產的屬性,形成不同的磁場,利用遙感技術對磁場提供的信息加以判別,有針對性的依據礦產性質找礦。

除這些應用外,遙感技術還可基于礦產附近的植被信息進行判定礦物位置。每種礦物隨時間變化,金屬性質亦會發生改變,長時間的變化,導致礦物與水分發生化學反應,反應時間加長,將不斷從土壤下層逐漸向上滲透,進而改變土壤性質。在降水豐沛的地區,不同的植被會對適宜的土壤環境做出選擇。

需要注意的是,遙感測量依據礦床自身的信息進行識別。隨著礦床周圍環境的改變,礦床位置因受環境的作用亦會改變。礦床的每次變化都留有痕跡。這時工作人員可根據每次采樣所得遙感圖像的不同,對礦床位置的變化進行評估和判定。工作人員在不同的遙感序列圖中,根據監督分類和非監督分類理論,通過對比分析出礦床的屬性信息,依據大樣本數理統計分析計算,判定礦床的變化情況,基于大數據的統計規律,可熟悉礦床及礦物的分布特征,從而為地質找礦帶來便利。

3)后遙感找礦技術的應用。近年隨著我國經濟技術的進步,面臨的探礦找礦技術性難題也日益增多。比如暴露在地表外部的礦產量逐年降低,使得找礦工作朝地下延伸。目前各種對地觀測技術所獲得地表信息日益擴大,為遙感信息技術的發展奠定了良好的技術基礎。一方面,因為傳統地質物探難以發現遺留的地質問題,在后遙感技術中,能最大程度發揮現代遙感找礦的優點；另一方面,需盡可能多地引入遙感監測數據源,比如雷達遙感、微波遙感、高光譜遙感等,并研發基于數字圖像處理的算法,對遙感圖形圖像信息進行充分解譯。與此同時,在應用后遙感技術進行地球探測及礦物探測時,需根據以往的地質手段,補充完善地物信息。

3 關于遙感找礦技術的發展前景

隨著科技的發展,我國現代遙感技術日趨完善。具體表現在：首先,遙感技術能很好地實現與GIS和GNSS的集成。由GNSS技術進行導航定位,對空間信息數據的坐標進行計算與管理。GNSS還可用于遙感影像控制點的加密。GIS系統可對遙感數據進行管理分析,可見“3S”技術的融合已成為現代空間信息技術的發展潮流；其次,礦床是由地質活動綜合發展形成的結果,在礦床形成后可能會對原有礦床產生破壞作用,也可能會出現疊加成礦。因此,單一孤立的找礦技術會遇到瓶頸,需實現多種找礦技術的結合,進而提高地質找礦的效率,從而降低找礦成本。此外,以現代遙感技術為主體,綜合地質和地球物理探測手段已逐漸成型。

4 遙感技術在地質找礦中需要注意的事項

近年來,礦產資源的戰略價值及重要性已不言而喻。隨著礦物的不斷開采,位于地球表面的礦產資源逐漸被消耗,開采者便由地球表面轉向土壤深處進行挖掘。運用現代遙感測量技術可以解決一部分地球深層探測的問題,利用各種傳感器采集得到的遙感影像及影像處理技術在一定程度上突破傳統物理探測的限制,輔助找礦工作人員更準確地定位礦床所在位置。

由于礦產資源的有限性,隨著開采的加快，礦產資源也隨之減少,地表的礦產一旦被用盡,就只能從土壤深處開采。地球深處礦產經常受到深層土壤環境的影響,其物理性質、化學性質非常復雜,致使礦床的位置通常難以查找。雖然有經驗的工作人員可根據經驗判斷,但是土壤深層的復雜程度,不是單方面依靠專業經驗就能判別清楚的。遙感技術雖然能通過形成的波譜圖像進行分析,但由于精度的限制,以及探測技術尤其是傳感器技術的限制,即使能判斷出礦床的位置,但由于缺乏精度保證會限制實地礦產的開采。

基于此,提高遙感技術成圖的精度和拓展遙感觀測范圍就很必要。提高遙感技術成圖精度,最大尺度地對礦床周圍的土壤進行影像分析,可幫助工作人員準確地判斷礦床位置,對開采過程中出現的技術問題做好評估和預判,從而大大提高采礦的效率。與此同時,對于一些盲礦的調查探索,運用現代遙感技術在探測過程中可以提供更方便的技術手段。

5 結 語

綜上所述,運用現代遙感技術對礦區進行探測,結合現代對地觀測系統,使得地質找礦邁向數據化、信息化發展,表現在兩點：首先,現代遙感技術對于找礦的效率的提高大有裨益,能在最短時間內準確判斷出礦產位置；其次,現代遙感技術的應用降低了人力和物力成本。遙感技術作為現代化地球探測信息技術,對工作人員的綜合要求比較高。工作人員在研究好理論的同時,應將理論應用于實踐,結合具體的實際情況進行工作,這樣才能不斷地總結工作經驗,促進采礦行業的長效發展。

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