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遥感地质应用

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所属类别:工程地质勘察

基本信息

中文名称:遥感地质应用
外文名称:

遥感技术所取得的地面图像和数据及相应的信息和数据处理技术在地质学中的应用。遥感图像和数据全面真实地反映了各种地物(包括地质体)及其空间组合关系,具有信息丰富,视域广阔的特点。随着遥感技术以及图像(或数据)处理技术的不断提高,它所具有的减少野外工作时间和劳动强度,加快工作进度,节约经费,以及提高地质勘察工作精度的优点日益突出,因而已广泛应用于各种地质调查工作中。在水利水电工程的地质勘测工作中,其应用领域大致有下列方面。

(1)利用遥感图像进行各项水利规划。如中国南水北调的西线、中线引水线路规划,新疆维吾尔自治区的三河(额尔齐斯河、伊犁河、阿克苏河)流域规划,黑龙江省的三江平原水利规划等。

(2)各种比例尺的地质测绘和地质制图。可用于区域地质图、第四纪地质及地貌图、基岩地质图、工程地质图、水文地质图等中小比例尺的地质测绘工作。

(3)专门性工程地质问题调查研究。如区域构造地质调查及区域构造稳定性研究,水库渗漏、浸没、坍岸研究,崩塌、滑坡,泥石流等地质灾害的调查研究,喀斯特发育情况研究,古河道分布以及天然筑坝材料调查等。

(4)水库淹没损失、移民规划及场地勘测。如中国长江三峡水库、四川雅砻江二滩水库的淹没土地类型调查和移民环境容量调查等。

(5)利用不同时段遥感资料的分析对比,进行地质现象动态变化的分析研究。如湖泊、河道水网、河口的变迁演化,滑坡(边坡)变形情况的研究等。

(6)环境地质调查。如调查污染(水)源、洪泛区范围等。

遥感地质应用通常按下列顺序进行。

(1)准备阶段。搜集地形、地质、遥感资料,其中搜集恰当的遥感资料,获得适合地质调查应用的最佳遥感图像,是取得好的遥感地质应用效果的关键。世界各国有多种航天地球资源探测卫星,如中国的国土卫星,美国的陆地卫星(MSS.TM)、海洋卫星,原苏联联盟号飞船,法国斯波特(Spot)卫星,日本地球资源卫星等。现在中国有中国科学院遥感卫星地面站等多个单位能够提供航天遥感资料。另一种是航空遥感,利用各种航空器进行遥感摄影和扫描,在一些重大工程项目中已广泛采用。使用的传感器有可见光摄影、彩色红外摄影、多波段摄影、多波段扫描、红外扫描、侧视雷达扫描等。根据工程地质调查的任务要求,向遥感资料供应单位订购图像或磁带,再使用光学图像处理或计算机图像处理,获得纠正的和符合所需精度的遥感图像,供地质解译使用。对一些重大的项目,如没有合适的航天或航空遥感资料可用,也可安排进行专门的航空遥感探测。这时,应选择合适的航空器和适宜的传感器,并根据当地的地形地质和气候条件做好遥感探测的设计书。

(2)初步解译阶段。对遥感图像进行地质解译是遥感地质应用的重要环节,也是遥感地质应用与传统地质工作方法的主要区别。解译是根据工程地质调查任务的要求,对工作地区的遥感图像进行分析研究、判断、解译,提取有用信息,编制成地质调查所需要的图件、表格、曲线和文字说明。解译方法有目视解译、光学解译和计算机自动识别解译等3种:①目视解译。是常用的一种方法,它是根据直接解译标志或间接解译标志或典型图谱来识别遥感图像中的地质体、地质构造和各种地质现象,确定它们的属性,圈出它们的分布范围。目视解译方法有直判法、对比法、邻比法、逻辑推理法、历史对比法等。②光学解译。通常在提取构造形迹或重要地质现象时使用,可以用合成仪、密度分割仪、激光仪、放大机等仪器协助进行。③计算机自动识别解译。是在计算机上选择样本,再自动扫描对比,然后将结果输出成像,也可以直接量测和统计有关资料数据。根据解译成果编制初步解译图(草图),再用地质理论和资料分析对比,修改初步解译图。对解译成果常用差、中、良3种等级表示,并记下有关问题,以便野外验证时参考。

(3)野外验证阶段。到工作区进行实地观察(现场验证)是遥感地质应用不可缺少的一个步骤,野外验证工作量的多少,根据调查任务书要求和地区复杂程度确定。野外验证的内容,通常有下列几方面:①验证初步解译成果,如地貌类型、地层岩性、构造形迹、物理地质现象、含水层等的分布范围和界线;②核查室内解译时发现的各种疑难问题,特别要注意地形变异明显、植被差异、地质线交汇、突变、图像阴暗等部位,以及同物异像或异物同像等;③补充遥感无法取得的地质资料,如岩石性质、地层时代、地质剖面、岩层和构造形迹的产状,结构面的力学性质,胶结充填物性质,泉水流量,水井位置,岩溶发育情况,活动构造的证据,物理地质现象,历史地震访问,采取岩、土、水样和标本等;④修正初步解译图;⑤布置勘探点,查明重大工程地质问题。

(4)内业整理阶段。根据野外调查获得的资料和认识,对遥感图像进行再解译,然后按有关技术标准的要求,编绘出各种地质图、剖面图、汇总表和编写地质报告,以及资料的复制、编目和归档等。

遥感是一门应用领域正在不断扩展的技术,在水利工程建设工程地质勘察中的应用范围不断扩大,中国已有数十项水利工程不同程度地开展了遥感地质应用,成效显著。特别是“七五”期间完成的国家科技攻关“大比例尺遥感地质成图”项目,编制了1∶500~1∶2 000不同比例尺的地形地质影像图,为遥感地质应用开创了另一领域。对多种遥感信息的综合解译应用,也正向专业应用方面发展,如大比例尺编图、专门性调查、动态观测、影像地质图等。随着新型传感器和探测手段的不断出现,以及图像处理技术的发展,图像分辨率、探测精度和地质解译水平将会大大提高。遥感信息与地球物理勘探、钻探相结合,有助于研究地下深处的地质结构和有关工程地质、水文地质条件。

水利水电工程建设中尚无有关遥感地质应用的工作规范,已有的经验表明,应用遥感技术要因地制宜,综合使用多种遥感手段,重视野外验证。遥感地质应用具有广阔的发展前景,需紧密结合生产,在普及中提高,在应用中发展。

  
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