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近年来,随着遥感技术的快速发展,在工程地质调绘中的应用也越来越成熟,遥感技术的应用极大改变了工程地质调绘的探测方式,特别是对于一些地形较为复杂的工程地质调绘来说,遥感技术的应用克服了许多探测难题。基于遥感技术的众多优势,遥感技术在工程地质调绘中已经得到了普遍性的应用。
一、遥感技术概述
遥感技术是一种从卫星、飞机、热气球等飞行器上获取电磁辐射信息,依据信息进行地质条件、资源条件、环境等方面判断的技术手段。遥感技术最早起源于上世纪60年代,在一些航空器上架设摄影、摄像设备进行拍摄,这是遥感技术发展初期的雏形。随着遥感技术的发展,在航空器上架设遥感器,通过遥感器探测地面物质的电磁辐射信息来形成一种综合的信息反馈,并且最终成像。利用遥感技术在工程地质调绘中进行探测,能够通过这种遥感成像更加全面的分析地质面貌和信息,而且由于任何物体都具有电磁辐射特征,利用遥感技术进行探测也能获得更佳准确的探测信息[1]。同时,在遥感技术中还通常利用可见光、红外线等进行探测,针对不同的地质条件和探测需要,选择不同的遥感探测技术。
二、遥感系统组成
遥感系统一般由遥感平台、信息传输设备、遥感器、图像处理装置等设备组成,遥感器是遥感系统中的主要组成设备,根据不同的探测需要,可以采取不同的遥感器。遥感器有微波辐射、多光谱扫描仪、雷达、摄影摄像设备等不同的技术类型,成像类型也不尽相同。在遥感器对地面物体进行探测后将信息传输给图像处理设备进行进一步的技术处理,图像处理设备对各种信息进行汇总处理后形成图像反映给判释人员。由此可见,在遥感系统中,遥感器以及遥感平台是关键组成部分,无论是基于何种技术的遥感技术,其核心设备都是遥感器,遥感器的技术水平也直接决定着最终的成像质量以及探测质量。
三、遥感技术在工程地质调绘中的应用优势
1.探测范围大
较传工程地质调绘探测方法来说,遥感技术的首要优势便在于其探测范围大,由于遥感器材是安装在航空器上的,航空飞机通常飞行高度在10km左右,极大扩大了这种地面探测范围,而卫星遥感技术的探测范围就更大[2]。扩大了探测范围就能有效保证探测的全面性,在传统工程地质调绘中,由于技术条件所限,很难全面的进行地质分析,特别是对于地质面貌的全面了解。而利用遥感技术进行工程地质调绘,则能非常全面的形成全面地质面貌分析,同时利用不同的探测技术,详细了解地质构成。因而可以看出,在工程地质调绘中应用遥感技术,有利于掌握地质区域的全局信息,形成全面了解。
2.获取信息多
在遥感技术中,通过不同的技术手段,如摄影摄像、电磁辐射、红外线等形成不同的地质信息,从而能够获取更大的信息量,有助于后续的地质调绘。特别是对于一些肉眼不可见的信息,如红外信息、微波信息、紫外线信息等等,利用一些特殊的遥感设备进行探测能够获得关于地质的各方面信息。这一点是传统工程地质调绘手段中无法实现的,在传统工程地质调绘中,只能通过物探等一些方法分析地质结构组成,而这种方法不但费时费力,也不能形成全面的分析地质结构组成。
3.探测速度快
利用遥感技术,能够快速的完成工程地质调绘工作,在工程地质调绘中,通常一周甚至几天就能够完成基本的探测工作,探测效率较传统工程地质调绘方法来说大大提高。同时,在探测过程中,如果遇到地质条件较为负责的情况,如山川险峻难以实地探测,那么就会大大降低探测速度。而遥感技术的应用就解决了这一问题,遥感技术能够克服这些地质条件,不受地质环境的阻碍影响,这就提高了探测速度。
四、遥感技术在工程地质调绘中的应用策略
1.制定合理的工程地质调绘方案
制定关于遥感探测工程地质调绘方案的主要意义便在于对遥感技术进行更加有效的利用,特别是对于地质条件较为复杂的环境进行探测时,应当针对工程地质调绘需求合理安排相应的遥感技术应用方案,合理运用遥感技术,同时也应当充分利用遥感技术的优势,缩短调绘周期,提高调绘质量[3]。
2.选择适宜的遥感平台
针对不同的工程地质调绘需求,应当选择适宜的遥感平台,也就是对于航空航天器材的选择,如飞机、热气球、卫星等等,不同的遥感平台所产生的探测效果是不同的,这就需要在遥感平台选择中要尽量符合工程地质调绘的具体需求。同时,遥感平台的选择也涉及到工程质地调绘效率和成本问题,在遥感技术应用中,也应当充分考虑这一方面。遥感技术的应用范围很广,就在工程地质调绘中的应用来说,可供选择的遥感平台也有很多,各种遥感平台的优势、劣势也不尽相同。
3.充分利用各种遥感技术手段
在工程地质调绘中,应当尽可能全面的对地质条件进行分析,这就要求充分利用各种遥感技术手段,如可见光成像、电磁辐射成像、红外成像等等,这有利于在工程地质调绘中获取更多的地质信息。在利用遥感技术手段中,也应当针对工程地质调绘的具体要求,如果需要分析地质内部结构组成的,则需要选择多种遥感技术手段,如果仅仅需要了解周围地质面貌,那么利用可见光进行遥感成像就能够满足需求。
结论
遥感技术在工程地质调绘应用中有着诸多优势,如探测范围大、获取信息多、探测速度快等,遥感技术在工程地质调绘中应用的快速发展也正是基于这些优势。针对遥感技术的优势以及技术特点,其在工程地质调绘的应用中应当采取一些适当的策略,制定出完善、科学的工程地质调绘方案,充分利用各种遥感技术手段,选择适宜的遥感平台,以达到更好的应用效果。
参考文献
[1]张晓绥,崔红兵,魏清. 遥感技术在公路工可研阶段工程地质调绘中的应用[J]. 内蒙古公路与运输,2005,02:29-31.
