论文部分内容阅读
正业勘测设计集团有限公司 黑龙江哈尔滨 150090
摘要：随着国民经济的快速发展，对矿产资源需求的增加，大型工程建设项目的开展，地震、滑坡、泥石流等地质灾害的频发，这对区域地质数据的需求不断增加，也对其扩大服务领域提出了新的要求。地质图的更新周期长、耗资大，但是现今对区域地质调查的覆盖范围、服务领域都提出了更高的要求。为了提高填图效率和质量，应充分利用RS，GIS，GPS等高新技术，尤其是要充分发挥遥感技术在区域地质调查工作中的指导作用。本文以实例分析了遥感地质调查技术标准体系研究。
关键词：遥感地质；调查技术；标准体系；研究；
遥感技术是一门新兴的高新技术手段，利用遥感技术开展地质灾害调查不仅是必要的，而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高，遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一。但是，全面推广地质灾害遥感调查，目前尚存在一定的困难和技术缺陷，有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。
一、地质灾害遥感调查的历史回顾
1.近30年来，随着航空航天对地坝观测技术、计算机技术和电磁波信息传输技术等的深入研究，遥感技术得到了迅猛的发展，在实用化方向上迈出了重要的一步，并被广泛应用于各种国土资源调查与环境评价及灾害监测中。遥感技术应用于地质灾害调查，可追溯到上世纪70年代末期。日本利用遥感图像编制了全国1/5万地质灾害分布图；欧共体各国在大量滑坡、泥石流遥感调查基础上，对遥感技术方法进行了系统总结，指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率，遥感技术结合地面调查的分类方法，可以用GPS测量及雷达数据，监测滑坡活动可能达到的程度。
2.我国利用遥感技术开展地质灾害调查起步较晚，但进展较快。我国地质灾害遥感调查是在为山区大型工程建设或为大江大河洪涝灾害防治服务中逐渐发展起来的。某省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查工作，开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查。20世纪90年代末期在全国范围内开展的“省级国土资源遥感综合调查”工作中，各省（区）都设立了专门的中小比例尺“地质灾害遥感综合调查”课题，主要是识别地质灾害微地貌类型及活动性，评价地质灾害对大型工程施工及运行的影响等。特别是近年在重大工程论证中，都开展了工程地质遥感调查工作。
二、地质灾害遥感调查中存在的主要问题
1.遥感技术尚未得到广泛的应用。在地质灾害调查队伍中，目前，人们对遥感技术比较陌生，使得遥感技术在地质灾害调查中难以发挥应有的作用。
2.地质灾害遥感调查工作需要准实时的遥感信息源，而这种信息源价格昂贵。受资金限制，地质灾害的遥感调查工作难以得到普及。目前只能局限于重点地区与重点工程的地质灾害调查。
3.目前，常用的遥感信息源空间分辨率较小，难以满足地质灾害点的详细调查工作，这使得遥感技术仅在宏观调查中应用广泛，而在微观上应用较少。
三、实例分析
1.以某1：5万陀上幅区调应用为例。对区域地质调查的覆盖范围、服务领域都提出了更高的要求，而现今1：25万区调覆盖面积约占我国陆地面积的一半，1：5万覆盖的面积不足1/3，这给区调工作者带来前所未有的压力。要充分发挥遥感技术在区域地质调查工作中基础作用。
2.道路信息。
（1）在传统的区域地质调查过程中，道路信息的获取主要来自于地形图，由于地形图的更新周期过长、成本过高，大量的地形图已有几十年的历史，图中的村庄和道路信息变化较大。这些村庄和道路信息对野外地质调查非常重要，但是这些老旧的道路和村庄信息已不能满足现今地质填图的要求。
（2）随着遥感影像分辨率（空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率、辐射分辨率）不断提高，尤其是空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率的提高，遥感影像空间分辨率的提高能够区别最小单个地物的能力增强，能够识别更窄的道路，融合了全色波段的彩色影像就能够识别出宽度在1 m左右连续性较好的道路；光谱分辨率越高，对地物的识别精度越高，更能够反映不同的道路信息；高时间分辨率让获取地表地物信息时间间隔更短，大量的遥感卫星和高时间分辨率使得遥感影像对地表信息的获取趋于实时更新，因此高时间分辨率影像的出现可以实现低成本、快速、实时的道路信息更新。没有植被遮挡的大路在遥感影像中呈连续的线状，植被遮挡的小路呈断续的线状，在高空间分辨率影像上都能够很好的显示，仅通过目视解译就能够将道路解译出来。遥感影像不仅是一张具有道路、村庄、地貌、露头出露情况等地形信息的“地形图”，而且还是一张能够显示岩性、构造、矿化蚀变等地质信息的“地质图”。
