高精度衛(wèi)星地質(zhì)遙感技術(shù)探析

張光之　古志文

摘 要：高精度衛(wèi)星地質(zhì)遙感技術(shù)是一種新型的高科技監(jiān)測、預(yù)警、評估手段，是當代地質(zhì)工作中監(jiān)測與預(yù)警、評估與分析手段的核心組成部分，是20世紀開始執(zhí)行的“對地觀測系統(tǒng)EOS”計劃的主體部分，運用高精度衛(wèi)星地質(zhì)遙感技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測與預(yù)警、地質(zhì)災(zāi)害的損失與評估等工作是重要的信息技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：高精度衛(wèi)星地質(zhì)遙感技術(shù) 技術(shù)分析 應(yīng)用例析

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-0-01

高精度遙感技術(shù)可以簡單的理解為收集地面特定目標的電磁輻射信息，判斷地球環(huán)境和資源的技術(shù)。遙感技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷從實驗室單一概念到實用的技術(shù)系統(tǒng)，從少技術(shù)到多科技領(lǐng)域的有機結(jié)合，從單學科的運用到多學科的綜合，從靜態(tài)資源調(diào)查到動態(tài)環(huán)境的監(jiān)測，從區(qū)域性的微觀分析到全球性的宏觀研究，從發(fā)達國家手中的核心秘密到全球性的普遍掌握的過程。20世紀90年代以來，遙感技術(shù)己被廣泛地應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)、冶金、石油、測繪、地理等領(lǐng)域。它具有時效性好、監(jiān)測范圍廣、信息量豐富、宏觀性強、獲取手段豐富等特點。因此，利用高精度遙感技術(shù)開展地質(zhì)工作已經(jīng)成為時下非常重要的高科技手段。

1 基于高空間分辨光學的地質(zhì)衛(wèi)星遙感關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 遙感圖像數(shù)據(jù)獲取

在遙感圖像數(shù)據(jù)獲取的過程中，一般會進行兩個方面的選擇。一是在空間分辨率方面的選擇。遙感圖像的選擇不在是一味追求高精度的過程，它包含對成像的范圍效應(yīng)和經(jīng)濟適用性的判斷。不同的地質(zhì)現(xiàn)象需要不同的觀測距離和尺度，才能合理、完整的運用遙感技術(shù)進行成像過程。現(xiàn)階段，大多數(shù)地質(zhì)工作者已經(jīng)意識到定點的觀測數(shù)據(jù)已經(jīng)不能滿足地質(zhì)工作的需要，必須將其應(yīng)用轉(zhuǎn)換到不同范圍和多尺度空間，即要求研究不同的對象需要選擇不同尺度的遙感數(shù)據(jù)。二是在波段組合方面的選擇。地面點的輻射值組成的遙感圖像具有隨機性和不確定性，主要因為遙感圖像會受到各種變化因素的影響，同一地面點會因為成像時間不同、氣候狀況、植物變化等造成不同的成像結(jié)果，可能存在同一地面點不同色譜，同一色譜不同地面點的的現(xiàn)象。所以在實際應(yīng)用中，考慮人眼的特殊性，主要采取RGB彩色合成圖像作為解譯的標準圖像。對于具體地面點的成像而言，選取的波段要滿足各波段之間輻射值方差最大、相關(guān)性最小、均值大小合理的條件，而且其應(yīng)盡可能含有豐富的地面點特征。

1.2 圖像校正與增強處理

在利用遙感技術(shù)成像的過程中，由于傳感器和大氣條件等因素變化的影響，最終獲取的遙感圖像會有小幅度的幾何變形情況，影響了圖像的成像質(zhì)量，必須加以處理。換而言之，即使用幾何糾正的方法對已獲取的遙感圖像進行處理。幾何糾正包括消除傾斜誤差和投影誤差兩方面。遙感圖像幾何糾正的目的是把幾何失真的遙感圖像恢復(fù)成沒有失真的地面點實際圖。為了使遙感獲取的數(shù)據(jù)更好地應(yīng)用于研究工作中，遙感數(shù)據(jù)必須經(jīng)過幾何糾正的過程，確定合適的比例尺，使遙感數(shù)據(jù)和已獲取的非遙感數(shù)據(jù)相匹配，便于地質(zhì)工作中的比較、分析、研究等過程。除了運用幾何糾正的方法處理遙感圖像之外，通常在實際中還會采用遙感圖像增強處理的手段。遙感圖像增強處理指通過數(shù)學方法和顯示技術(shù)等手段，增強已獲取遙感圖像中的信息，使其易于辨別，使信息的分析更加便捷。遙感圖像增強處理的核心是通過各種手段提高遙感圖像的視覺性、解譯性和信息轉(zhuǎn)化性。遙感圖像增強處理方法有：灰度增強、邊緣增強、彩色增強等方法。遙感圖像增強處理的方法根據(jù)處理空間的不同分為基于圖像空間的空域方法和基于圖像變換的頻域方法兩大類。

