遥感地质

[拼音]:yaogan dizhi

[外文]:remote sensing in geology

遥感技术所取得的地面影象和资料及相应的资料和资讯处理技术在地质学的应用。又称地质遥感。一般包括 4个方面的研究内容:

(1)各种地质体和地质现象的电磁波谱特征;

(2)地质体和地质现象在遥感影象上的判别特征;

(3)地质遥感影象的光学及电子光学处理和影象及有关资料的数字处理和分析;

(4)遥感技术在地质制图、地质矿产资源勘查及环境、工程、灾害地质调查研究中的应用。

遥感原理

遥感是以电磁波为媒介的探测技术,即把能对一定波长或频率范围内的电磁辐射进行量测的检测器或感测器,置于远离遥感目标的运载工具(称为遥感平台,如轨道卫星、飞机、太空梭等),对遥感目标(如地球)的电磁波辐射特性进行探测和记录,记录的资料通过遥感平台上的资料通讯和传输系统传送到地面接收站,通过资料接收和处理系统得到影象和资料磁带,以提供目视解译和计算机处理的应用。

探测地物反射或发射电磁波特性的遥感方法称为被动遥感,例如摄影遥感、多波段遥感及热红外遥感等。由遥感平台发射电磁波并接收由地面反射或散射后的回波讯号的方法称为主动遥感,例如雷达遥感和镭射遥感。根据所采用的遥感平台的不同,通常又可分为航天遥感(主要是卫星遥感)及航空遥感两类。航天遥感,例如地球资源卫星遥感,其优点是在很短的周期内得到基本上覆盖全球的、特征、规格相同的影象,并且处理分析的速度快,单位面积的费用较低,便于发挥多波段、多时相、多种影象的资讯优势,以及与地面地质、地球物理勘探及地球化学勘查等多种资料复合分析的优势。航空遥感影象,包括黑白及彩色航空像片,航空多波段遥感影象及航空测视雷达影象等,适用于较大比例尺的地质矿产调查。

遥感影象的地质解译

遥感影象相当于按一定比例尺缩小了的地面立体模型,它全面、真实地反映了各种地物(包括地质体)的特征及其空间组合关系。遥感影象的地质解译包括对经过影象处理后的影象的地质解译,是指应用遥感原理、地学理论和相关学科知识,以目视方法揭示遥感影象中的地质资讯。

解译前应充分掌握已有的地质资料,并进行必要的野外踏勘工作,建立地质解译标志。地质解译标志分为空间形态标志和色调、颜色标志。空间形态标志包括地质体和地质构造的轮廓特征、立体形态、排列组合状况、方向性特征以及规模大小等;色调和颜色标志是地物波谱辐射特征的表现。在黑白照片上,不同色调以十个等级的“灰阶”来表示。在彩色照片上所呈现的颜色根据像片型别不同而有不同的反映。真彩色像片反映的是地物的实际色彩;假彩色像片(多光谱合成彩色片及红外彩色片)不反映地物的实际色彩,如植被表现为红色,红色岩石则表现为绿色等;经过变换处理产生的彩色合成影象的颜色,则要根据变换方法和彩色影象显示方案作具体分析。此外,在解译中还要应用一些间接标志,如水系、土壤、植被、温泉及地下水溢水带等。无论哪种标志都是依据影象上的密度资讯(主要由地物的亮度决定)和结构资讯(由密度资讯的差异或有规律变化所构成的影纹、图案结构组成)而建立的。遥感影象地质解译包括:

(1)巖性和地层解译。巖性解译是地层解译的基础,前者的任务是辨认各种岩石型别,圈定其分布范围;后者则为确定影像地层单位、划分和对比地层,了解地层的接触关系和横向变化等。巖性和地层的解译标志有色调、地貌、水系、植被与土地利用特点等。色调主要取决于岩石成分,但由于巖性的复杂多变及外界因素干扰,使得影纹、图案结构及水系分析在巖性和地层解译中佔据重要位置。例如,火成岩、变质岩、沉积岩的影像图案有显著差别;不同岩石的抗风化、侵蚀能力不同,影纹则有明显不同;水系的型别和密度反映了岩石型别的变化等。巖性和地层解译是地质解译中的难点,解译中常凭借经验、掌握规律、综合使用解译标志,从分析对比中找出差别。必要时辅以影象处理技术。

(2)构造解译。在遥感影象上识别、勾绘和研究各种地质构造形迹的形态、产状、分布规律、组合关系及其成因联络等。遥感影象上的构造形迹(除微小的构造形变外)的影像特征是通过地层单位的有规律分布,不同色调或几何形态的地形地物所组成的线(或带)、环(或环带)而显示的。利用不同比例尺的影象可以解译出级别大小不同的构造形迹,各种比例尺影象的综合和对比分析,不仅扩大了观察地表构造的视域和深度,能够发现隐伏构造和确定新的构造活动,有利于对构造格架的全貌了解,而且能较准确地圈定构造界限。此外,利用多时相的遥感影象,还能认识板块的运动情况。

(3)矿产解译和成矿远景分析。是一项复杂的综合性解译工作。在大比例尺影象上有时可以直接判识原生矿体露头、铁帽和采矿遗蹟等。但大多数情况下是利用多波段遥感影象(尤其是红外航空遥感影象)解译与成矿相关的岩石、地层、构造以及围巖蚀变带等地质体。除目视解译外,还经常运用影象处理技术提取矿产资讯。成矿远景分析工作是以成矿理论为指导,在矿产解译基础上,利用计算机将矿产解译成果与地球物理勘探、地球化学勘查资料进行综合处理,从而圈定成矿远景区,提出预测区和勘探靶区。利用遥感影象解译矿产已成为一种重要的找矿手段。

地质解译过程是一个充分揭示遥感地质资讯,并不断有所发现的逐步认识过程,也是一项理论性、探索性很强的科学思维活动。遥感地质解译中的简易分析和统计工作已基本实现计算机操作,智慧化专家处理系统也在探索中建立。

参考书目

陈华慧主编:《遥感地质学》,地质出版社,北京,1984。

刘燕君编著:《遥感找矿的原理和方法》,冶金工业出版社,北京,1991。

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