3.岩石地层的解译。遥感图像具有居高临下、视域广、信息丰富、地质概况能力强等优势，是其它常规手段无法比拟的。遥感对构造解译、岩性填图和热液蚀变提取等方面具有速度快、效率高、成本低等优势，能够弥补常规野外穿线地质观测速度慢、效率低、成本高等缺点。遥感在地质中的应用主要集中在遥感岩性解译、构造解译和矿化蚀变异常提取三个方面。在区域地质调查中，运用遥感影像对岩性及构造的解译是遥感技术在地质填图应用的中心环节，运用遥感技术对其进行解译能够准确、快速、综合、全面地提取工作区的岩石地层及构造信息。这样不仅可以大大减少工作量，缩短工作周期，以较少投入得到最大的产出，而且遥感影像辅助野外地質路线连图可以提高成果图件的质量。
4.矿田内地形复杂，植被发育，蚀变异常提取干扰因素众多，针对区内的高植被覆盖的特点设计了图1的遥感蚀变异常提取流程图，该方法简称为“无损线性拉伸+去除和抑制干扰因素+复合法（波段比值法+主成分分析）+密度分割”的复合方法。区内主要干扰因素有植被、第四系、水体、阴影等，植被和第四系对蚀变的提取影响最大。植被覆盖阻碍蚀变异常的提取，第四系中存在大量的“假”铁化、泥化蚀变异常，这些“假”蚀变异常会抑制基岩中真实的蚀变异常的响应，因此需要将这些干扰因素去除或者抑制。分别提取影像中的水体和阴影，通过目视解译提取第四系，再对水体、阴影和第四系进行掩膜。区内属于高植被覆盖区，这对区内蚀变异常提取影响最大，由于植被覆盖面积很大，因此不能简单的将所有植被覆盖区域去除。采用掩膜植被和抑制植被相结合的方法，即去除高植被覆盖区，抑制中等植被覆盖区。在整个蚀变异常提取处理过程中运用到的图像增强处理均采用无损线性拉伸，就是将波段中像元亮度值的最大值与最小值之间的全部数据线性拉伸至0-255，无损线性拉伸过程不会导致数据的丢失，这样有利于真实的提取蚀变异常。
图1 遥感蚀变异常提职流程图
地质灾害的日益严重和对突发性地质灾害抢灾救灾工作的时效性要求，应用遥感技术开展地质灾害调查是极其必要的，是当代高新技术发展的必然趋势。遥感技术特点及其它相关高新技术的高速发展，已使地质灾害遥感调查成为可能。用遥感技术开展地质灾害调查具有广阔的前景。
参考文献：
[1]周成虎，骆剑承.遥感影像地学理解与分析[M].北京：科学出版社，2011.
[2]戴昌达，姜小光，唐伶俐.遥感图像应用处理与分析[M].北京：清华大学出版社，2010.
[3]杨伟，陈晋，松下文经，等.2010.基于混合像元分解的遥感图像融合实用算法[J].中国科学：信息科学，5（40）：668-667.
摘要：随着国民经济的快速发展，对矿产资源需求的增加，大型工程建设项目的开展，地震、滑坡、泥石流等地质灾害的频发，这对区域地质数据的需求不断增加，也对其扩大服务领域提出了新的要求。地质图的更新周期长、耗资大，但是现今对区域地质调查的覆盖范围、服务领域都提出了更高的要求。为了提高填图效率和质量，应充分利用RS，GIS，GPS等高新技术，尤其是要充分发挥遥感技术在区域地质调查工作中的指导作用。本文以实例分析了遥感地质调查技术标准体系研究。
关键词：遥感地质；调查技术；标准体系；研究；
遥感技术是一门新兴的高新技术手段，利用遥感技术开展地质灾害调查不仅是必要的，而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高，遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一。但是，全面推广地质灾害遥感调查，目前尚存在一定的困难和技术缺陷，有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。
一、地质灾害遥感调查的历史回顾
1.近30年来，随着航空航天对地坝观测技术、计算机技术和电磁波信息传输技术等的深入研究，遥感技术得到了迅猛的发展，在实用化方向上迈出了重要的一步，并被广泛应用于各种国土资源调查与环境评价及灾害监测中。遥感技术应用于地质灾害调查，可追溯到上世纪70年代末期。日本利用遥感图像编制了全国1/5万地质灾害分布图；欧共体各国在大量滑坡、泥石流遥感调查基础上，对遥感技术方法进行了系统总结，指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率，遥感技术结合地面调查的分类方法，可以用GPS测量及雷达数据，监测滑坡活动可能达到的程度。
2.我国利用遥感技术开展地质灾害调查起步较晚，但进展较快。我国地质灾害遥感调查是在为山区大型工程建设或为大江大河洪涝灾害防治服务中逐渐发展起来的。某省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查工作，开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查。20世纪90年代末期在全国范围内开展的“省级国土资源遥感综合调查”工作中，各省（区）都设立了专门的中小比例尺“地质灾害遥感综合调查”课题，主要是识别地质灾害微地貌类型及活动性，评价地质灾害对大型工程施工及运行的影响等。特别是近年在重大工程论证中，都开展了工程地质遥感调查工作。
