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地质遥感技术范文1
关键词:地质找矿;遥感;发展方向
中图分类号:TP7 文献标识码:A
引言
随着经济建设对矿产资源需求的不断增大,寻找地表矿床的难度不断加深,找矿方向渐趋于寻找隐伏的、半隐伏的矿床,并日益重视在研究程度较差、覆盖一半覆盖地区开展工作。遥感技术方法作为一种新的找矿手段,在找矿难度日益增大的情况下,越来越为人们所重视,由实验研究向实用化发展,目前已在地质找矿中取得了显著成效,成为地质找矿的重要方法。
遥感技术应用于地质找矿主要是在工作的初始阶段,在地质工作程度低、交通及地理条件较差的地区尤为重要。工作的目的是应用遥感影像的地质信息去分析成矿地质条件,确定找矿远景区和圈定成矿有利地段,为进一步开展地质评价工作提供遥感地质依据。
1 遥感地质找矿的理论依据与技术基础
遥感信息,特别是多种遥感信息的综合,具有丰富的地质内涵和坚实的物理基础。这使得遥感地质找矿具有宏观性、多波段、信息量丰富、立体感强、便于定位等优势,是地质找矿不可或缺的手段。在遥感地质找矿的遥感影像分析中,传递含矿构造和含矿载体的两种标志:构造、结构、纹理特征;光谱特征。各种矿产资源的形成、产出,都与一定的地质构造条件有关,如斑岩铜矿与中酸入体有关:煤矿赋存在某些地质时代的煤系地层内。前者反映地质控矿构造特征、岩石类型特征等,通过研究遥感影像上显示的线性和环状信息可以揭示区域构造体系及其控矿作用;后者反映了地层层序、岩石类型的差异,矿物成分和含量的差异,特别是矿化蚀变信息。由于蚀变岩矿物具有本身的光谱特征,而一定类型的蚀变岩矿物组合常可指示一定矿种的存在。
2 遥感在地质找矿中的应用
遥感技术在地质找矿工作中的应用可归纳为如下几个方面:
利用图像上显示的与矿化有关的地物,直接圈定靶区,为找矿指明方向。如利用植物吸收不同金属元素所产生的不同光反射率、热反射率和叶绿素发光率进行波谱试验,为在植被发育地区快速发现工业矿产开辟新的找矿途径。
利用数字图像处理技术,进行多波段,多种类遥感图像的综合处理分析,增强或提取图像上与成矿有关的信息,尤其是矿化蚀变信息,为找矿提供依据,指明找矿方向和有利成矿的远景地段。
围岩蚀变是成矿作用的产物,是一种重要的找矿标志。常见的围岩蚀变有:矽卡岩化。有关矿产有铁、铜、钨、锡、钼等。云英岩化。与钨、锡、钼、锂、铍等矿产有关。绢云母化。有关矿产有铜、钼、金、铅、锌等。绿泥石化。有关矿产有铜、铅、锌、金、银、锡等。硅化。与铜、金、锑、汞、明矾石、重晶石等多种矿产伴生。由于不同的蚀变矿物具有各自的特征谱带以及岩矿石物理化学性质的差异,使其在多波段遥感图像上表现出不同的颜色、色调和纹理差异。目前,常用的提取蚀变异常的方法有比值分析法,彩色空变换、主成份分析法、光谱角蚀变法等。此外,在异常信息的提取过程中经常受到多种因素的影响,因而需要几种方法的有效组合,而不能只依靠某一种方法。
2.1 地质构造信息的解译
构造运动是地壳内部的内在活动因素,它与变质事件、热事件、成矿作用联系在一起,而内、外生矿床的形成和分布均不同程度地受一定地质构造事件的控制。地质构造在遥感图像上常表现为线性与环形特征。线性特征,是像片上呈连续或断续的线状或带状展布的影像,其空间分布型式有一定规律性。线性形迹主要指断裂和节理等构造,它控制着岩浆活动及矿液的运移、储存,对导矿、运矿、储矿起着重要作用。环形构造在地壳中以近圆形的构造环带为特征,多是地壳内部活动的表现,对形成火山型、热液型矿床关系密切。线性构造、环形构造及构造交叉部位,往往是成矿的重要部位。通过对遥感图像上色调、阴影、形状的研究可以更直观的看出研究地区的地质构造,有利于成矿预测。
2.2 地层信息的解译
岩石的组成成分、内部结构、光照条件等因素决定了它的光谱特征。岩性解译就是利用不同岩层反射光谱差异所形成的形态、结构、纹理、色调等影像差异,来判定出露地面的岩石的物理特性和产出特点,划分不同岩石类型或岩性组合。由于所有内生、外生矿床均与一定时代的岩性、地层及岩相有关,因此在成矿预测的过程中,首先要找出有关像片图形、地貌特征或与一定植物的联系,以便发现矿床赋存的有利层位与构造。
3 遥感地质找矿的发展前景
20世纪末以来。随着数字地球的提出和现代信息技术取得新进展,数字地球的理论方法和现代信息技术的新进展引入地质勘查领域。应用现代信息技术的新进展进一步解决矿产资源问题成为地质找矿发展的必然趋势。在数字地球框架下,将遥感技术与地质领域传统方法技术相结合。与其它现代信息技术相结合。
基于数字地球的遥感找矿技术.其核心是遥感信息的延伸应用和信息化。它的目的是最大限度地利用信息资源,以提高矿产资源的勘查效果。一方面,露出地表的矿明显减少,勘查目标已由地表或近地表转向地下深处的隐伏矿床.找矿难度愈来愈大。另一方面.各种地学手段取得的信息资源愈来愈丰富。为遥感信息与其它地学信息的集成创造了条件。而后遥感应用技术有利于发挥遥感找矿的技术优势,发现用常规地质方法很难发现的地质体和地质现象,为找矿提供新的依据。