一、遥感技术的发展
遥感器不断拓宽的频谱范围,陆续推出的新型传感器,有效提高的分辨率,不但对遥感的观测尺度、分辨对地本领以及识别精细程度进行了提高,使得利用遥感器处理数据、提取信息的方法都产生了一个质的提高,把遥感技术的研究应用推向了一个崭新的高度。
不断提高的遥感探测分辨率,使对地物精细特点的探测也变成了可能。地物的特点具体包括:其一地物具有的几何特点,其二组成地物的物质结构与成分,其三演化地物的特点。根据高空间分辨率遥感、高光谱遥感与高时间分辨率遥感可以探测以上特点的精细度。
遥感数据的空间分辨率在近些年来正在迅速被提高,促使地物精细具有了空间特点,在遥感图像上看清地物的全部相关因素如大小、外形、分布空间、纹理构成、以及其它地物之间产生的空间关系等。地物识别中的地物空间特点在高空间分辨率遥感图像上逐渐占据了重要位置,而色调与统计特点在中低分辨率图像识别中曾经发挥的主要作用转变为次要或者辅助地位。不断兴起与发展的高光谱技术,推动遥感鉴别逐渐变成直接识别地物。高光谱遥感的重要特点是对元光谱进行获取与重建,进一步按照光谱特点对地物外形、组成地物以及具体成分直接进行识别。伴随着逐渐提高的光谱分辨率,在识别过程中地物的光谱特点逐渐占据了重要位置,工作方法从原来的分析图像转变为图谱联合,同时促使遥感逐步脱离看图识字时期,更加倾向于定量分析与理解地物波普。
二、遥感技术在地质灾害中应用的优势
(一)高精度获得数据。在高空中遥感技术能够探测较大的范围地区,并且宏观上获得这一地区范围的数据。按照不同的采集方法,也会产生不同的广度与精度。采集工作使用飞机能够获得10km左右的高度,使用陆地卫星能够获得910km左右的高度。当前TM卫星可以产生15米的影像空间分辨率;而SPOT卫星全色波段最高可产生2.5米的影像空间分辨率,多光谱波动为10米。
(二)更新数据时间很短。在同一地区范围利用遥感器探测可以反复周期的采集数据,进一步可以有效获得这一地区最新的各种自然现象的相关数据。按照不断变化的数据,可以动态监测这一地区的自然现象,对地面变化的事物动态反映。遥感平台的不同高度可以对各种周期重复观测,每天NOAA气象卫星可以两次收到同一地区的遥感数据,而每半个小时Meteosat则能够在同一地区获取图像。
(三)符合各种地面条件。地面条件不会对遥感技术造成限制,在一些沙漠、沼泽等恶劣条件的地区,可以采用遥感技术取代人类采集和探测相关的重要数据。另外,利用各种遥感器和波段,还能够通过遥感技术探测地物内部。例如,深层地面、水下层、冰层下存在的水体、沙漠下地物特点等。
三、遥感技术在地质灾害中的应用
(一)有效预防灾害。第一,在全区范围内利用遥感技术可以积极了解地质情况,找出容易出现地质灾害的范围。在遥感影像上比较常见的地质灾害都体现出了一些特点,联系这些特点,能够准确将地质灾害频发地区进行划分,进一步绘制地质灾害危险等级。应当在高级别地质灾害地区加强防范安全意识和监测强度,争取在每一个人身上都普及防范安全意识。第二,在容易发生地质灾害的地区利用遥感技术重点进行监测,做好预防和警报工作。发生地质灾害的因素是不断变化的地质体,而暴雨天气是造成地质变化的重要原因,当然也可能是发生大地震之后引发的次生灾害,一般体现出了突发性特征。传统的调查方法在暴雨发生时无法有效监测面积较大的易受灾地区,同时准确性与实时性都需要进一步提高。而通过遥感技术能够对变化的气候进行动态监测,及时提醒人们在容易发生地质灾害地区的人们尽快做好预防工作。此外,针对地质变化情况也可以利用遥感技术及时准确的发现,提前做好预防地质灾害的措施,进而降低损失。
(二)迅速组织救援。发生地质灾害时最为显著的特征便是突发性,一旦地质灾害出现,开展救援工作需要具备充分的资料。此外,发生灾害之后,救援人员很难勘测受灾地区。这时可以使用遥感技术勘测受灾地区具体情况,对灾害带来的破坏状况全面了解,为开展救援工作提供重要的参考资料。灾害发生之后救援工作一般非常紧迫,在救援工作中利用遥感技术的较短周期、较高精度等特点为其提供精准、迅速的灾区信息。通常情况下能够应用到的遥感技术包含:受灾地区、范围、破坏建筑的状况、毁坏交通的状况、气候改变的状况等。当前,具体是对比发生灾害之前遥感高精度信息影像和发生灾害之后的高精度信息影像,利用影像具有的特点提供重要根据。这些资料能够为报告灾害情况、评估灾害情况损失、救援措施等提供准确而迅速的参考根据。
(三)灾后重建。造成地区受灾严重的关键原因是缺乏科学合理的规划。发生地质灾害之后,需要对规划重新考虑。了解灾害发生地区的地质状况是科学进行规划的前提。由于发生地质灾害之后会出现不同程度的改变地质的现象,假如使用人工传统的勘测方法,对这些变化地质的情况需要更多的时间组织摸底调查工作,致使快速重建灾区陷入困境。通过遥感技术的应用,能够迅速对变化的受灾地区地质情况进行确定,或者对存在于规划中的失误及时纠正。联系监测评估遥感数据的结果,同时联系国家总体规划政策与地方贯彻落实的具体方案,为重建规划灾后地区提供重要的信息支撑。
[关键词]遥感技术 地质勘查 应用
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-211-1
1引言
遥感技术主要是在高空利用遥感器远距离的探测目标,通过探测对象辐射或反射的电磁波、可见光等来对其进行探知和识别的技术。先进的遥感技术不仅可以获取地球表面地形、地貌的自然特征,还可以获取矿产、植被、山体等实物特性。现将遥感技术应用在地质勘查矿产资源的探测方面,对我国经济的发展有着积极的作用。在实际矿产探测时,我们需要借助遥感技术提取、分析相关的数据和图像信息,并结合实际现场的地形地貌特点,充分借助线环形构造原理,综合论证分析,找到相关的矿产资源。因此,我们不难看出遥感技术具有宏观性、综合性、多角度、多空间的特点。
2遥感技术的实际应用
2.1地质构造信息的获取
