基于遙感地質找礦的科技進步及發展前景的探析

■　蔣雨含　李琦

（1河南省地質調查院河南鄭州450012；2河南省航空物探遙感中心河南鄭州450000）

基于遙感地質找礦的科技進步及發展前景的探析

■蔣雨含1李琦2

（1河南省地質調查院河南鄭州450012；2河南省航空物探遙感中心河南鄭州450000）

當前,礦產資源對我國國民經濟發展的瓶頸制約凸顯。采用新技術、新方法加強礦產資源勘查力度,擴大資源儲量,是保障我國經濟可持續發展戰略的重要途徑。遙感技術在地質領域的應用,曾對我國遙感事業的發展起了"火車頭"的作用,帶動了我國遙感事業的蓬勃發展,促進了我國礦產資源的發現。但是,遙感技術在地質找礦中的應用不是一帆風順的,前后經歷了起步-高潮-低潮-高潮的發展過程。本文首先對遙感地質找礦的科技進步進行簡單的論述，并對遙感地質找礦的發展前景進行分析，以供同僚參考。

遙感地質找礦科技進步發展前景新局面

1　遙感地質找礦的科技進步

1.1遙感地質找礦的起步與進展

在遙感地質找礦應用的初期,人們更多看到的是遙感技術的優勢,如遙感觀測的區域性和直觀性、遙感數據的多波段性,以及能夠快速發現用常規地質方法難以發現的地質體或地質現象等。正是由于遙感技術具有上述技術優勢,激起了地質工作者的極大熱情和興趣,掀起了遙感地質找礦的高潮,促進了我國礦產資源的發現。但是隨著礦產勘查技術的發展,特別是向深部找礦的發展,以及遙感技術應用的不斷深入,遙感技術在地質找礦中應用的局限性日趨明顯,主要表現在以下幾個方面：

（1）遙感影像反映的主要是地表信息或淺部信息在地表的反映,而找礦不僅需要地表信息,更需要深部信息；

（2）多光譜遙感技術由于屬寬帶光譜,光譜分辨率低,雖然取得一定找礦效果,但缺乏普遍意義上的直接找礦價值；

（3）遙感技術雖然在基巖裸露區識別巖性、構造的效果很好,但在植被覆蓋區識別地層、巖性的效果很差。

針對上述局限性，遙感地質工作者進行了不懈的努力。開發了多源地學信息集成技術,以探索解決礦產資源勘查由地表轉向深部隱伏礦床的必然趨勢與遙感主要反映地表或淺部信息本質特征之間的矛盾；開發了遙感弱信息提取技術,以期直接從多光譜遙感圖像上提取礦化蝕變信息,來探索遙感直接找礦的技術與途徑。雖然遙感地質工作者的努力促進了遙感地質找礦的科技進步,但由于信息源為中等分辨率的多光譜遙感信息源,如MSS、TM、SPO T等,以及20世紀末地質工作投入量的減少,遙感地質找礦一度從高潮轉入了低潮。

1.2新世紀遙感地質找礦的轉機

新世紀以來,數字地球戰略思想的提出,三維可視化技術、虛擬現實技術、仿真—模擬技術等現代信息技術的發展,以及新型遙感數據源的問世為遙感地質找礦帶了轉機。因此,如何將這些新理念、新型遙感信息源和新的技術方法引入地質找礦領域,進一步來解決找礦問題,成為擺在遙感地質工作者面前的重要研究課題。

1.2.1“光譜地殼”計劃的提出

李志忠、王晉年等(2010年)提出的光譜地殼計劃,從理念層面上講就是對衛星、航空、地面和巖芯取得的和將要取得的海量高光譜數據,利用數字地球的戰略思想和方法技術進行信息的存儲、管理、查詢、分析、數字運算和三維可視化等。目的是構建一個虛擬的、光譜表達的地殼,以便最大限度地利用高光譜信息資源。這實際上是數字地球在高光譜遙感領域的特殊應用與拓展,是我國數字地球典型應用系統建設的重要組成部分。

1.2.2礦產資源數字勘查區的構建

礦產資源數字勘查區的概念是筆者在“數字地球”框架下,結合鈾資源勘查的實踐,將遙感、GIS和虛擬現實技術相結合提出來的,目標是把“數字地球”的戰略思想和一些關鍵技術引入到礦產資源勘查中來,構建一個虛擬的礦產資源勘查區,通過信息查詢,實現虛擬找礦與虛擬勘探,以加速高新技術在礦產資源勘查中的應用,促進實現地質工作的信息化。