遥感找矿应用须从遥感“技术索引”的思路走出来,从控矿构造迈向与成矿机理研究相结合的高度。遥感应用必须与物化探、磁力、重力、地震探矿方法相结合,还需要进一步重视地热、地气的热力作用,深入研究生物地球化学效应、地球化学填图方法、生物成矿和数字地质的空间统计分析方法。只有加深对地表成矿信息的理解和诠释,才有可能对深部的、海底的隐伏矿床,由此及彼、由表及里.从地球系统科学与地质信息科学的深度作出科学的推论和预测。
随着遥感技术的发展,传感器的空间分辨率和光谱分辨将大幅提高,遥感信息量也将大幅增加。要在海量数据中提取有用的找矿信息,必然对遥感数据处理系统提出更高的要求。目前,多光谱遥感数据处理系统在数据的压缩、传输、专业软件的发展上都取得了很大的进步。在高光谱遥感数据分析、处理方面关键是在光谱维上进行图像信息的展开和定量分析。此外,实现信息分析模型和算法语言的改进也将大大提高遥感信息处理的速度和精度,提高找矿工作的效率。
结束语
遥感技术作为矿产勘查的一种手段应用于找矿,并取得了一定成就。遥感技术的直接应用是蚀变遥感信息的提取,遥感技术的间接应用包括地质构造信息、植被的光谱特征及矿床改造信息等方面。遥感找矿具有很大的发展前景。
多源数据的融合处理能够避免单一信息的片面性,使融合结果更加准确和客观。特别是利用遥感技术寻找深部矿床时,单纯使用遥感图像象存在明显的局限性,往往需要物探、化探地学数据以及各种地质图件的融合处理。
参考文献
[1]徐友宁.矿山环境地质调查研究现状及展望[J].地质通报,2008.
地质遥感技术范文2
[关键词]地质勘探 遥感技术 发展前景
[中图分类号] TP7 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-9-265-1
遥感技术的出现在很大程度上提高了人类原本及其狭小的视野范围和视觉能力,带给了人类宏观、多角度、多层次看待地理事物的机会,遥感技术发展到当今社会,已经成为人们必不可少的一个地质勘查技术手段,对人类的地质调查、矿产查询都起着十分重要的作用。
1地质勘探中遥感技术的应用范围
1.1对于地质构造信息的获取
利用遥感技术进行相关的地质勘探工作最为主要的一个标志就是反映在相关的空间信息上。从地理环境所处的区域成矿线状影像图上就可以提取到许多十分重要的信息,包括酸性、碱性的岩体,火山形成的盆地,火山的构造以及热液活动等一系列的地理环境都可以为遥感系统提供许多重要的内容。当断裂是一个较为主要的控矿构造的时候,对于断裂地区的构造遥感信息的重点提取可以收获常规手段收获不到的内容。遥感技术在地质勘探中的成像过程中还有可能会产生“模糊作用”,常使用户感兴趣的线性型际,纹理等重要信息显得模糊不清,难以令相关的工作人员进行辨识工作,从而给遥感技术的进一步扩大使用留下了隐患。
1.2基于植被波谱的找矿意义
从生物的角度来说,在地下微生物和低下暗河的参与下,矿区内部的很多金属元素或者是金属矿物质都会引发矿区上层地质结构的构造变化,从而导致矿区上层地表覆盖土壤成分的变化。而在矿区上层地表覆盖有土壤的地方,往往生长着许多的植被,而这些植物对于金属元素都能够产生不同程度的吸收和聚集作用,进而影响到绿叶体内的叶绿素的含量,从而使得遥感卫星所观察到的植被波谱出现异常。在矿区上方生长的这些植物的变化在没有遥感技术之前,是很难被地质勘探的工作人员总结出来的,而遥感技术的出现在很大程度上帮助地质勘探工作有了一个更好的手段发现矿区构造。
1.3矿产改造信息的标志性
当矿区的主题矿床形成之后,受到矿床所在地区地理环境、地理空间位置变化的影响,往往会导致矿床的某些性状发生一个根本性的变化,从而导致地质勘查人员的工作难度增大。而通过遥感技术获取到的宏观遥感技术图像的对比,就可以十分轻易的研究出矿床的剥蚀改造作用,进而结合矿床进行成矿深度的详细研究。通过深入的研究区域内平面构造关系图和矿床位置的关系,就可以找到不同矿床在不同的区域构造图中的变化规律,进而建立一个较为完善的地质勘探标志体系,从而有利于后续开发工作的进展。
2地质勘探过程中遥感技术的发展前景
2.1高光谱数据及遥感微波的运用
高光谱技术是指集探测器技术、精密光学仪器、微弱信号检测、计算机技术等多种高精技术于一体的综合性技术,对于地质勘探工作效率的提升有着十分显著的作用。基于高光谱技术的遥感微波可以以纳米级的光谱分辨率,在完成的生成图像的同时记录下多达上百条的光谱数据通道。而从每个成像单元上提取出的光谱数据则可以建立一条连续的光谱曲线,从而进一步的实现了地理物理空间信息、辐射数据信息和光谱成像信息之间的同步,因此这种基于高光谱技术的遥感微波有着十分光明的应用前途和发展前景,我们应该充分的关注这种技术的发展,并不断的与自身的实际情况相结合,将其应用到自身的实际工作当中,为地质勘查工作做出应有的贡献。
