地質礦產勘查中多源遙感數據融合技術的應用研究

［關鍵詞］地質礦產勘查；多源遙感數據融合技術；應用

目前，我國計算機技術、網絡信息技術呈現出快速發展的趨勢，并且已經發展到相當成熟的程度，而多源遙感數據融合技術作為信息技術的一種，對地礦勘查起到了十分關鍵的作用。在實際應用中，有助于獲得豐富的、有價值的數據信息，用于支撐地質礦產勘查的有序推進，通過有機融合多種類型的數據信息，能夠有效地解決地質礦產勘查中存在的問題，制作成清晰直觀的圖像，輔助工作人員做出準確判斷，提升勘查工作的整體效率及質量，順利完成勘查任務。

1. 多源遙感數據融合技術的內涵

在開展地質礦產勘查工作的過程中，積極引入多源遙感數據融合技術，通過對多種勘查方式的綜合應用獲取到大量的數據信息，在此基礎上對數據信息統一實施處理、分類，最終便能形成有價值的地質信息。從本質層面而言，多源遙感數據融合技術以多種類型數據整合為核心，從中提煉數據的普遍特點，進而形成宏觀數據，相比于單一的數據，其中蘊含的數據更加準確全面［1］。

多源遙感數據融合技術在地質礦產勘查領域的應用，主要有兩種實現形式，分別為多源遙感數據融合、多源遙感數據與非遙感數據融合，前者應用相對普遍。

多源遙感數據融合技術最為顯著的特征即是整合多種類型的數據信息，進而打造出一體化的信息平臺，依托這一平臺執行數據信息的智能化處理，最終將抽象的數據信息轉化為直觀具體的數據信息，且使用價值更高，可以為解決地質礦產勘查階段遇到的問題提供依據，同時也能減少人工參與，在一定程度上降低勘查成本［2］。多源遙感數據融合技術在地質礦產勘查中的應用，主要分布在下列幾個方面：第一，遙感影像融合。對同一區域內對不同時期的遙感影像展開深入研究，從而了解到其中存在的差異。利用遙感影像融合技術，能夠快速獲取到遙感影像信息，并且通過全色、多光譜、紅外影像的融合，經過預處理后便能得到關聯信息。第二，地質填圖。融合多種類型的地質填圖數據，能夠顯著優化地質填圖的精準度。地質填圖是一件十分繁瑣的工作，涵蓋多樣化的信息，而且不同類型的地質填圖數據間存在關聯性，所以在地質填圖的過程中必須要從實際情況出發，選擇適宜填圖方式，這樣才能獲取到豐富的地質信息，為地質礦產勘查提供充足依據。

2. 多源遙感數據融合技術的應用流程

2.1 數據篩選

在地質礦產勘查工作中，由于涉及遙感影像、地形地貌、工程地質、物探等諸多方面，使得勘查會產生大量的數據信息，通過對多源數據的融合處理，有助于獲得了完善的地質礦產信息，為地質礦產勘查工作提供指導方向。以城市規劃與地質礦產勘查為例，應集中應用遙感影像資料作為輔助勘查的依據；地質礦產勘查則要將重點放在地形地貌上。與此同時，各地區由于地質環境存在差異，所以地質礦產類型也會有所不同，為切實提升勘查工作效率，工作人員事先應廣泛收集多種類型的資料，在此基礎上實施多源數據的融合處理［3］。

總結來說，在多源遙感數據融合技術的實際應用中，數據篩選是先決條件，必須確保所選擇數據的準確可靠性，才能真正發揮數據的作用，為多源遙感數據融合與分析提供有價值的數據依據。在數據選擇環節，應綜合考慮地質礦產勘查工作的實際需求、數據信息用途，從而確定所需數據為遙感數據或者非遙感數據［4］。此外，礦產工作中已經獲取的航天、航空遙感技術數據，都可以作為數據選擇的參考，但是后者需要工作人員綜合考量地質礦產勘查需求，根據各種類型數據之間存在的聯系，對勘查數據進行初步篩選，以便于后續順利對數據實施融合處理。盡管在數據融合階段，基本是以遙感勘查作為基礎，但有時也會穿插其他類型數據信息，力求讓數據信息更加豐富立體。

