國內外環境地質遙感應用技術進展

中圖分類號：TP 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)07-0058-01

摘要：對20世紀90年代后期國內外遙感應用技術的發展進行了分析，從水文地質調查及水資源評價、地下水資源管理、地下熱水勘查、大型工程選線選址、地質環境監測評價等方面介紹了遙感應用技術的新進展。

關鍵詞：遙感 環境 地質進展

20世紀末，隨著傳感器技術、圖像處理技術、計算機技術的發展，遙感技術在水文地質、工程地質、環境地質(水工環)領域的應用取得了，長足的發展，涌現出一批新的技術方法，使遙感技術在該領域的應用實現了定量評價，解譯成果發生了質的變化 突出表現在3s技術日臻成熟．數字高程模型(DEM)及有關概念模型、統計模型等應用得到深人，出現熱紅外圖像地面溫度反演方法和高光譜圖像的光譜分析技術以及遙感技術與物探技術聯合方法等。現就該領域國內外遙感應用技術在以下方面的新進展概述如下：

一、水文地質調繪及水資源評價

很多研究已表明了應用遙感圖像進行填圖及定性、定量評價的可能性 更近一段時期，人們開始利用各種模型及GIS技術來表征單元體的水文地質作用過程，以便進行水文地質填圖、尋找地下水源及地下水資源評價 這中間除了應用GIS及各種模型以外，還出現了遙感技術與物探技術緊密結合的新方法。

印度運用衛星圖像研究水地貌，用垂向電測深(VES)及地面地質研究巖層裂隙，指出了在印度普魯利亞地區4種不同找水前景的水地貌區。在羅斯托夫東部地區，應用空間圖像的地質、構造解譯結果，通過植被指示在解譯主題圖上繪制礦化度分級．導出該區地下淡水分布預測圖 譚克龍等人在內蒙古巴彥寶力格地區，運用地面波譜測試，確定TM4、3、2為最佳組臺波段的解譯主要成圖圖像，利用TM6熱紅外圖像提取地下水信息，用SPOT多光譜臺成圖像進行遙感水文地質調繪，通過專題圖像處理、景觀水文地質解譯對比及水文地質條件分析、調繪，采用大氣降水人滲模型和河水滲漏模型計算了地下水天然補給量，圈定出有供水前景的富水區2塊，遠景富水區1塊。最近，法國和比利時聯合在非州吉布提市用SPOT圖像輔助找水，初步確定該市南部最有找水前景后，快速評價該區可再生資源和定出井位，建立l0 m、20 112網距的數字高程模型DEM 模擬地表排泄網并確定：① 每個排泄流域和子流域；② 沿每一水道各點的水流量；③ 每個千谷平均河道面積。運用地質數據、含水層水文地質數據（固有流速）和降雨地表水文數據在G1S上進行整理，評價豐水期的滲入量，并根據裂隙的方向和性質組合，確定60個井位．為占布提市提供1200萬噸/年以上的水源地。

二、地下熱水勘查

用熱紅外遙感方法勘查地下熱水資源的效果良好。在飽水帶的壓力作用下，深部地下熱水上溢流人相對冷的山谷或河流中， 這種現象在大比例尺的熱紅外影像上可以識別。 山西喬玉良等人用TM6圖像，經HIS彩色變換處理，發現山西省忻州奇村和定襄縣上湯頭兩處溫泉，在處理后的圖像上．隨地溫升高，色調按綠、青、蘭、紫、紅變化。美國Raymond F.Kokaly等人運用AVIRIS (航空可見光/紅外成像光譜儀)高光譜圖像。對黃石國家公園的地熱系統和生態系統作了調查成圖。B．A．Martini等人則運用AVIRIS圖像，在地面渡譜測試的基礎上，分析了地熱系統的地植物特征，為其它地區地熱勘探得出寶貴經驗。

三、大型工程選線選址

大型工程需要解決較多的工程地質問題． 一般來說，遙感技術可以根據工程地質條件不同，針對性查明：① 巖土體特征 包括巖性、結構構造、巖相、厚度及變化規律、巖體T程地質特征及風化特征．并特別重視特殊土如軟弱粘性土、脹縮性土、濕陷l生土、凍土、易液化飽和砂土等的調查；② 外動力地質現象及災害地質現象的分布及穩定性評價．如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷、采空區等；⑨ 斷層破碎帶的分布及活動斷層的活動性等巴西運用光譜反射率調查表層土體特征，通過實驗室光譜測定、光譜數據解譯及統計分析建立土體調查圖，結果好于1：10萬的半詳勘圖。美國R．Iuna等人研究了土體中水和有機物含量， 通過實驗室光譜測定建立光譜數據庫， 目的是供遙感圖像在大氣校正、監督分類等圖像處理時創建處理程序和用遙感數據預見地表場地條件，為工程項目選址所用。胡佩基等人應用航空攝影測量、航衛片解譯分析、GPS技術、DEM 研究了高原山區高等級公路的勘測設計利用衛星數據結臺野外研究，評價 印度喜瑪拉雅東部地區小水電集中建設、規劃區斜坡不穩定的地貌、構造因素。

四、地質環境監測評價

遙感技術在地質環境變遷及人為影響如城市環境、礦山復墾、重大工程及人類經濟活動潛在影響、河流輸沙等方面的監測也有成功的應用 以色列運用高光譜遙感技術，采用光譜識別處理，對特拉維夫市的水體、路面、屋頂、植被種類、土壤等地物進行識別并成圖。加拿大對安大略湖礦山尾礦渣的復墾進行了高光譜(CASI)數據監測，兩組時段的機載高光譜成像儀圖像用限制陛光譜離析法進行分類。日本用4個TM 數據分析了兩條河流懸浮沉積物的空間變化和季節變化。而加拿大M.Hafel等則用35ram彩色反轉片和光譜數字成像監測河流上游小溪的懸浮沉積物。 意大利應用遙感與GIS技術研究了三峽工程對中縣潛在影響預測及土地資源分析，野外踏勘期間完成地貌描述，開辟剖面取土樣室內分析能劃分土壤類型；MSS及TM 數據經監督分類與非監督分類結合地面資料一起建立土地覆蓋圖，確定土壤物理單元，用USI E (通用土壤損失公式)在GIS上的應用建立土壤侵蝕速率圖，所需信息來自精心制作的不同層次(DTM、土壤覆蓋圖、土壤圖等)與記錄的中縣數據庫間的邏輯與拓撲關系，用USDA “土地性能分類系統” 獲得土地性能圖，在此基礎上，進行三峽大壩建設環境影響分析及淹沒土地損失評估。

綜上所述，自1990年后的l0年間，遙感技術在水工環領域的應用得到了迅猛發展。1999年9月，美國lkonos-2衛星發射成功，其圖像分辨率高達1 m。引起世人矚目。根據各國的計劃，從1995年到2005年10年間，全世界將發射70多顆對地觀測衛星。 其中，圖像分辨率提高及高光譜成像儀成為傳感器進步的突出標志 波段數從現在的幾個波段提高到100～400十波段。圖像處理技術的進步．使遙感應用技術發展獲得重要的支持。在遙感數據、遙感圖像處理軟件及計算機技術不斷發展的基礎上，遙感技術在水工環領域的應用勢必得到充分發展。圖像解譯技術在一定時期內還需延續使用，圖像光譜分析技術將越來越多地得到使用，而GIS與GPS技術與遙感技術的結合，仍然是今后遙感應用技術的發展方向。