不同地质构造的边界或者由于板块运动而产生的变异部位通常存在着内生矿。重要矿产一般都是随机分布在不同板块连接或者临界的地方,随着重大地质的变异相继产生,矿床为带状分布,规模与地质构造的变异差不多。
遥感技术应用在矿产资源的探测方面多表现在空间信息上。主要通过提取该区域矿产的线状影像资料,主要包括地质的断裂、变异等;环状影像资料,主要包括火山、盆地等;带状影像资料,主要包括岩层信息等。还有从控矿断裂交切处出现的块状影像资料和感矿相关的色异常中提出的相关信息。需要说明的是,如果断裂变异为主要控矿构造时,利用遥感技术对断裂信息重点提取分析具有重要的作用。
遥感技术在拍摄成像处理的过程中,通常会出现不清晰和模糊的情况,造成人们无法对那些有兴趣想要重点探索的区域进行清楚的识别。人们利用自我的目测解释或者通过人机互动等方法,对所提取的遥感影像综合分析处理,例如:加强边界线处理,增加灰度调色,利用科学算法等一系列方法,使地质构造信息简单明了的显现出来。此外,遥感技术仍可以通过地表地貌、植被、岩石分布等主要特征,综合提取分析,来获得隐蔽的构造信息。
2.2利用植被波谱特点探矿
受地下水和微生物的共同作用,矿产资源中的金属元素、矿物质都可能或多或少的对上边地层结构产生影响,从而使土壤的营养构成产生变化,生长在最上方土壤上边的植被对于金属元素有着吸附和聚集的作用,导致自身生长过程中水分和叶绿素等主要物质的变化,那就产生了植被反射光谱的差异。因此,这就为遥感技术的应用奠定了理论基础,人们可以通过提取分析遥感资料中植被光谱的异常信息来探寻矿产资源。
人们应该掌握不同植被或者同种植被不同叶、茎含金属量的差异变化。所以,通过对已知现有矿区不同植被或同种植被的不同部位作为样品,进行光谱测试,归纳分析总结出对金属最有吸收聚集作用的植被,将这一种类的植被定为矿产探测的有效植被,其余作为辅助植被。遥感技术的图像处理一般通过光谱增强技术,采用主要成分分析,监督分类等方法。一般情况下,遥感图像上的异常颜色分布均为植被反射的光谱异常信息,我们通过对图像的分析和处理,将这些细微的异常信息分析、提取出来,并将他们直观、重点的重新标注于遥感图像上边,以此来综合推断未探知的矿产资源大致分布。由于植被体内有些金属元素的成分含量
微乎其微,所以,金属元素的含量变化检测受检测仪器的灵敏度限制。倘若,植被体内的金属元素含量变化十分微小,现在的科学技术仍然不能检测出来,那么检测下限就需要重新定量,由实验重新获得。从数据分析上可知,高光谱较多光谱在获取植被波谱方面的优点要多很多。
2.3矿床信息的变化依据
由于外界环境的不断变化,矿床也会随之产生某些性状的变化。我们可以通过调取不同时段的遥感资料和图像进行宏观对比,分析矿床的剥蚀改造作用;综合相关成矿深度的知识,找出矿床的产出部位。
3遥感技术的发展趋势
3.1高光谱的实际应用
高光谱是一种融合了计算机、探测、光学、信号处理于一身的综合技术。充分显示了纳米级别的光谱分辨率在光谱仪中的实际应用,在成像的时候可以同时记录下数百条的光谱通道数据,从每一个像元中提取连续的光谱曲线,实现空间信息,光谱信息和辐射信息的同时获取,所以有着很大的发展空间。高光谱的图像光谱信息具有层次分明、信息丰富的特点,对于不同波段有阵不同的信息变化量,通过建立相关模型,得出矿物的丰度。人们应该充分利用高光谱的优势,加强数据应用处理能力。
3.2数据的整合
伴随着大量新型传感器的不断产生,可以从不同的空间、时间和光谱范围等诸多方面来客观真实的反应地物目标的特点,形成同一个区域的多元数据,和单元数据比较,多元数据具有互补性的优点。单源数据仅能突出地物目标在一个方面或者几个方面的特点,想要全面,多层次的了解目标,就必须以多源据作为基础,提取更多丰富、有意义的信息。多源数据的发展促使数据整合技术的不断前进。借助数据整合,我们不仅可以删除无用信息,提高数据处理效率,还可以将有价值的信息集中整合起来,形成互补优势。
3.3 3S技术的有机结合
遥感(RS),地理信息系统(GIS),全球定位系统(GPS)统称为3S。我们利用全球定位系统可以有效的迅速定位,确认全球范围内的任何点坐标并进行科学管理。大量的遥感数据需要更大的空间,所以更加需要强大的管理系统。现阶段,随着人力成本的大幅上升,在区域范围内探寻矿产资源的过程中,遥感技术已经表现出了小投资大回报的绝对优势,所以RS和GIS的技术整合相当重要。随着3S技术的不断升级完善,地质工作人员可以尝试3S和可视系统、卫星通信系统等先进科学技术的综合应用,
4结束语
笔者认为,遥感技术作为地质勘查的重要手段,在矿产资源的探测方面有着更大的发展前景,对矿产资源的可持续发展有着积极的作用。
参考文献
关键词:遥感技术;地质灾害;监测
0引言
地质灾害是影响人类生存活动的最严重的自然灾害之一,在自然的地质作用与人类活动的共同影响下产生了地质灾害,地质灾害有突发性的灾害,如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等,也包括渐进性的,如水土流失、地面沉降和土地荒漠化等。为了更好地获得地质灾害信息,预防灾害的发生,技术人员采取遥感技术进行灾害监测、预防等工作,通过遥感技术,我们能获得更丰富、更准确的信息,遥感技术不需要实地采样,也不需要人工留守观测,只需要计算机控制技术变能完成工作,而今,这已经成为监测地质灾害,对滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地质灾害防治方面实现灾前预警、灾情监控、灾后评估的重要手段,它还为我国的经济建设提供了参考依据,减少因地质灾害而造成的损失。
1遥感测绘技术在地质灾害监测中的应用
遥感技术在地质灾害总的运用要最早追溯到上世纪70年代,最开始使用这一技术的国家有日本、美国、欧共体等。日本利用遥感图编制了1∶500000的地质灾害分布图;欧共体国家则在大量滑坡、泥石流遥感应用基础上对遥感技术进行了总结分析,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,监测到地质灾害可以达到的程度。
