淺析遙感技術在地質勘查工作中的應用

王雷飛 劉然

摘 要： 在地質勘查工作中，由于地質結構的復雜性，在實際施工中往往會出現開發利用效率低的現象，這種現象地發生就會造成資源的極大浪費，在施工過程中由于操作不當，甚至會出現人員傷亡及嚴重的財產損失。為此，本文主要對地質勘查中遙感技術的概況、應用進行了分析與探討。

關鍵詞： 遙感技術；地質勘查；概況

遙感的發展極大地拓寬了人類的視野和視覺能力，以其宏觀性、綜合性、多尺度、多層次的特點，已成為地質研究和地質勘查不可缺少的技術手段，在地質調查、礦產勘查、地質環境評價、地質災害監測和基礎地質研究等方面都發揮了越來越大的作用。隨著傳感器分辨率（空間、光譜、時間、輻射）的不斷提高，特別是高光譜和干涉雷達技術的發展，不僅極大地提高了遙感的觀測尺度、對地物的分辨本領和識別的精細程度，而且使遙感地質發生了由宏觀探測到微觀探測，由定性解譯到定量反演的質的飛躍，將遙感地質和應用都推向一個新的高度。

一、遙感技術的概況

遙感技術出現于上個世紀60年代，是一種根據電磁波原理而產生的探測技術。主要應用原理是利用各種傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波、紅外線和可見光等信息，對這些信息進行采集、分析和處理，最終形成影像，從而實現對目標物體及其附近各種景物的探測和識別。這種探測技術具有直觀性和整體性的兩大特點，利用遙感技術對所需材料進行拍攝，將使拍攝的地質信息更加清晰、全面。

遙感技術在地質工作中的大量應用，可以為地質工作提供大量的信息資源。在探測地質情況時，運用不同波段和不同遙感儀器，可以獲取更多有價值的信息。同時遙感技術在應用過程中受地面環境的限制很小，探測的范圍也比傳統的探測技術要廣泛很多，更能順利完成地質勘察工作。

二、地質勘查工作中遙感技術的應用

1、地質構造信息的提取

內生礦產在空間上常產于各類地質構造的邊緣部位及變異部位，重要的礦產主要分布于扳塊構造不同塊體的結合部或者近邊界地帶，在時間上一般與地質構造事件相伴而生，礦床多成帶分布，成礦帶的規模和地質構造變異大致相同。

遙感找礦的地質標志主要反映在空間信息上。從與區域成礦相關的線狀影像中提取信息（主要包括斷裂、芍理、推覆體等類型），從中酸性巖體、火山盆地、火山機構及深亨巖漿、熱液活動相關的環狀影像提取信息（包括與火山有關的盆地、構造），從礦源層、賦礦巖層相關的帶狀影像提取信啟、（主要表現為巖層信息），從與控礦斷裂交切形成的塊狀影像及與感礦有關的色異常中提取信息（如與蝕變、接觸帶有關的色環、色帶、色塊等）。當斷裂是主要控礦構造時，對斷裂構造遙感信息進行重點提取會取得一定的成效。

遙感系統在成像過程中可能產生“模糊作用”，常使用戶感興趣的線性形跡、紋理等信息顯示得不清晰、不易識別。人們通過目視解譯和人機交互式方法，對遙感影像進行處理，如邊緣增強、灰度拉伸、方向濾波、比值分析、卷積運算等，可以將這些構造信息明顯地突現出來。除此之外，遙感還可通過地表巖性、構造、地貌、水系分布、植被分布等特征來提取隱伏的構造信息，如褶皺、斷裂等。提取線性信息的主要技術是邊緣增強。

2、利用植被波譜特點探礦

在微生物以及地下水的參與下，礦區的某些金屬元素或礦物引起上方地層的結構變化，進而使土壤層的成分產生變化，地表的植物對金屬具有不同程度的吸收和聚集作用，影響植葉體內葉綠素、含水量等的變化，導致植被的反射光譜特征有不同程度的差異。礦區的生物地球化學特征為在植被地區的遙感找礦提供了可能，可以通過提取遙感資料中由生物地球化學效應引起的植被光譜異常信息來指導植被密集覆蓋區的礦產勘查，較為成功的是某金礦的遙感找礦、東南地區金礦遙感信息提取。