2.2数据的融合
随着在地质勘探过程中遥感技术的不断发展,尤其是微波、多光谱等各种新型的传感器材的不断问世,他们开始以各种不同的空间尺度和时间周期以及光谱范围等多个方面反映出目标物品的各种特性,构成了同一地区的多源头数据链。但是相对于单源头的数据来说,这种多数据源头的数据形式可以在多个方面形成一个较为鲜明的对比,从而帮助地质勘探人员更好的完成相关地质勘探数据汇总工作,从而极大程度上提高了工作的准确性和效率。基于这方面的数据融合主要包括来自遥感卫星上个数据的融合处理,遥感数据和非遥感系统产生的数据融合处理。尽管在遥感技术中数据的融合取得了许多令人可喜可贺的进展,但是相对来说并不十分成熟的算法公式令数据的融合仍然存在着许多的问题。因此,在以后的工作中仍然需要地质勘探的相关工作人员不断的进行相关的补充和完善。
2.3图像接受、处理及信息提取技术的发展和完善
除了以上几个方面之外,遥感技术另外一个十分值得重视的发展方面就是要不断的提升遥感图像的接收成像能力、以及对于遥感系统所产生信息的提取和处理能力。而要想做好这个方面的遥感系统开发工作,则应该从以下方面入手,首先应该进一步发展具有高分辨率的传感器,以便能够接收更加微弱、更加细小的地质信息信号。其次,加强信息的提取方法还包括应该解决计算机处理的技术问题,如补偿信号在传递过程中的丢失以及失真,图像的不清晰成像等。这些问题都是十分值得重视的方面。另外,加强对于后备人才梯队的培养也是一个十分重要的方面,只有不断的提升地质勘探人员的技能素养,才能够满足相关技术的发展需求。
3结语
综上所述,在地质勘探的工作当中,遥感技术为其效率的提高和工作范围的扩大提供了强有力的支持并获得了极大的成功。遥感技术的直接应用是遥感信息的提取,遥感技术的间接应用范围更加广泛,包括对于地质构造信息的获取、基于植被波谱的寻矿等。因此,地质勘探行业的从业人员一定要从实际出发,不断的加强对于遥感技术的学习,以满足日益发展的地质勘探行业的要求。
参考文献
[1]党永峰.遥感技术在森林资源连续清查中的应用---以利用遥感技术分析森林植被、地类的动态变化为例[J].林业资源管理,2004,(06):94-95.
地质遥感技术范文3
矿产资源作为人类生存的主要物质来源,是国家经济发展的物资基础。如今,社会正处于高速发展的时期,社会生产需要大量的矿产资源以满足各行各业的正常运作。国内的矿产勘查技术和策略在此大环境下得到不断的改进和创新,其中以现代化信息技术、计算机技术和遥控技术为一体的遥感技术,由于其具有信息量比较大,波段较多,定位准确,画面立体感较强等特性,得到了地质找矿人员的青睐,尤其在自然和地理环境较为恶劣,不便于工作人员到现场探测及寻找的高寒区域,该技术具有明显的优越性。
1 遥感岩石矿物识别
任何物体都具有光谱特性,并且在同一光谱区各种物体反映的情况不同,同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。遥感技术就是根据这些原理,对物体进行判断。由于岩石类型存在差异,它们反映在图像上的色调、颜色和纹理也存在相应的差异,岩石矿物的信息可以根据其呈现的光谱特征,结合图像增强、变换和分析等方法提取出来。唐兰兰[1]在遥感岩性信息提取的基础和技术研究进展中提出,0.4~2.5 μm和8~14 μm是适合研究岩石、矿物光谱特征的两个最佳的窗口,其中0.4~2.5 μm研究反射光谱特征,8~14 μm发射光谱特征。
2 遥感技术在找矿工作中的具体应用
遥感技术在地质找矿中的应用一般以地质制图为主,并与地质图相套盒,使得遥感影像图与地质图具有相同的地图投影坐标系统,使得工作区遥感概貌与地质图相互对应,对当地的地质情况进行详细再现。遥感找矿大致按照以下几方面进行。第一,以波谱图形式的方式将矿产资源构成的土层、地质等特征体现出来,以此确定具体的找矿方向。第二,结合遥感解译地质勘测信息资料,利用矿区波谱测试的结果从而预测矿区资源的形成条件。第三,利用遥感技术对具体地质条件进行检测,结合遥感检测技术形成的具体图像、资料,利用物质探测仪对化学探测地质信息进行全面统计分析预测,以实现远距离矿产资源的确认和圈定。
2.1 地质构造信息的提取
地质构造运动的差异会形成不同类型的矿产资源,两者紧密相关,所以不同规模的地质构造运动会导致矿床分布不同[2],矿产的构造信息可根据不同的构造环境和条件进行分析推断并提取,地质构造信息的提取主要是线性影像和环形影像的解译[3]。