遥感技术在滑坡灾害的监测中已经得到广泛应用,对滑坡区域的调查和监测都起到了很明显的作用。遥感技术应用于滑坡调查研究,多使用航拍照片和陆地监测数据,以目视解译为主,如日本利用黑白航片编制了1∶50000全国滑坡分布图,我国的研究人员利用ETM影像对青藏公路和铁路沿线1∶100000的滑坡以及其滑坡情况进行了调查。
地质灾害是一种自然现象,一旦发生将给会人民的生命、财产带来极大的损失,对环境、资源也有很大的破坏性。我国是受自然灾害影响最严重的国家之一,自然灾害的类型多、发生频率高、分布地域广、灾害损失大,而如何预防和治理自然灾害问题就成为我国地质工作者要面临的重要工作,实践证明,最有效的方法就是开展地质灾害预测预报和风险区划,为国土规划、减灾救灾、灾害管理与决策提供可靠依据,对危害性严重的地域要加强调查监督,以便避免重大地质灾害事件的发生,遥感技术将在这一领域中发挥重要作用。
泥石流是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害。导致泥石流发生的原因很复杂,且各有特点。但导致泥石流发生的原因有两类,即物源因素和动力因素。直接利用卫星遥感(TM)图像解译可获取植被盖度、坡面松散物量、岩石类别、构造发育程度、人为活动、汇水区大小、流域平面形态、山体坡度、沟道形态等9种影响泥石流发育的基本因素。降水强度、过程和形式则不能由遥感图像解译,沟床坡降可采用地形图与遥感图像解译相结合的方式获取。利用卫星遥感图像(TM)判断泥石流隐患区,是以隐患区与已发生区存在的共通性特征为基础,结合地理分析法,运用形象思维,建立起泥石流隐患区遥感图像特征,然后综合考虑这些特征,对一个小流域是否是泥石流隐患区作出判断。
2地质灾害的治理
地质灾害是一种不良的自然现象,常伴有滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体,有时这些灾害个体是组合发生,在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。对于崩塌、泥石流、滑坡等都能在遥感图像上现象出来,技术人员也能直接从遥感影像上直接判读圈定。我们通过对遥感图像的解释,可以对目标区域内已经发生的地质灾害以及存在的地质灾害隐患进行分析,查明其分布、规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。然后划分出地质灾害容易发生的曲艺,评价易发程度,为防治地质灾害,建立监测指南提供依据。
2.1灾害的营救
虽然地质灾害不是突发灾害,但一旦有地质灾害发生,营救工作则成为必须及时开展的重要工作,加上营救工作需要详细充足的资料作为依据,遥感监测数据对灾害营救来说也非常重要。由于营救人员很难进入灾害现场再勘查,同时要抓紧时间进行救援,此时,我们就可以通过遥感技术对受灾地区进行勘测,及时有效的了解灾害的情况,为救援工作的展开提供参考依据。发生灾害后,时间就是生命,失去一秒钟可能就会失去一个生命,遥感技术周期短、精确度高的特点,能为营救工作提供快速有效帮助。遥感技术通常会为我们提供,灾害区域、灾害范围、建筑的破坏情况、道路的毁坏情况、气候变化情况等。目前,主要是利用灾害发生前的高精度的遥感影像信息与灾害发生后的高精度影像信息进行比较,通过影像特征提供参考依据。
2.2灾后重建
一些受灾严重的地区,很大一部分是因为布局规划不合理造成的,地质灾害发生后,最重要的就是科学的治理规划。如果没有详细的了解清楚地质灾害发生的具体情况,就无法开展下一步工作。地质灾害发生后,灾区的很多原始情况都会改变,若是采用传统的人工勘测方式,就会花费更长的时间去对这些地质的变化情况进行彻底摸底调查,将会给抢险救灾工作带来很大的阻力,加强利用遥感技术,工作人员能迅速有效的掌握灾区的情况,或者纠正以前的规划中存在的失误。根据遥感数据的监测评估结果,同时结合国家政策的总体规划与地方的具体实施方案,为灾后治理提供更科学的依据,提高治理质量。
3展望
利用遥感技术进行地质灾害预测、监测和调查研究是一项规模宏大、内容丰富的系统工程,它包括监测、预报、防灾、抗灾、救灾和援建等方面。遥感技术在减轻自然灾害损害,提高治理效率方面有着十分积极的作用,遥感技术进行信息获取、信息处理与分析、决策与应用等环节是一项宏伟而专业的工程,需要更多的技术予以支持,今后,利用遥感技术研究地质灾害将更趋向于使用陆地卫星、测地卫星、定位卫星、气象和通信卫星等多种卫星系统,并辅以航空、地面等多层次的监测,采用可见光、红外、微波、激光等多遥感波段,进行全天候、多时相的连续观测。只有这样,才能让遥感技术在未来的应用中发挥出更大的优势,取得更明显的经济与社会效益。
4结束语
遥感技术是一门新兴技术,在地质灾害方面的预测和治理方面是有效的,而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。而今,随着遥感技术理论的逐步完善,以及遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一。但是要全面推广遥感技术在地质灾害中的应用,目前尚存在一定的困难和技术缺陷,有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。
参考文献:
[1]刘珺,贾明.浅谈遥感技术在地质灾害调查中的应用[J].科技情报开发与经济,2005,(05).
[2]黄小雪,罗麟,程香菊.遥感技术在灾害监测中的应用[J].四川环境,2004,(06).
[4]李志勇,陈虹,卢汉民.遥感技术在地质灾害调查中的应用[J].测绘技术装备, 2010, 12(1).
