浅谈遥感技术在地质方面的应用

浅谈遥感技术在地质方面的应用遥感技术是太空时代的一项高新技术。

遥感影像可以全面、客观地记录地表综合景观的几何特征，遥感图像不仅可以获得地表景观的形态、分布特征组合，而且还可以获得物质的成分和结构等，进而实现地物识别的目的。

随着遥感技术的推广，遥感地质技术人员不断在实践中总结和提高。

标签：遥感地质1遥感地质的概念及发展历史1.1遥感地质的概念遥感是“遥感技术”的简称。

用各种仪器，从远距离探查、测量或侦察地球上、大气中及其它星球上的各种事物和变化情况，这种与目标不直接接触而获取有关目标的、信息的技术方法称遥感。

遥感地质又称地质遥感，是综合应用现代遥感技术来研究地质规律，进行地质调查和资源勘察的一种方法。

它从宏观的角度，着眼于由空中取得的地质信息，即以各种地质体对电磁辐射的反应作为基本依据，结合其他各种地质资料及遥感资料的综合应用，以分析、判断一定地区内的地质构造情况。

遥感技术系统，一般由遥感仪器（传感器）、运载工具（遥平台）、地面管理和数据处理系统以及资料判译和应用机构等四个部分组成。

按运载工具的类型，遥感技术可分为地面遥感、航空（机载）遥感和航天（星载）遥感等。

1.2遥感地质的发展历史1960年，地理学家普鲁特首先提出这一术语。

遥感技术是六十年代以来在航空摄影、航空地球物理测量等方法基础上，综合应用空间科学、光学、电子学及计算机技术等最新成果而迅速发展起来的。

现阶段的遥感技术仍以地球（包括大气圈）为主要研究对象，主要是利用各种物体反射或发射电磁波的性能，由飞机、火箭、人造卫星、宇宙飞船等运载工具上的各种传感仪器，从远距离接收或探测目标物的电磁波信息，从而获得多方面的情况和动态资料。

由于这种方法具有覆盖面积大、获取情报速度快、受地面障碍限制小，并能在短时期内连续、反复进行观测等优点，因而在探测自然资源、监视环境动态变化、气象观测、军事侦察等方面都有重要的应用价值和广阔的发展前景。

1.3遥感地质工作的基本内容及应用范围遥感地质工作的基本内容是：地面及航空遥感试验，发挥适用于地质找矿、地质环境的遥感系统，进行图像、数字数据的处理和地质判释。

遥感地质需要应用电子计算机技术、电磁辐射理论、现代光学和电子学技术以及数学地质的理论与方法，是促进地质工作现代化的一个重要技术领域。

遥感地质在地质方面的应用主要有地质制图、地质矿产资源勘查及环境、工程、灾害地质调查研究等。

遥感图像相当于一定比例尺缩小了的地面立体模型。

它全面、真实地反映了各种地物（包括地质体）的特征及其空间组合关系。

遥感图像的地质解译包括对经过图像处理后的图像的地质解释，是指应用遥感原理、地学理论和相关学科知识，以目视方法揭示遥感图像中的地质信息。

遥感图像地质解译的基本内容包括：（1）岩性和地层解译。

解译的标本有色调、地貌、水系、植被与土地利用特点等。

（2）构造解译。

在遥感图像上识别、勾绘和研究各种地质构造形迹的形态、产状、分布规律、组合关系及其成因联系等。

（3）矿产解译和成矿远景分析。

是一项复杂的综合性解译工作。

在大比例尺图像上有时可以直接判别原生矿体露头、铁帽和采矿遗迹等。

但大多数情况下是利用多波段遥感图像（尤其是红外航空遥感图像）解译与成矿相关的岩石、地层、构造以及围岩蚀变带等地质体。

除目视解译外，还经常运用图像处理技术提取矿产信息。

成矿远景分析工作是以成矿理论为指导，在矿产解译基础上，利用计算机将矿产解译成果与地球物理勘探、地球化学勘查资料进行综合处理，从而圈定成矿远景区，提出预测区和勘探靶区。

