好书推荐|遥感技术在地学中的应用进展

面向21 世纪的地质工作正在走出仅仅面向基础地质和矿产调查的单一模式，充分利用现代空间高新科学技术，发挥空间信息技术（SIT）、遥感（RS）技术、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS），在野外数据采集、信息处理、图像解译、计算机制图和数据管理中的优势，更好、更快、更全面地向社会提供基础决策信息。遥感地质作为实现我国地质工作现代化的一种先进的方法技术，在区域地质调查、矿产勘查及预测、生态地质和环境地质调查中发挥着日益重要的作用。

遥感技术为人类观测地球表层系统的岩石圈、大气圈、水圈、生物圈各圈层之间的动态变化、相互作用、相互关系提供了全面系统、快速准确的信息获取手段。

RS、GIS、GPS为地学提供了全新的研究手段，促进了地学的研究范围、内容和方法的重大进展，标志着地学信息获取和分析处理方法的一场革命，促进了地球科学与空间信息科学的交叉和渗透，进而开始形成一个大边缘学科—地学信息科学。王之卓院士和李德仁院士提出的图像信息理论、陈述彭院士强调的地理信息科学对地球信息交叉学科的发展都具有重要指导意义。

遥感岩石学是遥感地质学的一个重要分支学科，它是以岩石学理论为基础，以遥感技术为手段，结合图像处理技术提取和识别岩石信息的一门学科（傅碧宏，1996）。遥感岩石学是区域遥感地质填图的关键技术，其主要研究内容是：岩石反射波谱、发射波谱特性及遥感图像岩石信息提取和图像检测方法；遥感图像岩石地貌形态识别特征及岩石类型识别及划分方法；基于地面岩石光谱定量处理的信息增强和提取方法，如波段比值法、反射波谱编码法、岩石波谱与化学成分的逐步回归法等；基于影像灰度值空间结构信息提取的岩石信息识别和分类方法，如基于灰度共生矩阵的影像纹理分析、基于分形几何的影像纹理分析和岩石类型识别方法。

影像地层学是以沉积学、地层学和层序地层学为基础，运用遥感地质方法研究岩石地层划分及其空间分布规律的一门分支学科（张吉顺、单文琅，1990）。影像地层分析分为岩石地层光谱反射率定量分析和影像层序结构分析两种基本方法。前者主要应用于地层剖面的划分研究，后者主要应用于地层空间分布的解译和填图。影像地层划分为：岩层产状及空间排序特征、影像层理结构及其在剖面上的组合特征；影像标志层及其在纵向（层序）和横向（延展分布）上的空间结构特征；层序界面；构造层序界面；沉积体叠覆界面的图形结构（图式）及其接触关系识别；影像纹理结构信息，如纹理谱、纹理单元图域的空间划界标志、岩石地层上下层位的空间结构信息；地表景观信息标志，如植被覆盖类型、残积层及土壤覆盖类型、人工开采标志信息等。

遥感图像真实、形象、直观地展现了地壳运动的构造形迹和空间格架，为区域构造地质研究和填图提供了多层次、多比例尺和多信息源的构造景观图像。

遥感构造分析是以现代构造地质理论为基础，以影像构造地质信息为依据进行区域构造分析的一种研究方法。其基本特点是能够从表层到深部、从静态到动态、从单一信息到多学科信息对区域构造进行综合分析。

遥感技术可以周期性地获取同一地区的影像数据，即遥感信息具有多时相性。它给人们长期、系统和动态地研究全球变化规律提供了可能性。在1∶5 万环境地质、生态地质调查研究中，多时相图像信息为研究活动断裂、隐伏断裂，河流和湖泊地质作用过程及演变规律，海岸线变迁，山地灾害中的滑坡活动性及边坡稳定性、泥石流的发育、形成和成灾背景，干旱、半干旱地区的土壤退化、沙丘运移等一系列动态地质问题提供了调查填图和区域性分析的基础信息。