[关键词]遥感技术 区域水文地质 地质调查 应用
[中图分类号] P641.4+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-9-179-1
1遥感技术的概念
所谓遥感技术主要是在太空中,利用遥感器实现对检测目标的远距离检测并探查地球地表上物体的特征,并对探测到的特征信息进行分类处理和利用的一种技术。
遥感技术的出现伴随着光学技术、计算机技术、电子技术及空间科学技术的发展。其发展的基础是20世纪30年代的航空摄影技术,并在20世纪60年代得到迅速发展并广泛的应用于各个领域中。
现代遥感技术依托于电磁波理论,并由遥感平台、遥感仪器、信息处理、接收和分析应用等部分共同组成。由于地球上的不同物体均具备不同的波谱特征,遥感技术中的遥感器也正是依据该特性,通过感知不同物体所发射及反射的不同电磁波来探查其性质、状态及数量等。
2遥感技术在区域水文地质调查中的具体应用
众所周知,工程建设项目在开始施工之前,首先应查明施工区域内的水文地质条件。
在水文地质调查的不同阶段,综合运用航空像片、卫星图像的解译及其他遥感技术,促使我们获得该区域内的地下水形成、贮存、运动特征、水质及水量的变化情况,为合理利用地下水及充分掌握该区域的地质情况提供基础依据和参考。
2.1水文地质测绘
由于水文地质测绘工作的综合性比较强,且测绘过程繁琐。采用传统的测绘方法效果不够显著,且耗时耗力。而在水文地质测绘工作中充分引入遥感技术,利用遥感图像解译地貌特征、水体及汗水岩体,能够获取较为明显的测绘结果。通过解译遥感图像,能够快速获取该地区的水文地质规律。在水文地质测绘工作中运用遥感技术效果十分显著。
第一,利用遥感技术勾绘的地质界线,尤其是第四纪地质界线准确可靠,地貌的研究结果清楚明晰,同时还可以获取隐伏断裂及活动断裂方面较为准确的基础数据。
第二,因遥感图像能够清晰的反映水系、水体、湿地、地下水浅埋带等和水文地质联系紧密的现象,可以较为准确的判断地下水的补给、径流及排泄等水文地质情况.
第三,采取遥感技术能够有效提高水文地质的普查速度,尤其是针对自然条件复杂、交通困难地区的普查工作。
2.2地下水资源的调查
利用遥感地质技术进行地下水资源的调查,在我国的应用范围十分广泛。无论是在基岩山区还是在松散的堆积区,都可以得到较好的效果。采用遥感技术进行地下水资源的调查时,首先需要解译航空及航天图像,查找到富水的含水层分布区或者富水的构造地带;然后依据水文地质钻探的相关资料和已知的开采井及水文物探资料,通过综合分析,并计算和评价水资源。
因遥感图像所解译的含水层及含水层构造的边界十分准确,所以利用遥感技术进行地下水资源的勘察能够获取极佳的效果。
此外,因热红外图像能够清晰的反映地下水浅埋带、拳及泉水的溢出带,所以在寻找地下水方面也可以充分利用热红外遥感技术。例如在天津地区,曾经就利用热红外遥感扫描和彩红外航摄相结合的方法,探明了浅埋古河道的具体分布情况。
2.3矿区水文地质勘查
矿井一旦发生透水事故将给人们的生命财产带来极大的威胁。矿井透水事故的发生不仅仅是由不合理开采等问题造成的。更重要的原因在于未查明矿区的水文地质情况,没有对矿区的含水层分布及地质构造情况进行详细的探查。
在矿区利用遥感图像的解译技术,就能够得到准确的含水层分布情况及地质构造的情况,为矿区合理布置矿井提供基础依据和资料。这样不仅有利于矿产资源的合理开发,还能够有效减少因矿井透水所导致的人员伤亡事故。
2.4水利工程的水文地质勘查
水利工程中的水库水文地质勘探主要是解决水库向邻谷及库底的渗漏情况及渗漏量的问题。在进行水库水文地质调查的过程中,充分利用遥感技术,将书库区域的航天图像和航空像片进行地质解译,并结合地面勘探及物探工作结果,可以快速且准确的获取库区内及库岸的岩层透水性、透水岩层的具体走向、泉水的出露点击水库和邻谷地段的岩层透水性及可能出现渗漏的位置和方向等。依据获取的水文地质数据,可以绘制出河谷区到分水岭地段内不同时期的地下水位线图,且为绘制综合工程地质图提供了基础依据。例如在我国的三峡水利枢纽工程及二滩水电站中都广泛的采用了遥感技术,并取得了十分显著的成果。
2.5其它水文地质工作
除了以上几种水文地质探查情况之外,遥感技术还可以用于海岛淡水水源调查、地热水文地质调查、环境水文地质调查等方面。运用红外遥感技术进行古河道及河漫滩中的富水地段的寻找中,能够获取各种地表水体的形状、分布及走向情况,探查到地下水露头的具置、大小及数量等;利用遥感技术可以在沿海及岛屿上进行淡水的探查工作;利用遥感技术还能探查岩溶区的水文地质情况,探查隐伏的溶洞、岩溶水的流向及分布情况等;此外还可以运用遥感技术进行地下热水的埋藏情况的探查工作。
综上所述,水文地质勘查工作是工程建设项目顺利施工的前提条件。在水文地质探查中,充分运用遥感技术,能够快速准确的获取探查地域内部的水文地质分布及水文地质构造等基本情况,为工程建设提供基础依据和参考。近年来,随着我国航天技术的不断发展、应用卫星的开发和计算机技术的快速发展,这些技术也推动了遥感技术的快速发展,并推动区域水文地质调查工作的快速发展。
参考文献
[1]陈华慧主编.遥感地质学.北京:地质出版社,1988.