在具体的遥感找矿工作中,遥感成像过程往往会产生“模糊作用”,即用户较为感兴趣的纹理、线性、环形等重要信息在遥感影像中显示不清楚,模糊不清的信息给用户造成读取的困扰。但通过边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等遥感影像处理方法进行相关处理,可以有用的重要信息,使地质构造信息凸显出来[4]。再对解译的线性和环形影像进行统计分析,结合地质、物探、化探等方面资料。最终确定成矿构造的分布及其特征。
2.2 植被波谱特征的应用
不同种类的植被会形成不同类型的矿产资源,两者紧密相关。植被在生长过程中,需要吸收各种各样的微生物,这些微生物都是由金属元素(即矿产资源)生成的,不同种类的植被对不同金属元素的吸收程度并不相同,而是具有不同的表现,所以,矿产金属元素的构成能够通过地表植被的种类以及生长特征表现出来,利用植被的波谱性质有利于提高找矿的效率,很大程度上帮助地质勘探工作者提供了一个发现矿区构造的好方法。
植被生长环境下的土壤结构类型可以通过分析遥感波谱的特征推断出该区域的哪一种矿产资源较为丰富。莫火华[2]在现代遥感技术地质找矿中的应用研究中指出,正常土壤和含铜土壤的波普反射率存在差异。所以,生物地质特征为矿产资源勘测提供了重要的信息,以此为依据,利用遥感技术对地表结构进行成像分析,结合遥感成像资料分析植被金属物质的含量,大体上判断出区域中不同矿产资源的分布状况。
2.3 矿化蚀变信息提取
围岩蚀变是指围岩结构受到岩浆热液的影响,岩石和热液在相互作用下形成的一种物质。常见的围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭土化、云英岩化、青磐岩化、夕卡岩化和褐铁矿化等[5]。矿区的实际范围要比围岩蚀变的范围小,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。
正常的岩石在矿产种类、结构、颜色等方面区别于矿化蚀变岩石,具体差异反映在岩石的反射光谱特征,在某一特定的光谱波段上,某一特定的蚀变岩石的光谱呈现异常,遥感图像上异常信息的识别可圈定矿化蚀变异常区和确定找矿靶区。目前,常用的遥感数据主要是多光谱和高光谱等,其中应用最多的是多光谱ETM+数据源[5]。
3 遥感地质找矿技术的发展趋势及前景
近年来,我国社会经济发展迅速,地质找矿技术的蓬勃发展为各行各业的物质需求提供了保障。未来地质找矿既要依靠传统的找矿技术,更要发现新的遥感地质找矿技术,遥感地质找矿技术具有“窥一斑而知全豹”的特点,节省了人力财力和物力等方面的资源。在未来,遥感地质找矿在意识上从单一追求矿产资源的开采规模到综合考虑生态环境保护,区域上从陆地到海洋,从地球到太空拓展,实现遥感地质找矿技术更加多元化。
在遥感地质找矿新技术的创新和拓展的探索过程中,高光谱遥感技术在地址中得到较多学者的重视和青睐,因为高光谱遥感技术利用成像光谱仪获取许多非常窄的连续的光谱影像数据,能使地质勘探工作者准确找到新的矿产区,有效辨识矿与其他物质的差异性。当代社会3S技术(全球定位系统及(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)三种技术)集成为地质找矿提供了更加智能方案和便捷途径。GPS技术进行定位,测量矿区的空间位置;GIS技术可集合地理信息,具有储存、处理地理信息数据等多种功能。GIS技术与RS技术结合,为海量遥感影像数据提高存储空间,并进行数据及图像的管理及浏览。
地质遥感技术范文4
【关键词】遥感技术;煤田;地质;运用
【 abstract 】 the coal industry in our country is very important in the economy, but with modern technology rapid leap, the high-tech means has been active in various sectors, remote sensing technology has become the important technology of coal industry has been, get a rapid development. The use of their own advantages, and the exploration of the coal industry and resources exhibition fist, become the current coal industry essential technology. This paper, focusing on the main characteristics of the technology, and geology in application of party is discussed.