热红外辐射传感器可以显示地震构造地面增温异常信息，如对地球“放气”“红肿”等地震前兆热异常地质现象和大气异常现象的探测；也可以为研究断裂构造的活动性及现今地壳破裂过程提供用常规方法难以获取的信息。近年来，地学信息工作者正在致力于研究基于时态GIS 的时空数据模型，多时相遥感数据和GPS 技术的结合是建立时空GIS 数据库的基础数据源。在环境地质及生态地质调查中可以通过GPS 网站和动态观测数据的地学调查资料，建立地学环境因子的矢量化时空数据模型，并通过空间拓扑和时间拓扑分析，建立地学环境变化因子的地质灾害预测模型。多层次的影像信息，尤其是多时相动态信息的识别分析和GIS 的时空分析模型都将成为这一应用领域的关键技术。

利用遥感技术找矿是人们在找矿技术和方法上的一个重要突破，它为人们在找矿手段上带来了重大的变化。

遥感找矿主要就是利用能在遥感数据上记录下来的多种地质信息，包括构造、矿化蚀变、岩性等信息来进行综合分析研究，从而引导有针对性的找矿工作。经统计研究发现，大多数内生金属矿床都伴随着产生矿化蚀变这一现象，生成的蚀变矿物面积往往要大于矿体本身面积的几十倍，而矿化蚀变信息的提取是遥感地质信息提取中的一项重要内容。蚀变信息提取的有效与否，直接影响着遥感找矿的可信度，在遥感找矿中加强对矿化蚀变信息的提取，进一步挖潜及探索遥感找矿新途径已成当前主要研究课题。

遥感探测的信息主要为地表物质的光谱信息，不同的矿床所反映的地表光谱特征是不同的，在遥感影像上能表现出明显的差异。地表围岩蚀变是热液矿床的重要找矿标志，一般而言，蚀变越强，成矿可能性越高；蚀变范围越宽，矿化规模可能越大，因此指导找矿的意义越大，这是利用遥感蚀变异常信息进行成矿预测的地质基础原理。总之，无论是对于出露一定面积的蚀变异常还是矿体隐伏出露的蚀变岩，当蚀变信息达到一定强弱程度时，就能被遥感影像获取并识别利用 。

进入21 世纪，遥感蚀变信息提取研究更是进入一种百花齐放的研究阶段。近十多年的研究特点是：在遥感数据的使用上利用了多种多光谱和高空间分辨率的数据，以及高光谱数据，同时对于研究蚀变类型的内容也更加丰富，蚀变提取条件研究趋于复杂化，在继承前人的方法基础上，又出现了许多新的蚀变信息提取方法，多种方法结合可以达到更好的效果。这些研究都极大地推动了遥感蚀变信息提取及应用研究向前发展，使遥感地质找矿学科焕发生机。

本文摘编自《遥感信息提取及地质解译》（韩玲，杨军录，陈劲松著. 责任编辑：焦健 韩鹏 姜德君. 北京：科学出版社，2017）一书“第1章 绪论”.

ISBN 978-7-03-052854-4

《遥感信息提取及地质解译》以遥感地质矿产勘查为主线，提出了以遥感信息提取为主导的遥感地质工作思路和地质解译方法。并以新疆西天山阿吾拉勒成矿带、内蒙古浩尧尔忽洞地区金成矿、新疆阿舍勒铜锌矿区开展的多光谱遥感找矿工作，介绍了遥感地学信息提取、遥感矿化蚀变信息提取、多源信息复合解译、综合多源信息成矿预测等研究方法和模型。开展了结合地形特征的面向对象的多尺度影像分类方法研究和实践。结合北山方山口—老金场和东昆仑纳赤台地区高光谱遥感地质调查项目， 介绍了典型区域CASI/SASI/TASI 航空高光谱遥感数据获取、调查方法试验研究和矿物填图示范，建立了航空高光谱遥感调查方法技术体系。

资料来源：赛杰奥

本期编辑：胡月童 伍宏美 王新宇

猜你喜欢