多源數據融合技術及其在地質礦產勘查中的應用

朱 令

（重慶市地質礦產勘查開發局205 地質隊，重慶 400000）

1 多源數據融合技術概述

多源數據融合技術是一種當前社會較為先進的數據處理技術，該項技術可以對不同來源的數據信息進行匯總、整理，使其融為一體，便于數據分析人員全面掌握的研究對象相關信息。應用多源數據融合技術的工作模式恰好與地質勘查工作形成完美契合，在實際工作中，地質勘測人員需要對礦山的地質、水文等特征實施全面勘查，不僅工作量較大，且勘查數據的信息量也非常龐大，必須要借助多源數據融合技術才能做好信息的有效整合。隨著這一技術的廣泛應用，越來越多新型勘查技術被引入地質礦產勘查工作當中，從而使多源數據融合技術的應用優勢得以充分發揮，大大提高了地質礦產勘查的工作成效。

在地質礦產勘查工作中，多源數據融合技術的應用并不僅限于數據處理方面，還可以結合勘查技術，促進勘查工作的順利推進，其中結合遙感技術使用是目前最為常見的應用模式。這主要是由于在實際的地質勘測過程中，勘測到的地質數據并不能將當地的地質條件和礦產狀況直接反映出來，而且在進行數據分析時，所有數據信息還需要經過一定的處理后才能進行，導致工作效率低下。因此遙感技術的應用，能夠將地質勘查結果通過更加清晰的圖像直觀地呈現在數據分析人員的面前，便于后續數據分析工作的順利開展。

兩種技術的結合應用，可以利用多源數據融合技術對不同來源的數據信息進行整合處理，再將其融合到一張勘查圖中，使得圖像所包含的信息內容更加豐富且多元化，而且也便于分析人員更加全面地掌握信息內容，從而為后續的礦產資源開采奠定良好基礎。因此，當前地質礦產勘查工作對多源數據融合技術的應用主要是通過和遙感技術的結合得以實現的[1]。

2 多源數據融合技術的應用流程

根據上述結論，在應用多源數據融合技術時，需要結合遙感技術的特點和地質礦產勘查的實際工作情況做出相應調整，從而實現數據信息的充分融合。

（1）針對地質礦產勘查到的遙感數據，開展初步篩查，以便后續工作能夠順利開展。在實際的地質礦產勘查過程中，遙感技術的運用是多方面的，因此使用這一技術最終呈現出的數據類別也存在較大差異。若這些數據信息直接進行融合處理，所整合出的數據并不能為后續工作提供應有的幫助，甚至可能對數據融合過程產生不良影響，因此在借助多源數據融合技術進行處理前，必須將收集到的所有數據信息進行初步篩查，同時需要相關工作人員對遙感勘查所獲得的數據類型以及后期用途都有著充分了解。目前較為常用的遙感技術主要有兩種：①航空遙感技術。②航天遙感技術，工作人員需要根據地質礦產勘查的實際需要，結合不同類型數據相互間的聯系，初步篩選勘查數據，以此為隨后的數據融合處理奠定良好基礎。雖然在數據融合過程中是以遙感勘查為主導，但是其中不乏會穿插其他類型的數據信息，只有這樣，才能確保最終呈現出來的數據信息能夠更加豐富、立體[2]。

（2）勘查信息經過初選后，并不能直接進行多元數據融合，而先進行預處理后，才能進行數據融合處理。這主要是因為勘查數據經過初步篩選后，仍會存在一些由于人為因素和勘查儀器等問題而產生的誤差，若直接進行數據融合，這些誤差容易被忽略，甚至嚴重影響到多源數據融合技術的實際應用效果，導致呈現出的最終融合數據不能真正反映礦區的實際地質、水文等狀況，對后續的數據分析以及礦山開采產生不良影響。

（3）數據信息經過預處理之后，就可進行數據融合。整個融合過程并非是對各種類型的遙感勘查圖片的簡單整理、疊加，而是由技術人員根據勘測工作的實際需求、數據類型和分辨率等，對融合方式做出的合理選擇。不僅如此，多源數據融合技術對遙感勘查圖像的分辨率也有著較高要求，圖片分辨率越高，后期融合空間和自由度也越大，融合過程也更加順利。現階段，遙感數據的融合主要包括決策級、特征級和像素級3 種類型，可根據地質勘查的實際情況來選擇。例如，決策級主要是針對地質礦產勘查的整體勘測圖進行融合，而像素級則是針對相似遙感勘測圖的融合。

由于地質礦產勘查所收集到的數據信息較為繁雜，在實際融合過程中時常會出現一些不能實現的問題，需要技術人員根據實際情況，對數據融合方式做出適當的調整。例如，在提取線性結構時，不僅要從遙感勘測圖像著手，而且還要借助濾波技術，并配合使用假色彩合成技術，對主要成分進行分析，通過調整直方圖和反差擴展對遙感勘測圖進行線性分析，并通過對數據的有效提取進行整合[3]。

另外，為了讓地質礦產勘查的工作質量得到全面有效提升，多源數據融合技術并不僅限于對遙感數據的融合處理，還會結合工作需要，將通過其他勘查方式所收集的數據信息整合至遙感勘測圖中，從而進一步豐富遙感勘測圖的信息內容。在這一過程中，為了確保不同類型數據信息的高效融合，還可利用現代化信息技術整理數據，構建更加全面立體的數據模型，進而為后期的分析處理提供技術服務。