二、地质灾害遥感调查中存在的主要问题
1.遥感技术尚未得到广泛的应用。在地质灾害调查队伍中，目前，人们对遥感技术比较陌生，使得遥感技术在地质灾害调查中难以发挥应有的作用。
2.地质灾害遥感调查工作需要准实时的遥感信息源，而这种信息源价格昂贵。受资金限制，地质灾害的遥感调查工作难以得到普及。目前只能局限于重点地区与重点工程的地质灾害调查。
3.目前，常用的遥感信息源空间分辨率较小，难以满足地质灾害点的详细调查工作，这使得遥感技术仅在宏观调查中应用广泛，而在微观上应用较少。
三、实例分析
1.以某1：5万陀上幅区调应用为例。对区域地质调查的覆盖范围、服务领域都提出了更高的要求，而现今1：25万区调覆盖面积约占我国陆地面积的一半，1：5万覆盖的面积不足1/3，这给区调工作者带来前所未有的压力。要充分发挥遥感技术在区域地质调查工作中基础作用。
2.道路信息。
（1）在传统的区域地质调查过程中，道路信息的获取主要来自于地形图，由于地形图的更新周期过长、成本过高，大量的地形图已有几十年的历史，图中的村庄和道路信息变化较大。这些村庄和道路信息对野外地质调查非常重要，但是这些老旧的道路和村庄信息已不能满足现今地质填图的要求。
（2）随着遥感影像分辨率（空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率、辐射分辨率）不断提高，尤其是空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率的提高，遥感影像空间分辨率的提高能够区别最小单个地物的能力增强，能够识别更窄的道路，融合了全色波段的彩色影像就能够识别出宽度在1 m左右连续性较好的道路；光谱分辨率越高，对地物的识别精度越高，更能够反映不同的道路信息；高时间分辨率让获取地表地物信息时间间隔更短，大量的遥感卫星和高时间分辨率使得遥感影像对地表信息的获取趋于实时更新，因此高时间分辨率影像的出现可以实现低成本、快速、实时的道路信息更新。没有植被遮挡的大路在遥感影像中呈连续的线状，植被遮挡的小路呈断续的线状，在高空间分辨率影像上都能够很好的显示，仅通过目视解译就能够将道路解译出来。遥感影像不仅是一张具有道路、村庄、地貌、露头出露情况等地形信息的“地形图”，而且还是一张能够显示岩性、构造、矿化蚀变等地质信息的“地质图”。
3.岩石地层的解译。遥感图像具有居高临下、视域广、信息丰富、地质概况能力强等优势，是其它常规手段无法比拟的。遥感对构造解译、岩性填图和热液蚀变提取等方面具有速度快、效率高、成本低等优势，能够弥补常规野外穿线地质观测速度慢、效率低、成本高等缺点。遥感在地质中的应用主要集中在遥感岩性解译、构造解译和矿化蚀变异常提取三个方面。在区域地质调查中，运用遥感影像对岩性及构造的解译是遥感技术在地质填图应用的中心环节，运用遥感技术对其进行解译能够准确、快速、综合、全面地提取工作区的岩石地层及构造信息。这样不仅可以大大减少工作量，缩短工作周期，以较少投入得到最大的产出，而且遥感影像辅助野外地質路线连图可以提高成果图件的质量。
4.矿田内地形复杂，植被发育，蚀变异常提取干扰因素众多，针对区内的高植被覆盖的特点设计了图1的遥感蚀变异常提取流程图，该方法简称为“无损线性拉伸+去除和抑制干扰因素+复合法（波段比值法+主成分分析）+密度分割”的复合方法。区内主要干扰因素有植被、第四系、水体、阴影等，植被和第四系对蚀变的提取影响最大。植被覆盖阻碍蚀变异常的提取，第四系中存在大量的“假”铁化、泥化蚀变异常，这些“假”蚀变异常会抑制基岩中真实的蚀变异常的响应，因此需要将这些干扰因素去除或者抑制。分别提取影像中的水体和阴影，通过目视解译提取第四系，再对水体、阴影和第四系进行掩膜。区内属于高植被覆盖区，这对区内蚀变异常提取影响最大，由于植被覆盖面积很大，因此不能简单的将所有植被覆盖区域去除。采用掩膜植被和抑制植被相结合的方法，即去除高植被覆盖区，抑制中等植被覆盖区。在整个蚀变异常提取处理过程中运用到的图像增强处理均采用无损线性拉伸，就是将波段中像元亮度值的最大值与最小值之间的全部数据线性拉伸至0-255，无损线性拉伸过程不会导致数据的丢失，这样有利于真实的提取蚀变异常。
图1 遥感蚀变异常提职流程图
地质灾害的日益严重和对突发性地质灾害抢灾救灾工作的时效性要求，应用遥感技术开展地质灾害调查是极其必要的，是当代高新技术发展的必然趋势。遥感技术特点及其它相关高新技术的高速发展，已使地质灾害遥感调查成为可能。用遥感技术开展地质灾害调查具有广阔的前景。
参考文献：
[1]周成虎，骆剑承.遥感影像地学理解与分析[M].北京：科学出版社，2011.
[2]戴昌达，姜小光，唐伶俐.遥感图像应用处理与分析[M].北京：清华大学出版社，2010.
[3]杨伟，陈晋，松下文经，等.2010.基于混合像元分解的遥感图像融合实用算法[J].中国科学：信息科学，5（40）：668-667.