利用遥感图像解译矿产已成为一种重要的找矿手段。

2遥感在地灾领域的应用2.1发展概况感技术应用于地质灾害调查，可追溯到上世纪70年代末期。

在国外，开展得较好的有日本、美国、欧共体等。

日本利用遥感图像编制了全国1/5万地质灾害分布图；欧共体各国在大量滑坡、泥石流遥感调查基础上，对遥感技术方法进行了系统总结，指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率，遥感技术结合地面调查的分类方法，可以用GPS测量及雷达数据，监测滑坡活动可能达到的程度。

中国利用遥感技术开展地质灾害调查起步较晚，但进展较快。

中国地质灾害遥感调查是在为山区大型工程建设或为大江大河洪涝灾害防治服务中逐渐发展起来的。

80年代初，湖南省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查工作。

有关单位先后在雅砻江二滩电站、红水河龙滩电站、长江三峡工程、黄河龙羊峡电站、金沙江下游落渡、白鹤滩及乌东清电站库区开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查；从80年代中期起，又分别在宝成、宝天、成昆铁路等沿线进行了大规模的航空摄影，为调查地质灾害分布及其危害提供了信息源。

90年代起，在主干公路及铁路选线，如京九铁路沿线等也使用了地质灾害遥感调查技术。

90年代末期在全国范围内开展的“省级国土资源遥感综合调查”工作中，各省（区）都设立了专门的中小比例尺“地质灾害遥感综合调查”课题，主要是识别地质灾害微地貌类型及活动性，评价地质灾害对大型工程施工及运行的影响等。

特别是近年在重大工程论证中，都开展了工程地质遥感调查工作，如杭州湾跨海大桥、向山港跨海大桥等。

经过实践，摸索了一套较为合理有效的滑坡、泥石流等地质灾害遥感调查方法，即利用遥感信息源，以目视解译为主，计算机图像处理为辅，将重点区遥感解译成果与现场验证相结合，并利用其它非遥感资料，综合分析，多方验证。

传统的遥感地质以大的岩性构造、隐伏体为识别目标，由于早期的遥感影像空间分辨率和波譜分辨率都比较低，而一次成像覆盖面积较大（如LandSat TM 一景覆盖范围为185 km×185 km），对于地表宏观构造特征可以很好的表现。

早期的遥感地质主要任务是识别大的岩性构造、隐伏体（影像中的线性体、环形体），进行区域性构造解释及隐伏断裂构造识别。

主要包括三个方面的研究内容：地貌构造目视解译、地质动力解译分析以及地质指示模拟。

其中遥感地貌构造目视解译发展最成熟、应用范围也最广。

而地质动力解译分析和地质指标模拟工作基础相对薄弱，正处在探索与发展之中。

而随着高光谱遥感技术的发展，高光谱遥感数据具有成百个波段，光谱分辨率达10nm，使得其在盐矿识别和地质矿物识别填图等领域有着广泛的应用前景。

2.2地质灾害遥感调查的必要性2.2.1 地质灾害的日益严重要求采用当代高新技术开展调查工作人口、资源、环境与灾害是当今社会人类面临的主要问题。

人口的不断增长，导致了对资源需求的不断增加；人类活动空间和规模的迅速增大及对资源的过量开采，导致了一系列环境问题，引起了一系列自然灾害。

在各种自然灾害中，地质灾害占有重要的比重。

据不完全统计，全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失，达到了国民生产总值的5%以上。

在我国灾害及其所导致的环境问题中，据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%。

其中崩塌、滑坡、泥土流及人类工程活动诱发的浅表生地质灾害所造成的损失约占55%。

这些灾害的一次性规模虽小于地震、洪涝灾害等，但其发生频度和涉及范围则远远高于和广于这两种灾害，一年的总损失约200亿元。

我国从青藏高原向云贵高原和从云贵高原向长江中下游平原过渡的两个大陆坡度带范围内，仅上世纪80年代以来所发生的一次性伤亡人数在数十人以上或直接经济损失在数千万元以上的灾难性崩滑事件就达十余起，仅这些灾害所造成的人民生命损失已超过千人，直接经济损失上亿元，事后善后处理及整治费用则高达近十亿元，而由于灾害对社会所带来的影响所产生的间接损失则更是无法估量。