关键词:遥感技术;地质找矿;运用
中图分类号:P62文献标识码: A
一、遥感技术的基本特征
遥感技术在地质找矿工作中的应用,被测地质的地貌形态、地表情况等信息均可以通过影像进行传输从而进行深入分析,然后得出结果,实现远程的观测以及判断。遥感技术的运用更加省时,可以更加准确、快速的分析出矿产资源在地表下的位置,很大程度上减少了工作人员的投入量,有效的提高了地质找矿的工作效率。
二、遥感技术找矿的理论依据以及技术基础
为了使遥感技术在地质找矿工程中发挥更大的效用,其必须具有依照一定的理论依据以及物理基础。这项技术的特性很多,其收集到的信息量比较大,而且波段较多,应用这项技术进行地质找矿可以准确的定位,在检测时还能收到立体感较强的画面,这项技术优良的特性得到了地质找矿人员的青睐,在地质找矿工程中发挥着重要的效用。遥感技术在进行影像分析时,对含矿的地质区域会呈现出较为明显的标志,检测到的影像中会出现光谱特征以及纹理特征。我国的资源比较丰富,而且分布的范围比较广,在不同的地区中,地质条件以及构造有着很大的区别,而地质结构对矿产资源的形成有着一定影响,所以,在找矿的过程中,要根据不同的地质结构选择不同的遥感技术,这样才能有效的降低工作人员的工作量,提高其效率。在利用遥感影像技术检测到某一地区出现光谱特征时,可以分析出该地区的岩石层序以及矿物成分的含量,还可以根据不同的光谱类型分析出不同地区岩石层序的差异性。如果勘测的场地有蚀变岩矿物,这种物质本身具有光谱特征,可以根据光谱特征的差异性,找出矿物的矿种。为遥感影像检测到纹理特征时,相关人员可以分析出该地区地质的特点以及岩石的类型等信息,所以,遥感技术的影像功能对地质找矿工程有很大的帮助,通过分析收集到的影像信息,可以有效的分析出该地区地质条件以及构造体系等,还可以分析出该地质中矿物的类型以及分布特点。
三、现代遥感技术地质找矿的程序
1、遥感数据处理
遥感地质找矿工作应紧密结合地质矿产信息的提取进行,而遥感数据处理作为地质矿产信息提取的必要手段,贯穿在整个信息提取过程中,包含各种数据的预处理、影像增强、变换等模型方法。为了使数据处理更有效,应采用符合工作区实际地质地貌特征的图像处理方法模型。
2、遥感影像图与地质图的结合
通过对遥感数据处理,使得遥感影像图与地质图具有相同的地图投影坐标系统,并与地质图相套合,该影像是工作区遥感概貌与地质图相互对应的直观缩影,是地质解译和成矿预测的基础图件。
3、遥感地质构造分析
遥感地质构造解译分析是遥感地质找矿的重要环节,不同的工作任务和精度要求,对遥感地质构造解译的具体要求也有所不同,但都应当着重于对区域矿产、矿床、矿体起直接或间接控制作用的断裂构造进行分析,包括构造的组合关系以及控岩控矿构造的影像特征研究,特别是注意分析隐伏的或深部控矿构造。遥感地质构造分析,还需要与地球物理场的研究相结合,尤其在区域构造的影像特征研究中,物探资料是遥感构造解译不可缺少的,其对于所解译的断裂构造展布方向、规模大小、力学性质等能够进行较好的辅证。
四、不同成矿条件下遥感技术在各种矿床类型中的应用
随着成矿理论在地质学中的不断发展,使人们更加的了解了成矿区的地质条件,有利于工作人员根据当地的地质、地貌等条件,对地质勘探工作能做出准确的判断。与此同时,因为在不同地形区的成矿条件呈现出的差异性,使得矿床的类型也不尽相同,所以在遥感技术中所呈现出的地质图像也不一样。如此一来,通过对遥感技术的使用方可依据图像中显示的内容,快速的对矿床的类型进行分析,掌握实际的地矿情况。根据地质学中的成矿理论,矿床的类型主要有以下几种。
1、遥感技术在岩浆岩区矿床中的应用
此类型的矿床通常是因为火山活动以及岩浆侵入矿区造成的,通常情况下是在火山附近的矿区中出现,特别是内生金属矿区最甚。由于这种类型的矿床受到岩浆以及火山活动入侵的影响,在使用遥感技术对地矿进行感知时,图像上所呈现的地矿具置通常会比较复杂,但是,工作人员可以通过对周围岩石或者火山的结构特点,分析出地矿的地点以及分布特点。这种类型的矿床通常距地面会比较深,而且多位于地质断层处,常处在火山附近或是地质活动较活跃的地区。在这种地质中,遥感技术的作用主要有以下几点。
(1)通过遥感感知到的地形结构图,对地区的成矿条件进行分析。
(2)对周围地质以及岩石条件进行分析,判断寻矿工作的可行性。
(3)通过分析火山与岩石的特点,准确判断周围成矿的分布特点。
(4)通过对地质断层的特点进行分析,确定地矿的具置。
2、遥感技术在变质矿床中的应用
变质岩区的地质地形特点较复杂,如果使用常规的方法进行找矿工作难度较大。而遥感技术恰好可以解决这个难题。在此地质中,遥感技术的主要作用为:根据遥感图像中呈现的特定影纹结构以及色调精心详细的分析以及图像处理,进一步发现有关成矿的有效信息,从而有效的指导寻矿工作的开展。与此同时,还可以通过叠加岩区的地质图像等技术,从岩区的活动以及构造中寻找含矿的迹象和成矿的分布规律。
3、遥感技术在沉积岩区矿床中的应用
沉积岩区的矿床形成主要是受到某些岩性地层的影响,在普通的遥感图片上很难显示,通常是需要对航空遥感技术进行利用,对必要的研究资料进行收集,充分的了解区域构造,对成矿的条件进行分析。
4、遥感技术在表壳矿床的的应用
我国表壳矿床在受到地貌的影响下,分为两种类型,分别为近代风化壳矿床以及砂矿。一般而言,矿床区的基本物质是由比较稳定的矿元素构成,比如,金、锰以及铝等。根据对这两类矿床进行研究调查可以得知,两类矿床所存在地域有所不同,砂矿一般存在于河谷区以及海滨区,近代风化壳矿床则存在于比较稳定的高平台区域,有时会出现在凹地以及破碎地带。这两类矿床在发现矿物质中中需要依靠遥感图像对地质进行探索与分析。
结束语
现代遥感技术是科技不断发展与创新的产物,这项技术在地质找矿的工作中发挥着重要的效用,应用这项技术时,不但可以提高找矿的效率以及准确度,还可以帮助地质勘探人员准确的找到矿产资源的聚集地,增加矿产资源的开发量,从而满足人员对矿产资源的需求量。矿产资源属于不可再生的资源,随着开采数量的增多,资源不断减少,有的矿产资源所处的环境比较恶劣,这也对地质勘探工作带来了极大的难度,应用现代遥感技术后,有效的减轻了工作人员的工作量,还降低了地质找矿的难度,提高了地质找矿的效率。
参考文献
[1]谢筛珍.遥感地质找矿的发展之路[J]. 《科技创新与应用》,2014,(4).