【 key words 】 remote sensing technology; Coalfield; Geology; use
中图分类号:P641.4+61文献标识码:A 文章编号:
由于现代科技的快速飞跃,各项高科技手段也日渐活跃于各个行业,遥感技术也成为了煤炭行业的重要技术一直,获得了较为迅速的发展[1]。其运用自身的优势,在煤炭行业的勘探、资源等方面大展拳脚,成为了当前煤炭行业不可缺少的技术。
1遥感技术的特点
(1)该技术的直观及宏观性较为明显。
(2)使用该技术能够在最短时间内,以最快速度取得所需数据,其数据信息反映数据也能够准确反映出其动态情况。
(3)由于该技术的电磁波段间有着较大性质差异,使得该技术能够运用更加广泛。
(4)该技术在获取信息量中也有着较大的优势。
(5)与传统技术相比,该技术其受到的限制也相对较少,在条件较差的现场也能够充分发挥作用。
(6)工作率较高、使用成本较低、获得效益更佳[2]。
综上所述,遥感技术的各种优势,对自然灾害的预测、探测等均有着非常大的作用。是一项预防、分析自然灾害的重要技术。
2煤田地质中遥感技术的应用
在使用遥感技术进行煤田地质作业的初步时期,该技术仅是作为工程作业的辅助手段,主要针对勘探地质、评价资源进行作业,但由于科技的日渐发达,该技术也被广泛运用到了地质图、地质构造等方面,其不可替代的优势也随之显现出来。
2.1煤田地质的勘探与资源评价
2.1.1地形图的获取
就当前而言,我国还有较大部分仍在使用时间较为长远的地形图数据信息,但社会的快速发展,地球的万千变化,地形也随之发生了较大变化。而在进行煤田开发工作时,时间较为长远的地形图已经不能真实反映现今的地形情况,这就会直接影响煤田开发工作效率,因此,运用更加高新的技术使地形图更加精确、直观成为了必然趋势,更是进行开发前尤为重要的一步。
2.1.2煤田地质图
在煤炭勘探中地质填图作为其重要的方法。相较于传统的手段,遥感技术主要是通过将遥感图作为重要媒介,运用其较强的综合处理分析能力,通过将煤地层、煤层的记过以及水文数据等信息提取出后,再将路线结合实际情况进行合理的配置调整,完成煤田的填图工作,明确工程作业中所需信息的定位,并完全掌握煤田地质条件、土层厚度等信息,了解煤层的具体情况,以便于在进行煤田开发时,有更加真实可靠的数据[3]。
2.1.3资源评价
将通过遥感技术获得的各种图像作为资料信息,再将信息进行整理研究,了解煤田开发范围内的含煤地层及地层结构情况,并根据地区的地质资料分析得出该地的地质信息,并积极展开野外工作,通过调查掌握煤层的各项情况,并及时对煤炭的前景进行仔细的规划。
2.1.4水文条件评价
结合热红外、雷达等高科技手段,按照水文解译法等有效手段,对煤田范围内的水文条件进行调查探析,结合各种探查方法进一步加强综合认证,及时根据认证结果进行水文环境条件评估工作,并按照结果开展钻探作业,做到开源节流、提高效率的目的。
2.1.5煤气调查
同样通过卫星遥感技术来获得图像,作为资料信息主要来源,并围绕此信息中心开展评估,将煤田地质特点与煤气分布规律作为切入点,切实掌握煤田的含气量及煤田渗透的具体实况。
利用遥感技术取得图像后,结合对图像进行解译以及对系统进行分析等有效措施,获得煤层发育的基本数据,再通过计算机进行数据的整理,最后得出所需的渗透率数据及分布律等信息。
3结语
遥感技术是一项具有较强综合性的技术,其随着时代的不断发展,互联时代的到来,遥感技术日渐走进了煤田地质作业中,并占据着尤为重要的地位。在煤田开发的实际操作中,应当将该技术自身的特点与传统的探勘技术进行紧密联系,并积极创新,进而有效获得更好的勘探结果。
遥感技术在实际操作中有着较多的优势,例如,信息获取快、精确度高等特点。但由于其作为煤田勘探的重要手段,其在使用时还是存在一定的局限性。为此,唯有将该技术与传统的技术结合在一起使用,才能够发挥其主要优势,促进煤炭行业的快速发展。
【参考文献】
[1] 李江, 潘洪捷, 刘俊廷, 马少华, 赵锁志, 刘玉珠. 遥感技术在地质灾害调查中的应用及前景[J]. 内蒙古水利, 2011,(02)
[2] 郝拴元, 李治山. 河南省煤田地质局开创国内运用空气反循环动力造穴井先河[J]. 资源导刊, 2009,(09)
地质遥感技术范文5
关键词:遥感技术;矿山地质灾害;应用评价
一、遥感技术的涵义
1、遥感的定义