地质灾害已经严重地威胁着人民的生命财产安全，阻碍了社会经济可持续发展。

利用当代高新技术加大对地质灾害调查、监测和防治，已成为刻不容缓的任务。

2.2.2地质灾害的突发性与救灾的迫切性要求利用遥感技术进行调查暴雨是诱发地质灾害的催化剂。

暴雨的冲刷、淋漓和渗透，一方面降低了岩土体的抗剪强度，特别是降低地质体结构面的抗滑强度，使其发展成为滑动面和崩塌界面；另一方面增加了岩土体的自重、并增大了地下水的动压力和静压力，进一步降低了斜坡的稳定性，进而诱发滑坡。

另外，崩塌体和滑坡体在高强度水流作用下形成泥石流。

由此可以看出，地质灾害多发生于暴雨天气，常具有突发性特点。

一般地，暴雨多呈面型分布，因此，由暴雨引发的地质灾害也相应地大多表现为区域性，且多形成地质灾害链。

这种在暴雨恶劣天气下突发的地质灾害，若用传统的调查方法，不仅因为大面积调查难以做到实时性，也难以保证真实性和准确性。

但是，卫星遥感中的“星载雷达技术”具有穿透云雨特点，不受天气条件影响。

利用星载雷达可以实时而准确的开展突发性地质灾害调查。

遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分，是20世纪末几年开始执行的“对地观测系统（EOS）”计划的主体。

它具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。

利用全球卫星定位系统（GPS）可以准确地监测地质灾害体的形变与蠕动情况，从卫星遥感图像上可实时或准实时地反映灾时的具体情况，监测重点灾害点的发展演化趋势，增强地质灾害发生的预见性。

因此，为了能及时地调查地质灾害状况，为抢灾与救灾工作提供准确资料，根据国民经济建设与可持续发展的需要，在地质灾害调查中采用遥感技术这一先进手段，是尤为必要的，这也是现代高新技术应用发展的必然趋势。

2.3地质灾害遥感调查的可行性2.3.1 地质灾害遥感调查技术经验的积累国内外地质灾害遥感调查技术方法主要是在上世纪最后20年发展起来的，现已基本形成了规范化的技术流程，在地质灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。

2.3.2 遥感技术特点为有效地进行地质灾害调查提供了可能地质灾害的发生主要受制于地层岩性、构造展布、植被覆盖、地形地貌以及大气降水强度等要素。

一般情况下，岩性脆弱、构造发育、植被稀疏、地形陡峻的地段，在强降水过程中容易发生地质灾害。

遥感技术有宏观性强、时效性好、信息量丰富等特点，不仅能有效地监测预报天气状况进行地质灾害预警，研究查明不同地质地貌背景下地质灾害隐患区段，同时对突发性地质灾害也能进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。

因此，遥感技术在地质灾害调查中必将发挥重要的作用。

2.3.3现代高新技术的发展是地质灾害遥感调查的强有力技术支持空间技术、信息技术和计算机技术是20世纪发展最迅速的科学技术。

就空间技术而言，光机扫描遥感仪器的实验成功（代替了摄像管技术），是空间光学-传感器技术发展的转折，它解决了从空间获取可见光和红外两个重要电磁波段数据的关键技术性问题，也为遥感技术提供了更宽波段范围内的服务。

2.4地质灾害遥感调查内容分析2.4.1孕灾背景调查与研究研究表明，地质灾害的孕灾背景主要有如下8种因子：①时日降水量；②多年平均降水量；③地面坡度；④松散堆积物的厚度及分布；⑤构造发育程度（控制岩石破碎程度和稳定性）；⑥植被发育状况；⑦岩土体结构（反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力）；⑧人类工程活动程度。