[关键字] 地质灾害 地质环境 煤矿 防治
[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-193-1
1引言
目前,我国南方煤炭资源紧缺,地方政府与群众开矿的积极性很高。自然资源开发与环境保护的矛盾日益突出,必须全面贯彻"国土资源合理开发、充分利用、有效保护矿山地质环境"的方针政策,走可持续发展的道路。
2 地质背景
丰城市位于江西中部,地处赣江中下游的鄱阳湖盆地,总面积2845平方公里,地势由西南向东北逐渐倾斜,南北高,中间低,以玉西岳为最高,海拔1169米,珠江三角洲、海峡西岸经济区等重要经济板块的直接腹地,是中部地区正在加速形成的增长极之一[1]。
在区域构造上,江西丰城市位于新华夏构造亚带的东缘,属祁阳弧形构造的北翼,由一系列北东向至北东向褶皱及断裂组成,被卷入的地层为中泥盆统至下三叠统。
3 煤矿开采环境地质问题分析与对策
(1)瓦斯灾害。
矿井瓦斯灾害是煤矿的主要灾害之一,瓦斯灾害会造成重大的财产损失和人员伤亡。如2003年11月14日,江西丰城建新煤矿这家有中国"江南一枝花"之誉的国有煤矿发生震惊中外的特大瓦斯爆炸,造成49位矿工遇难,二人重伤、五人轻伤的特大安全事故。瓦斯灾害包括瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出。丰城小煤矿众多,各煤矿的瓦斯涌出量和涌出形式各不相同。瓦斯灾害是重点治理对象,应严格按照《煤矿安全规程》进行管理,绝不可掉以轻心。
丰城的建新矿区、坪湖煤矿以及诸多小煤矿都是瓦斯灾害的高发区,采矿时必须加强治理,严防瓦斯灾害发生。
(2)煤矿水灾。
煤矿水灾也是煤矿的主要灾害之一,南方地区水资源丰富,煤矿更应加强煤矿水灾的防治。
煤矿水灾主要分为地表水灾和井下水灾。
地表水灾包括井口被地表洪水所淹,地表水灌入采空区和地表裂缝或塌陷坑内而使矿井被淹。地表水灾需要做好预防,一般容易防治;挖掘排水沟,将地表水引出,防止地表水回灌入地下矿道,及时填埋地表裂缝,一般均可避免大的灾害发生。
井下水灾一般有地下开矿误入深窖积水淹井和挖通地下层引发矿坑突水淹井。后者是井下水灾最危险地质灾害。矿坑突水淹井容易会造成井下人员伤亡等特大事故,必须高度重视和预防。在开采过程中,应采用先进设备仪器进行预先勘探地表水层分布情况避免事故的发生。当煤矿排水时,矿坑水量较大,不停地抽出矿坑积水,会导致地下水位严重下降,地表附近溶洞中的充填物被掏空,隐伏溶洞上的覆盖层失去支撑则引起地表岩溶塌陷。轻者造成土地减少,水土流失,重者造成地基下沉、地质变形、房屋倒塌,危及矿区范围内居民的生命财产安全。
(3)采矿引起的地表开裂。
由于采煤,地下形成采空区,采空区上方的岩土层易产生变形,一般会形成根据各矿煤层厚度、开采规模、岩石性质和地质构造等的不同。特别是小煤矿的煤层无序开挖,在地下形成错综复杂的采空区,改变了重力场,地表层重力发生移动与变形,这种变形从采空区传递至地表,就形成了地表塌陷、地裂缝等不良地质现象。
地裂缝的产生,破坏了地表地质环境,对土地资源的利用产生不利影响,对人们的生命财产安全构成了较大威胁,为避免造成更大损失,建议煤矿应严格按照设计开采方案规范开采,并采取相应补救措施,减轻地质灾害。比如,实行回填废巷,减小地面的变形规模和程度;对已经产生的变形地面采用合适的方法治理。
(4)水土污染。
煤矿开采,会对周围水土生态环境产生严重的污染,污染源主要来自矿坑水和矿石。矿坑水的水质与煤系地层及周围岩层中的地下水水质有关,矿坑水含二氧化硫含量越高,对地表的水土污染越重。煤与矸石中的有害物质硫和磷的含量对水土污染严重。矿石一般就堆放在井口附近,经长时间日晒雨淋,矿石中的硫会氧化成二氧化硫,二氧化硫和雨水及地表水结合,会形成酸水,会对矿石堆下游的水土生态环境产生一定污染。治理方法是在排水口建污水沉淀池,用石灰中和酸性水后再排放,治理成本低。
(5)煤矸石破坏生态环境。
煤矿开采会产生大量废弃煤矸石堆积在主井口附近,大量占用土地资源,破坏生态环境,甚至产生泥石流。我们应该对矿石综合治理利用,用石灰中和所产生的酸性物质,减少污染;对矸石进行合理堆放,控制堆的高度和坡度;建立拦挡墙,挖排水沟排出地表水;铺上耐酸性植被层,种植树木进行长期生态维护。
4 运用遥感技术进行监测治理
众所周知, 遥感图像对矿区构造解译, 特别是对矿区的区域构造解译是常规地质和物探手段无法比拟的[2]。应用航空遥感图像进行煤矿开采区微地貌解译,为矿区居民的搬迁及生态环境的保护提供依据;通过遥感和计算机技术构建区域煤矿远程预警信息系统,将所有煤矿的生产、环境治理纳入监测范围,提供安全预警。
5 结语
丰城市大小煤矿的开采不可避免地带来了一系列的环境地质问题。建议各级主管部门加强对煤矿各类灾害的监测和研究,建立煤矿采矿准入制度,严格规范采矿行为,完善防范措施,尽量避免和减少煤矿开采对周围环境带来的危害,使环境地质问题减少到最低程度。
参考文献
[1]康高峰,雷学武,万余庆,王成福,阎永忠.遥感技术在煤矿区地质灾害中的应用[J]. 中国煤田地质,2000,(02):24-26.