“遥感”,顾名思义,就是遥远地感知。传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。人类通过大量的实践,发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类已经认识到的形式-电磁波,并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。
2、遥感技术的特点
①遥感具有宏观性和直观性。②遥感获取资料的速度快、周期短、而且能反映动态变化。③遥感使用的电磁波各波段之间,性质差异很大,用途也很不相同。④遥感获得的信息量巨大。⑤遥感技术的应用受地面条件限制少,可用于自然条件恶劣、地面工作困难的地区。⑥经济效益好,成本低,收益高。由此可见,遥感技术在自然灾害的调查、监测和预测中具有显著优势。当前,遥感技术在分析、预测、评估自然灾害造成的损失方面正发挥越来越大和不可替代的作用。
二、遥感技术在矿山地质环境调查中的作用
1)遥感解译是矿山地质环境调查不可缺少的技术方法之一。从技术方法角度讲,遥感解译是矿山地质环境调查的技术方法之一。利用航、卫片进行遥感解译,具有直观、真实、准确、实效性强等特点。矿山地质环境调查的技术方法包括地面调查、遥感解译、样品测试、动态监测以及轻型山地工程等,特别是遥感解译,能提高调查研究的水平。2)利用遥感技术进行矿山地质环境调查,能起到事半功倍的效果。通过大比例尺地面调查和高分辨率的遥感解译相结合的工作方法,能快速圈定矿山环境地质问题的类型、形态、空间分布、规模及其地质环境条件,便于进行定性和定量的分析研究,提高矿山地质环境调查工作的质量和效率,对矿山地质环境调查与评价起到重要作用。3)遥感技术的特点为在矿山地质环境调查中的应用提供了可能。卫星遥感技术的快速发展,为我国矿山地质环境遥感调查提供了可能。遥感技术具有探测范围大、周期短、信息量大、资料获取速度快、客观真实、动态性强以及资料收集不受特殊地形限制等突出特点。发挥大比例尺遥感影像在调查中的作用,是区域地质环境调查最有效的手段之一,对矿山环境地质问题具有良好的解译效果。
三、应用实例分析
2002年10月,作者参加了某矿区的矿山地质环境野外调查工作,应用Quick Bird遥感数据对煤矿开采引发的地质灾害进行调查,研究了不同类型地质灾害(塌陷坑、地面沉陷、地裂缝)的遥感影像特征,对矿区地质灾害现状、成因、分布规律特点和调查精度进行了分析评价。
1、塌陷坑
塌陷坑是地下矿产资源开采引发的局部地面塌陷,以第四系覆盖的农业区居多。由于开采煤层较浅,矿层顶板为碳酸岩且厚度较薄,受外力或降水影响,经常发生地面垂直塌落现象,形成小面积的塌陷坑。
实地观察发现,地面塌陷形成的塌陷坑,一般直径从3~30 m不等,塌陷深度一般2~3 m。多数塌陷坑的坑壁陡直,无法耕种,随着时间推移坑壁坍塌变缓,底部生长杂草,较大的塌陷坑经过改造还种上庄稼。遥感图像上塌陷坑呈独立的环形或椭圆形斑点、斑块状,呈独立个体成群分布,色调明暗不同。坑内植被呈微红色。由于塌陷坑是有一定深度的负地形,在阴影作用下,立体效果明显。与正地形(如坟墓、独立树冠)相比,形成的立体效果正好相反。塌陷坑的阴影出现在环形图斑内侧的下半部分,而土堆形成的阴影出现在环形图斑内侧的上半部分,这是塌陷坑判断正确与否的重要标志。有的塌陷坑虽已填平,但从隐约可见的浅色环状还
能看出塌陷坑的轮廓。有的虽未形成塌陷坑,但小幅地面沉降造成土壤结构和水分含量的变化已经显现出塌陷坑的轮廓。
2、地面沉陷
地面沉陷是地下矿产资源开采引发地面不均匀沉降,主要发生在第四系覆盖的农业区。由于地下采空区打破了原有的应力平衡,当矿层顶板无法支撑上覆地层压力时,便发生整体大面积塌落现象,形成地表一定范围的不均匀沉降。
实地观察发现,地面沉陷面积比塌陷坑大的多,沉降幅度比塌陷坑小的多,一般只有几十厘米。地裂缝出现在沉陷区边缘,有时多条地裂缝同时出现,呈平行排列。裂缝两侧地形高差变化明显。由于第四系沉积物松散,地裂缝深度很小,裂缝宽度只有几厘米~十几厘米,容易被自然或人为扰动而消失。特别是经农业耕作改造后,形成舒缓波状微型地貌,并保持了原有播种方向和农田格状结构。但大多数地裂缝已经消失,只有水泥路面依旧保留着地裂缝的痕迹。