2.2 數據處理

在數據選擇完畢后，接下來需要著手數據的加工處理，根源在于勘查數據即使經過初步篩選，依然會受到人為因素、勘查儀器的影響出現誤差，如果直接進行數據融合，極其容易因為存在未經加工處理的數據，影響到多源數據融合的整體效果，所以必須在數據融合前實施預處理，確保數據可以真實反映出礦區的地質條件、水文狀況，從而更好適應地質礦產勘查的實際需求。針對已經選擇的數據，應當通過處理將其轉化為統一的圖像格式，以便于數據在統一平臺的融合，為數據溝通提供便利。

多源遙感數據的預處理包括下列幾個方面：其一，影像處理。利用影像增強技術，對遙感影像實施幾何糾正、輻射校正、噪聲消除、圖像融合，令遙感圖像的特征更加鮮明，以便于獲取到更多有價值的地質礦產勘查信息［5］。其二，光譜數據處理。以遙感數據的特征波段為依據，通過對光譜波段的合理選擇及有機組合，形成特征顯著的光譜曲線，如此就能從中識別出地質礦產基本特征。其三，配準。利用多源遙感數據，通過變換空間位置的方式，令多源數據在同一空間內實現位置轉換，以此來達到多源數據融合的目的。其四，濾波處理。在多源數據融合過程中，濾波是其中非常關鍵的內容，主要采取濾除噪聲的方式，促使多源數據融合的精準度得到大幅度提升。其五，其他預處理。除上述預處理方式之外，諸如模糊聚類、主成分分析都是應用效果顯著的預處理方式，前者可以實現對遙感圖像的分類，后者的作用則體現在遙感影像的輻射定標、遙感圖像降噪處理兩個方面。

2.3 數據融合

數據融合是多源遙感數據融合技術應用的重中之重，并非單一地將各種類型遙感勘查圖片疊加在一起，而是要從實際需求、數據類型、分辨率要求出發，選擇最為適宜的融合方式，這樣就能大大增加衛星圖像的清晰度，促使數據的使用價值得到顯著提升。此外，多源數據融合技術對遙感勘查圖像分辨率要求極高，圖片分辨率越高，意味著之后融合空間越大、自由度越強，融合起來也會愈加流暢順利［6］。就現有融合技術來說，應用比較普遍的融合技術為像素級融合、特征級融合、決策級融合，值得強調的一點是，在進行數據融合的過程中，應著重關注所選擇數據的正確性，防止因數據選擇錯誤造成數據融合分析結果的偏差。

考慮到地質礦產勘查過程中所獲取數據信息量大、類型多，在實際融合時常會遇到困難，這就需要技術人員視情況靈活調整數據融合方式。就拿著線性結構提取為例，除了著眼于遙感勘查圖像，還可以積極引入濾波技術、假色彩合成技術，用于分析主要成分，接著拓展直方圖、擴展反差，繼續進行線性分析，最終提取、整合數據即可。為全方位優化地質礦產勘查工作的質量，需要擴展多源遙感數據融合技術對遙感數據融合處理的范圍，根據工作需求，利用其他勘查方式所采集到的數據信息，將其整合到遙感勘查圖中，這樣就能讓遙感勘查圖的信息內容變得豐富起來。或者利用現代化技術手段整理數據，構建立體化的數據模型，一來可以實現多種類型數據的高效融合，二來則能夠支持后續的分析處理。

2.4 綜合分析

待得出數據融合結果之后，多源遙感數據融合技術的應用并未結束，還需要利用圖像處理技術、地質分析技術的加持，展開數據結果分析工作，從中了解地物分布規律、找出地物之間的相關性。然而，來源不同的數據信息經過預處理之后，所呈現出的遙感勘查圖像中蘊含著豐富的信息，這也使得綜合分析更具難度，要求工作人員除了分析圖像之外，還應根據歷史地質信息、勘查的情況，對當地代表性地質環境、地質條件展開多維度分析，以分析結果為依據，確定該地區地質礦產條件【7】。以某地區的影像解譯和處理為例，在遙感技術的加持下，勘查了解到該地區的地層、巖石多為紅色，同時還發現很多鐵錳氧化物之類的巖石，由此判定地層中包含與紅色成分相關的特征，經過對特征的系統分析，能夠確定這些元素與鐵錳氧化物息息相關。