（4）數據信息經過融合后，多源數據融合技術的應用并未結束，隨后的數據分析處理才是應用該項技術的關鍵環節。各種不同來源的數據信息經過融合處理，使得最終呈現出的遙感勘測圖蘊含豐富的信息內容，同時大大提高了綜合分析的難度。在分析過程中，工作人員不僅要對圖像進行分析，還需要結合歷史地質信息和勘測地的實際情況進行全面分析，并且還要重點分析當地具有代表性的特征地質環境和地質條件，從而保證分析結果能夠如實反映出這一地區實際的地質礦產條件。多源數據融合技術的應用流程如圖1所示。

圖1 多源數據融合技術的應用流程

3 地質礦產勘查工作中對多源數據融合技術的具體應用

3.1 選擇數據

正確選擇數據是應用多源數據融合技術時最關鍵的環節，只有合理選擇數據，才能確保后續的融合能夠達到預期效果，若選擇的數據缺乏合理性，就可能影響后續各項工作的順利推進。據實際調查結果發現，數據的選擇必須由具有較高專業技術水平的工作人員負責，除了要充分分析和掌握該項技術，還必須嚴格依照相關流程來運用該項技術，只有這樣，才能得到預期的理想效果。工作人員在選擇數據時，還要和遙感勘查數據配合使用。然而，最終呈現出的遙感勘測圖通常類型眾多，工作人員需要結合實際情況來做出合理選擇，目前我國使用的遙感數據主要分為航空遙感數據和航天遙感數據，在地質礦產勘查中較為常用，但還需要和其他類型的數據進行高效融合，才能確保所選數據的科學合理性[4]。

3.2 數據預處理

在實際應用多源數據融合技術前，工作人員需要對現有數據信息實施預處理，而這些數據信息的格式和類型多種多樣，若不經過處理就進行融合，往往會導致各項工作無法順利推進，因此需要工作人員提前處理好這些數據。一般情況下，工作人員需要將數據信息進行匯總，并使用專門的軟件以圖像的形式呈現出來，從而讓這些數據信息能夠正常使用。

3.3 數據融合

正常情況下，數據融合是應用多源數據融合技術的最主要步驟，借助圖像處理技術，工作人員可以讓相關數據信息實現有效融合，但是多源數據融合技術對于圖像分辨率有著嚴格的要求，需要使用遙感影像處理技術來進一步提高圖像分辨率。通常情況下，多源數據融合技術分為多個類型，其中決策級、特征級和像素級是最為常見的類型，工作人員要結合地質礦產勘查工作的實際情況進行全面、深入的分析，從中選出最為適宜的多源數據融合技術種類，促使該項技術的實際應用效果實現最大化。然而在具體應用過程中，由于受各種因素的影響，實踐和理論之間往往存在一定差距，對此，工作人員應以工作實踐為主，將理論知識作為重要參考，并結合自身豐富的工作經驗與專業技術，對當前的具體情況進行全面分析。并且，工作人員在數據融合過程中，要保證多源非遙感數據和多源遙感數據充分融合，以此達到理想效果，最終呈現出來的遙感勘測圖才具有更高的研究價值。

3.4 綜合分析

從目前的實際情況來看，多源數據融合技術可以采用多種方法進行融合，而融合方法不同，所形成的圖像也存在較大差異，因此工作人員應充分重視這種多變性和多樣性，并對其做出全面、深入的分析研究。在開展地質礦產勘查前，相關工作人員應對現場進行實地考察，并對實際測量出來的剖面結構進行合理分析，并在整個過程中采用科學思維的方式，嚴格依照既定流程來推進工作，只有這樣，才能充分發揮出綜合分析的應用價值。

3.5 提取構造信息

據相關實踐數據結果顯示，對于構造數據的提取，最主要的就是提取ETM 和TM 衛星影像數據，同時還需要二者相互配合才能更好地應用。工作人員在實際工作開始前，還要對遙感影像開展科學的預處理，進而為地質構造提供更為準確的數據信息。在一般情況下，地質構造的表現特征分為環形和線形兩種，其可以通過特點的圖形結構和形態展示出來，而工作人員在多次測試后，可通過遙感勘測圖上面的信息，得出具體的地質結構，從而為后續的地質礦產勘查工作提供科學、有效的參考依據。

3.6 礦化蝕變信息的提取與找礦靶區的圈定

在提取礦化蝕變信息的過程中，工作人員必須要保證非遙感數據和遙感數據的充分融合，只有這樣，才能讓不同類型數據形成優勢互補，達到最為理想的效果，同時也能保證最終形成的圖像數據更具真實有效性，從而呈現出最好的地質結果。除此之外，在針對指定區域開始地質礦產勘查工作之前，工作人員應全面分析這一區域的礦產分布規律，并對成礦條件、地質情況等因素進行全面、深入的分析，從而為后期各項工作的順利開展提供科學、合理的參考依據[5]。同時，工作人員還應深入分析以往的研究成果，在此基礎上，及時整理和記錄其中的有效數據信息，并結合當地的地質礦產特征以及相關調查結果，科學圈定出找礦靶區。

如今，科學技術水平達到了前所未有的高度，多源數據融合技術也因此得到不斷的優化和完善，不僅被廣泛應用于地質礦產勘查工作當中，而且在其他領域也得到普及應用。通過對該項技術的靈活應用，工作人員可以快速獲取工作需要的有效數據信息，從而充分發揮出地質礦產勘查工作的實際效果。

4 結語

綜上所述，近年來由于人們對礦產資源的開采量逐年增加，致使世界范圍的能源、資源危機持續加劇，而為了進一步提高礦產資源的開采量，地質礦產勘查工作所應用的各種先進勘查技術也越來越多，通過對各種不同來源的勘查數據進行匯總整合，充分掌握礦區的相關信息已經成為目前礦產企業極為重要的工作內容。由此，多源數據融合技術應運而生，并逐漸廣泛應用于地質礦產勘查工作當中，通過合理應用該項技術，能夠有效提升地質礦產勘查工作的質量。