遥感影像中的地面沉陷显著特征是沉降区边缘形成有一定高差、宽1~2m、长数十米~上百米的不规则封闭、半封闭的环形带或条带影像,有时呈断断续续的带状。在环形带的上方(图1 A处,向阳面)色调较亮,下方(背阴面, B处)色调较暗,这种明暗色差变化的原因是沉陷形成的负地形,造成地形坡度、坡向突变,改变了光线入射角使局部光谱反射能量改变所致。在图2中,剖面亮度值得到了验证。地面沉陷区的形状与农田中的道路、田埂和植物行距排列极不协调,与自然地形坡度有显著地影像差别,是非人为因素迹象。受采空区面积影响,沉陷区具有一定的宽度,面积从数百平方米至数万平方米不等。通过微地貌的变化可以推断地裂缝的位置,据此,可以圈定并计算沉陷区的面积。沉陷区按形状可划分为环状、带状和平行状等沉陷类型。
图1地面沉陷剖面位置
图2地面沉陷剖面亮度值
3、地裂缝
地裂缝在基岩和平原农业区都有发生,是地下矿产资源采空区应力失衡引发的岩石钢性变形。开裂的程度、规模受控于地质构造、开采厚度、深度、岩性及第四系覆盖层厚度。
实地观察发现,基岩以岩石张裂、断裂为主要特征,致使岩石垂直裂开影响到地表。第四系覆盖区则以地面沉陷区边缘的拉张性地裂缝为主。主要特征是裂缝两侧地形高差变化很小或没有变化,未形成沉陷区。基岩山区张裂型地裂缝规模大,整个山体裂开宽度达1~3m,长达数百米,小型地裂缝不足10 cm,长度几米~几十米。大量地裂缝造成地下水・渗漏,水土流失严重,山上大部分果树枯死,只有稀疏的荒草。
在遥感影像中,发生地裂缝处的地表和浅层土壤结构发生了变化,造成局部土壤含水量增加、湿度增大或透水性增强、湿度减少。甚至地裂缝的产生使植物种类(缝内生长杂草)、长势发生变化,形成色调和纹理上的光谱差异。平原区地裂缝一般规模较大,呈线状影像特征。规模小的地裂缝隐约可见,尚未影响农业种植,具有地面沉陷地裂缝的影像特征。有的沿已有老地裂缝向前延伸,呈现或明或暗的直线、折线状。有的则呈交叉或平行排列格局。有时
穿过农田形成一定落差的断陷陡坎,在遥感影像上具有不同的影像特征。山区规模较大的地裂缝呈条带状,裂缝内有植被呈暗红色。缺乏表土覆盖的小地裂缝,宽度10~20 cm,但从放大的遥感图像可以发现其踪迹,呈折线状断续分布(图3)。按地裂缝形状类型可划分为直线型、断续型和交叉型。
图3采矿造成的山体开裂
高分辨率卫星遥感图像提供了矿山地质灾害的丰富特征信息,具有宏观、准确、高效的特点,是矿山地质灾害和生态环境调查行之有效的手段之一。在一定条件下能为某些地质灾害的发生、发展提供预测指示信息,为综合治理提供科学依据。
参考文献:
[1] 盛业华,郭达志等.工矿区环境动态监测与分析研究[M].北京:地质出版社, 2001.
地质遥感技术范文6
关键词:地质找矿;遥感;发展方向
中图分类号: F407.1 文献标识码: A
引言
随着经济建设对矿产资源需求的不断增大,寻找地表矿床的难度不断加深,找矿方向渐趋于寻找隐伏的、半隐伏的矿床,并日益重视在研究程度较差、覆盖一半覆盖地区开展工作。遥感技术方法作为一种新的找矿手段,在找矿难度日益增大的情况下,越来越为人们所重视,由实验研究向实用化发展,目前已在地质找矿中取得了显著成效,成为地质找矿的重要方法。
遥感技术应用于地质找矿主要是在工作的初始阶段,在地质工作程度低、交通及地理条件较差的地区尤为重要。工作的目的是应用遥感影像的地质信息去分析成矿地质条件,确定找矿远景区和圈定成矿有利地段,为进一步开展地质评价工作提供遥感地质依据。
一、 遥感地质找矿的理论依据与技术基础
遥感信息,特别是多种遥感信息的综合,具有丰富的地质内涵和坚实的物理基础。这使得遥感地质找矿具有宏观性、多波段、信息量丰富、立体感强、便于定位等优势,是地质找矿不可或缺的手段。在遥感地质找矿的遥感影像分析中,传递含矿构造和含矿载体的两种标志:构造、结构、纹理特征;光谱特征。各种矿产资源的形成、产出,都与一定的地质构造条件有关,如斑岩铜矿与中酸入体有关:煤矿赋存在某些地质时代的煤系地层内。前者反映地质控矿构造特征、岩石类型特征等,通过研究遥感影像上显示的线性和环状信息可以揭示区域构造体系及其控矿作用;后者反映了地层层序、岩石类型的差异,矿物成分和含量的差异,特别是矿化蚀变信息。由于蚀变岩矿物具有本身的光谱特征,而一定类型的蚀变岩矿物组合常可指示一定矿种的存在。
二、遥感在地质找矿中的应用
遥感技术在地质找矿工作中的应用可归纳为如下几个方面:
利用图像上显示的与矿化有关的地物,直接圈定靶区,为找矿指明方向。如利用植物吸收不同金属元素所产生的不同光反射率、热反射率和叶绿素发光率进行波谱试验,为在植被发育地区快速发现工业矿产开辟新的找矿途径。
利用数字图像处理技术,进行多波段,多种类遥感图像的综合处理分析,增强或提取图像上与成矿有关的信息,尤其是矿化蚀变信息,为找矿提供依据,指明找矿方向和有利成矿的远景地段。