3. 地質礦產勘查中多源遙感數據融合技術的應用實踐

3.1 提取構造信息

應用多源遙感數據融合技術開展地質礦產勘查工作的過程中，最為重要的便是提取構造信息。具體到實踐中，應當著重采集TM、ETM兩種類型的衛星圖像影像信息，接著將兩種信息融合起來進行協同應用。為了進一步提升圖像信息的準確性，工作人員在正式收集信息之前，應有意識地對遙感影像實施幾何校準、坐標配準、亮度值動態拉伸，目的是讓所處理圖像的信息分辨更加明確，這么做主要原因在于遙感圖像數據處理過程中，地質構造通常會顯示出兩種形式，即線性、環性，如果圖像中的線性、環性發生交叉，意味著此區域有礦或者屬于成礦帶，從遙感圖像上看，每一種地質構造都有特定的顏色、形態、圖層組合結構、地貌組合、影響特征，經過反復驗證、核算之后，結合該區域地質礦產勘查的區域特點，以及巖石、地質波譜的特征，選擇最能反映巖性信息波段，將此波段同植被反映明顯波段、可見光波段一同實施假彩色合成及處理。與此同時，對上述三個波段包含的主要成分PC1進行提取，對西北、東北、東西、東南等各個方向的濾波實施預處理。在構造信息提取階段，本質上是采取變化主要成分的方式，將遙感圖像中的線性、環形的構造以濾波的形式呈現出來，如此就能將巖性信息波段、反應明顯波段、可見光波段作為假彩色合成圖像的底襯。

3.2 圈定礦靶區

將遙感技術、非遙感技術結合起來，應用于地質礦產勘查，可以讓兩項技術優勢互補，在處理多種礦化蝕變信息時，只需要分析數據源特點、研究目的即可，接著將地物化數據、遙感圖像數據等資料充分融合，利用配準、疊合等方式實現多源數據的融合，并以疊合的形式呈現出來發，讓地質礦產分析結果更加全面精準。依托TM1、TM4、TM5、TM7四個波段，從地質結構中提取含羥基、含探索根離子等礦物遙感蝕變異常信息，接著對主要成分展開分析，結合主要成分的化學特征及其該特征的向量組合，最終確定PC4主成分分量。此外，遙感圖像中很多突出地質構造中，也是非常容易出現礦產蝕化異變的位置，在與TM7、TM4、TM1三個波段進行組合之后，所合成的假彩色影像便能作為表示蝕變信息的專用圖集。當遙感圖像分析完畢，把比例為1∶50000的金、銅柵格數據、分析所得數據信息二者有機融合在一起，如此既能將金、銅化探的異常情況直觀清晰地呈現出來，而且也有助于大幅度提升分析結果的精準度、可靠性。針對本次勘查研究的相鄰區域，應仔細閱讀相關資料，確定該區域的礦產分布規律、地質條件、成礦條件、控礦因素，將此次勘查結果與資料數據相融合，如此就能準確圈定找礦靶區，大致劃出有礦區域、成礦區域。結合該區域的礦化蝕變信息、圈定采礦靶區，有助于清楚地掌握地質構造、礦產資源分析，為礦產開采工作提供強有力的數據支撐，依據此信息科學編制礦產開采方案，選擇適宜的開采工藝。

4. 結束語

綜上所述，伴隨科學技術和電子信息技術的持續發展，多源遙感數據融合技術在地質礦產勘探中得到了廣泛應用，在礦產資源勘查、開采中發揮著不可忽視的作用。這種技術的應用，不但能夠降低常規勘查方法在信息處理中的不確定性，而且數據處理更高效、結果更精準。目前，多源遙感數據融合技術在實際應用中仍舊存在較大的改進空間，可以嘗試與遙感技術、非遙感技術融合起來應用，從而進一步提升地質礦產勘查的可靠性。