1.2.3新型遙感技術在地質找礦中的應用

進入新世紀以來,IKONOS、Q uickBi rd、OBVIEW、Aster、Hy perion、A LOS、Ter raSAR、CBERS-02B等更高空間分辨率、光譜分辨率和更多極化方式遙感數據源的出現,特別是高光譜遙感數據源為遙感地質直接找礦帶來了希望。如中國國土資源航空物探遙感中心在新疆東天山地區,利用航空高光譜數據進行了1∶5萬礦物填圖試驗,建立了裸露區高光譜礦物識別與礦物填圖的技術體系和工作程式,為我國第三代地質填圖—礦物填圖奠定了技術基礎。

1.3遙感找礦面臨的新挑戰

（1）遙感找礦的突破寄希望于高光譜遙感技術,特別是高空間分辨率的高光譜遙感技術；（2）開發先進的圖像處理技術,特別是蝕變信息提取軟件系統,并建議列入國家基礎工程加以實施；（3）遙感地質找礦要加強多學科交叉、信息綜合和方法集成；（4）建立遙感地質綜合實驗場,為深入研究遙感機理,遙感與其他地學信息的耦合性和人才培養提供基地；（5）研制和發射具地質找礦目的的專題小衛星,以提供針對地質找礦應用更有效的遙感信息源。這些共識對后來我國遙感地質找礦的科技進步起到了促進作用:

1.4后遙感應用技術的理念的提出及技術的開發

針對學科的交叉、信息綜合與方法集成,劉德長,葉發旺等提出后遙感應用技術的理念,并圍繞著新理念開發了相應的技術。后遙感應用技術是指將遙感技術與傳統的地學方法和現代信息技術相結合的遙感信息深化應用技術。它強調遙感信息的應用不僅局限于遙感信息本身的應用,還應該包括遙感信息的延伸應用,隨著遙感信息應用的深化,更應該加強遙感信息的延伸應用,即后遙感技術的應用。

地質勘查后遙感應用技術的構成包括兩個一體,即在信息源上集遙感信息、地質信息、地球物理信息、地球化學信息為一體,在方法技術上集圖像處理技術、GIS技術、三維可視化技術、多媒體技術、仿真模擬技術,虛擬現實技術及傳統地學方法為一體。因此,不同于傳統的多源地學信息集成技術,這里的集成,不僅是信息的集成,還包括了技術的集成。圍繞后遙感應用技術理念,結合鈾資源勘查,先后開發了鈾資源數字勘查區構建技術、遙感與其他地學信息集成技術、地學信息三維可視化技術、鈾成礦過程的計算機模擬技術、虛擬找礦與虛擬勘探技術等。

2　遙感地質找礦的發展前景

2.1國家需求層面

從國家需求層面看,礦產資源對國民經濟發展的瓶頸制約凸現。

解決礦產資源制約瓶頸的出路在于“推進地質科技進步與創新,加快高新技術在地質工作中的應用,實現地質工作現代化”。遙感技術是對地觀測的高新技術,推進其科技進步與創新,加快其在地質工作中的應用,擴大資源儲量,是保障我國礦產資源的供應和實現地質工作現代化的重要途徑。

2.2應用領域層面

2.2.1遙感找礦地域的擴展

我國遙感地質找礦的主要地域從陸地拓展到了海洋,從人口稠密、交通便利地區拓展到了人口稀少、交通不便地區,找礦地域的擴展為遙感技術優勢的發揮提供了新的用武之地。

2.2.2遙感找礦應用面的擴大

過去遙感地質找礦主要是追求資源量的增加,而現在除考慮資源量的增加外,還要考慮到環境保護、災害治理等需求,這就為遙感技術在地質找礦中的應用拓展了新的方面。

2.2.3找礦的全球化

由于衛星遙感不受國界限制,因此,在全球找礦中可以發揮更大的作用,包括國外直接找礦和為國外找礦提供信息服務等。

2.3技術發展層面

我國正在發展的星載和航空遙感技術系統、航空物探技術系統、地面和地下物探技術系統、地球化學技術系統、礦產資源綜合利用技術系統,并在此基礎上建立的“物-化-遙”、“天-空-地”一體化的立體地質勘查技術體系是實現地質工作現代化的重要組成部分。

2.4理念更新層面

（1）充分發揮遙感技術的優勢。遙感在地質領域應用最大的技術優勢就是它能夠快速發現用常規地質方法很難發現的地質體和地質現象,從而促進地質人員發現問題,提出問題,重新思考問題。

（2）遙感在地質找礦中的應用需實現兩個結合,一是遙感信息與傳統地學信息的結合;二是遙感技術與現代信息技術的結合。

（3）遙感在應用過程中要注入地質專業知識,將信息轉化為創造性思維,來指導決策和實踐。總之,展望未來,任重道遠,迎來的將會是大有作為的遙感地質找礦的又一個春天。

3　結語

縱觀我國遙感技術當年在地質領域的應用形勢,應該是機遇與挑戰并存,而機遇大于挑戰。我們一定要抓住機遇、應對挑戰,再創遙感地質找礦的新局面。

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-111-2