围岩蚀变是成矿作用的产物,是一种重要的找矿标志。常见的围岩蚀变有:矽卡岩化。有关矿产有铁、铜、钨、锡、钼等。云英岩化。与钨、锡、钼、锂、铍等矿产有关。绢云母化。有关矿产有铜、钼、金、铅、锌等。绿泥石化。有关矿产有铜、铅、锌、金、银、锡等。硅化。与铜、金、锑、汞、明矾石、重晶石等多种矿产伴生。由于不同的蚀变矿物具有各自的特征谱带以及岩矿石物理化学性质的差异,使其在多波段遥感图像上表现出不同的颜色、色调和纹理差异。目前,常用的提取蚀变异常的方法有比值分析法,彩色空变换、主成份分析法、光谱角蚀变法等。此外,在异常信息的提取过程中经常受到多种因素的影响,因而需要几种方法的有效组合,而不能只依靠某一种方法。
2.1 地质构造信息的解译
构造运动是地壳内部的内在活动因素,它与变质事件、热事件、成矿作用联系在一起,而内、外生矿床的形成和分布均不同程度地受一定地质构造事件的控制。地质构造在遥感图像上常表现为线性与环形特征。线性特征,是像片上呈连续或断续的线状或带状展布的影像,其空间分布型式有一定规律性。线性形迹主要指断裂和节理等构造,它控制着岩浆活动及矿液的运移、储存,对导矿、运矿、储矿起着重要作用。环形构造在地壳中以近圆形的构造环带为特征,多是地壳内部活动的表现,对形成火山型、热液型矿床关系密切。线性构造、环形构造及构造交叉部位,往往是成矿的重要部位。通过对遥感图像上色调、阴影、形状的研究可以更直观的看出研究地区的地质构造,有利于成矿预测。
2.2 地层信息的解译
岩石的组成成分、内部结构、光照条件等因素决定了它的光谱特征。岩性解译就是利用不同岩层反射光谱差异所形成的形态、结构、纹理、色调等影像差异,来判定出露地面的岩石的物理特性和产出特点,划分不同岩石类型或岩性组合。由于所有内生、外生矿床均与一定时代的岩性、地层及岩相有关,因此在成矿预测的过程中,首先要找出有关像片图形、地貌特征或与一定植物的联系,以便发现矿床赋存的有利层位与构造。
三、 遥感地质找矿的发展前景
20世纪末以来。随着数字地球的提出和现代信息技术取得新进展,数字地球的理论方法和现代信息技术的新进展引入地质勘查领域。应用现代信息技术的新进展进一步解决矿产资源问题成为地质找矿发展的必然趋势。在数字地球框架下,将遥感技术与地质领域传统方法技术相结合。与其它现代信息技术相结合。
基于数字地球的遥感找矿技术.其核心是遥感信息的延伸应用和信息化。它的目的是最大限度地利用信息资源,以提高矿产资源的勘查效果。一方面,露出地表的矿明显减少,勘查目标已由地表或近地表转向地下深处的隐伏矿床.找矿难度愈来愈大。另一方面.各种地学手段取得的信息资源愈来愈丰富。为遥感信息与其它地学信息的集成创造了条件。而后遥感应用技术有利于发挥遥感找矿的技术优势,发现用常规地质方法很难发现的地质体和地质现象,为找矿提供新的依据。
遥感找矿应用须从遥感“技术索引”的思路走出来,从控矿构造迈向与成矿机理研究相结合的高度。遥感应用必须与物化探、磁力、重力、地震探矿方法相结合,还需要进一步重视地热、地气的热力作用,深入研究生物地球化学效应、地球化学填图方法、生物成矿和数字地质的空间统计分析方法。只有加深对地表成矿信息的理解和诠释,才有可能对深部的、海底的隐伏矿床,由此及彼、由表及里.从地球系统科学与地质信息科学的深度作出科学的推论和预测。
随着遥感技术的发展,传感器的空间分辨率和光谱分辨将大幅提高,遥感信息量也将大幅增加。要在海量数据中提取有用的找矿信息,必然对遥感数据处理系统提出更高的要求。目前,多光谱遥感数据处理系统在数据的压缩、传输、专业软件的发展上都取得了很大的进步。在高光谱遥感数据分析、处理方面关键是在光谱维上进行图像信息的展开和定量分析。此外,实现信息分析模型和算法语言的改进也将大大提高遥感信息处理的速度和精度,提高找矿工作的效率。
四、结束语
遥感技术作为矿产勘查的一种手段应用于找矿,并取得了一定成就。遥感技术的直接应用是蚀变遥感信息的提取,遥感技术的间接应用包括地质构造信息、植被的光谱特征及矿床改造信息等方面。遥感找矿具有很大的发展前景。
多源数据的融合处理能够避免单一信息的片面性,使融合结果更加准确和客观。特别是利用遥感技术寻找深部矿床时,单纯使用遥感图像象存在明显的局限性,往往需要物探、化探地学数据以及各种地质图件的融合处理。
参考文献
[1]徐友宁.矿山环境地质调查研究现状及展望[J].地质通报,2008.