1.3 圖像融合技術(shù)

遙感圖像數(shù)據(jù)融合是從80年代形成和發(fā)展的一種自動化信息綜合處理技術(shù)，是把來源不同的遙感數(shù)據(jù)在同一坐標系中，采用一定的算法生成一組新的信息或合成圖像的過程，是解決多源遙感數(shù)據(jù)富集表示的有效途徑之一。遙感圖像融合方法主要有四種：即信號級融合法、像元級的融合法、特征級的融合法和決策級的融合法。信號級融合指將不同傳感器的信號進行混合，產(chǎn)生高質(zhì)量的融合信息。像素級融合指在各傳感器對原始信息未作處理前的一種低水平的數(shù)據(jù)融合，其具有最高精度但同時具有信息量大、耗費性強的缺點。特征級融合指在各傳感器對原始信息進行特征處理的一種中等水平的數(shù)據(jù)融合，它實現(xiàn)了信息壓縮，但同時具有地域原始信息精度的缺點。決策級融合是在像素級和特征級融合的基礎(chǔ)上對圖像信息進行識別、分類、檢測，再對圖像進行融合處理的一種最高水平的數(shù)據(jù)融合。實際情況下，最常使用的融合方法是像素級融合。

2 衛(wèi)星地質(zhì)遙感于崩塌災(zāi)害中的應(yīng)用例析

2.1 崩塌信息的特征

崩塌類地質(zhì)災(zāi)害一般發(fā)生在陡峻山坡上，在ETM圖像和SPOT圖像上只能識別大規(guī)模的崩塌堆積體卻不易分辨人工開挖的山體特征。

但在IKNOS的彩色衛(wèi)星成像上卻會清晰顯示崩塌的特征。崩塌信息特征解譯的主要標志有：一是位于陡峻的山坡上，在傾斜角大于55度的陡坡地段可出現(xiàn)巨大石塊特征的遙感成像；二是崩塌輪廓線明顯，崩塌堆積體上植被欠發(fā)育；三是崩塌體會形成節(jié)理的裂縫影像。

2.2 崩塌活動解釋

崩塌的活動情況在遙感圖像上易于辨認。具體活動解釋如下：仍在發(fā)展的崩塌在巖塊脫離山體的凹陷部分成色淺，沒有植被生長，上部陡峻，有時呈突出的參差狀，有時因崩塌壁巖石本身色調(diào)較深呈深色調(diào)；趨向穩(wěn)定的崩塌，其成像呈深色調(diào)或在淺色調(diào)中夾雜斑點，生長少量植物，上部陡峻，崩塌體主要由粗顆粒碎石構(gòu)成；穩(wěn)定的崩塌，其崩塌成像的色調(diào)深，植被生長茂密，上部陡坡較緩，崩塌體主要由細顆粒土構(gòu)成，植被生長茂密，一定條件下可以開辟為耕地。

3 結(jié)語

高精度衛(wèi)星地質(zhì)遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)警、評估、分析等方面已獲得了巨大成功。

現(xiàn)階段的工作仍然停留在對災(zāi)害的區(qū)域性評價等方面，利用高精度衛(wèi)星遙感技術(shù)進行地質(zhì)災(zāi)害的詳盡解釋與評估等研究方法還是相對欠缺，大部分地質(zhì)災(zāi)害分析過度依靠航空攝像圖片等。但是由于信息技術(shù)、空間技術(shù)、和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，遙感技術(shù)在光譜分辨率、時間分辨率、空間分辨率等方面取得了巨大成就，因此利用高精度衛(wèi)星地質(zhì)遙感技術(shù)進行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)警、評估是遙感技術(shù)體系在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)用中的必然發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1] 李才興.災(zāi)害遙感發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].國際太空，2002（3）.

[2] 喬彥肖.淺談區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的遙感技術(shù)方法及應(yīng)用效果[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學報，2001，12（4）.

[3] 馮東霞，余德清，龍解冰.地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查的應(yīng)用前景[J].湖南地質(zhì)，2002，2l（4）.