不同植被以及同種植被的不同器官問金屬含量的變化很大，因此需要在已知礦區采集不同植被樣品進行光譜特征測試，統計對金屬最具吸收聚集作用的植被，把這種植被作為礦產勘探的特征植被，其他的植被作為輔助植被。遙感圖像處理通常采用一些特殊的光譜特征增強處理技術，采用主成分分析、穗帽變換、監督分類（非監督分類）等方法。植被的反射光譜異常信息在遙感圖像上呈現特殊的異常色調，通過圖像處理，這些微弱的異常可以有效地被分離和提取出來，在遙感圖像上可用直觀的色調表現出來，以這種色調的異同為依據來推測未知的找礦靶區。植被內某種金屬成分的含量微小，因此金屬含量變化的檢測受到譜測試技術靈敏度的限制，當金屬含量變化微弱時，現有的技術條件難以檢測出，檢測下限的定量化還需進一步試驗。理論上講，高光譜提取植被波譜的性能要優于多光譜很多倍，例如對某一農業區進行管理，根據每一塊地的波譜空間信息可以做出灌溉、施肥、噴灑農藥等決策，當某農作物干枯時，多光譜只能知道農作物受到損害，而高光譜可以推斷出造成損害的原因，是因為土地干旱還是遭受病蟲害。因此利用高光譜數據更有希望提取出對找礦有指示意義的植被波譜特征。

3、礦床改造信息標志

礦床形成以后，由于所在環境、空間位置的變化會引起礦床某些性狀的改變。利用不同時相遙感圖像的宏觀對比，可以研究礦床的剝蝕改造作用；結合礦床成礦深度的研究，可以對類礦床的產出部位進行判斷。通過研究區域夷平面與礦床位置的關系，可以找尋不同礦床在不同夷平面的產出關系及分布規律，建立夷平面的找礦標志。另外，遙感圖像還可進行巖性類型的區分應用于地質填圖，是區域地質填圖的理想技術之一，有利于在區域范圍內迅速圈定找礦靶區。

4、高光譜數據及微波遙感的應用

高光譜是集探測器技術、精密光學機械、微弱信號檢測、計算機技術、信息處理技術于一體的綜合性技術。它利用成像光譜儀以納米級的光譜分辨率，成像的同時記錄下成百條的光譜通道數據，從每個像元上均可以提取一條連續的光譜曲線，實現了地物空間信息、輻射信息、光譜信息的同步獲取，因而具有巨大的應用價值和廣闊的發展前景。成像光譜儀獲得的數據具有波段多，光譜分辨率高、波段相關性高、數據冗余大、空問分辨率高等特點。高光譜圖像的光譜信息層次豐富，不同的波段具有不同的信息變化量，通過建立巖石光譜的信息模型，可反演某些指示礦物的豐度。充分利用高光譜的窄波段、高光譜分辨率的優勢，結合遙感專題圖件以及利用豐富的紋理信息，加強高光譜數據的處理應用能力。微波遙感的成像原理不同于光學遙感，是利用紅外光束投射到物體表面，由天線接收端接收目標返回的微弱回波并產生可監測的電壓信號，由此可以判定物體表面的物理結構等特征。微波遙感具有全天時、全天候、穿透性強、波段范圍大等特點，因此對提取構造信息有一定的優越性，同時也可以區分物理結構不同的地表物體，因為穿透性強，對覆蓋地區的信息提取也有效。微波遙感技術因其自身的特點而具有很大的應用潛力，但微波遙感在天線、極化方式、斑噪消除、幾何校正及輻射校正等關鍵技術都有待于深入研究，否則勢必影響微波遙感的發展。

5、數據的融合

隨著遙感技術的微波、多光譜、高光譜等大量功能各異的傳感器不斷問世，它們以不同的空間尺度、時間周期、光譜范圍等多方面反映地物目標的各種特性，構成同一地區的多源數據，相對于單源數據而言，多源數據既存在互補性，又存在冗余性。任何單源信息只能反映地物目標的某一方面或幾個方面的特征，為了更準確地識別目標，必須從多源數據中提取比單源數據更豐富、有用的信息。多源數據的綜合分析、互相補充促使數據融合技術的不斷發展。通過數據融合，一方面可以去除無用信息，減少數據處理量，另一方面將有用的信息集中起來，便于各種信息特征的優勢互補。

三、結束語

綜上所述，隨著社會市場經濟的快速發展，工業化、城市化程度的不斷加深。在地質勘查中，一定要采用先進的科學技術，才能確保地質勘探工作的順利實施。遙感技術作為地質勘查工作的重要手段，在地質工作中占據著重要的位置。采用遙感技術對地質進行有效勘測，才能促進社會經濟的快速發展。

參考文獻

[1] 陳旭鋒.遙感地質勘查技術發展趨勢研究[J]. 民營科技. 2012（04）.

[2] 王迪楠.遙感技術在地質勘查找礦中的應用[J]. 黑龍江科技信息. 2014（14）.