[关键词]遥感地质找矿 现状 发展前景
[中图分类号] P627 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-4-167-1
1概述
遥感地质找矿是将现代遥感技术运用与对地质的研究中而进行矿产勘查的一种方法。它通过发射电磁波,进而观察各种地质体(矿物、岩石等)对电磁波的辐射图像的不同来识别不同的地质体,从而有效的判断该地区是否有矿产资源。
在20世纪80年代,在矿产勘查中大量的使用了遥感技术,取得了很多业绩,90年代后,遥感技术迅猛发展,空间分辨率越来越高,光谱分辨率越来越小,时间分辨率也越来越短。
虽然遥感技术在应用中取得了很大的成绩,但是随着勘探工作的深入,地表的矿产明显减少,找矿难度越来越大。而依靠于电磁波的遥感技术主要反映的是地表信息,所以,很难解决当前所面临的地下找矿问题。
2遥感地质找矿的现状
当前,遥感地质找矿技术已经取得了一些成就。主要表现在遥感信息获取技术的发展、含矿信息提取技术的发展和含矿信息分析技术的发展三个方面。
2.1遥感信息获取技术的发展
得到发展的遥感信息获取技术主要指的是成像光谱技术和成像雷达技术的出现。这两种技术为地质识别提供了全新的技术手段,使遥感技术不再限制于地表,而是增强了穿透覆盖物的能力,可以更加有效的探测地质结构。
2.2含矿信息提取技术的发展
含矿信息提取技术的发展主要指的是计算机已经广泛应用于此技术中。这样就实现了遥感数据在全球范围内的传播,并且可以通过计算机来判读图像,对图像和数据的处理变得更加准确。
2.3含矿信息分析技术的发展
含矿信息分析方法的发展主要体现在高分辨率遥感探测方法的使用和“环境-矿床”新思路的运用。新一代高分辨率遥感探测方法目标明确、方法简便,能对矿床进行快速的评价。“环境-矿床”新思路的应用将矿床的形成与周围环境信息乃至整个地球的演化都联系在一起,综合性强,对隐藏深的矿产资源的发现具有很大的价值。
3遥感地质找矿的发展前景
3.1国家需求
国家需求是遥感技术找矿的动力。当前,从国家层面来说,矿产资源开发的难度越来越大,矿产资源对国民经济发展的制约性越来越大。解决这一问题的途径是,推进地质科技工作的进步,在地质工作中应用高新技术,从而实现地质工作的现代化。遥感技术作为一项高新技术是实现上述目标的一大途径,所以,要加强对遥感技术的再创新,加大地质勘查的力度。
3.2理念更新
要将传统的找矿理念更新,不单单应用遥感技术,而是将遥感技术与其他有用的技术相结合,发挥遥感技术更大的优势。在未来应该努力做到将遥感技术与地学信息结合、将遥感技术与现代信息技术结合、利用地质专业知识来指导遥感技术的应用。
3.3技术发展
遥感地质找矿在技术发展方面的发展前景主要表现在发展基于数字地球的遥感技术、建立立体地质勘查技术体系和应用高光谱遥感技术三个方面。
(1)发展基于数字地球的遥感技术。当今,地质勘探领域中逐渐引入了数字地球的理论方法。将此方法与遥感技术相结合,再加以现代信息技术即将成为找矿的必然趋势。利用数字地球的遥感找矿技术,能够在找矿工作中将信息资源进行最大限度的利用,找到常规方法很难发现的地质现象,从而提高对矿产资源的勘查效果。这与当前找矿难度增加、信息资源丰富的时代背景相符合,为找矿提供了新的思路。
(2)建立立体地质勘查技术体系。要将地质找矿与成矿机理研究结合起来,将遥感技术与生物地球化学、地热作用、生物成矿、地质空间统计分析方法、物化探、磁力、地震探矿方法等理论结合起来,加深对成矿信息的深入理解,建立起立体地质勘查技术体系,才能对隐伏矿床进行深入的理解和诠释,从而科学的推断出矿产的位置。
(3)应用高光谱遥感技术。
某一地区的高空间分辨率的光谱遥感数据能为矿产的寻找提供依据。分析高光谱遥感得到的图谱可以分析出成矿机理,并且能挑选出找矿靶区。不管是在技术层面还是理论层面,这一技术都具有很大的价值。
3.4应用领域
遥感地质找矿在应用领域方面的发展前景主要表现在扩展地域、扩大应用面、全球化和外星找矿四个方面。
(1)我国找矿的地域要得到扩展:可以从人口稠密的地方扩展到人口稀少的地方,从陆地扩展到海洋,从交通便利的地方扩展到交通不便的地区。为先进的遥感技术应用于更广阔的天地;(2)找矿的应用面要扩大:将找矿的目标由单纯的增加资源量扩增为保护环境、防灾与找矿相结合的复合层面,促进可持续发展;(3)促进找矿的全球化:要加强全球的合作,使不受国界限制的卫星遥感技术发挥更大的作用,可以为矿藏丰富但是技术落后的国家提供矿藏信息服务;(4)外星找矿:随着对外星球的探索,可以考虑将探索成果与遥感地质找矿技术相结合,这在未来具有很大的发展潜力。
4结语
作为矿产勘查的一种技术手段,遥感技术已经取得了一定的成就。并且,遥感技术的发展前景十分广阔,国家需要大力开展遥感地质找矿的工作,所以,相关工作者应该积极研究该技术,并且将此技术与其他的地质理论有机的结合起来,利用先进的数字化技术,扩大找矿区域,促进矿产勘查工作的顺利进行。
参考文献
[1]刘德长,李志忠,王俊虎.我国遥感地质找矿的科技进步与发展前景[J].地球信息科学学报,2011,13(4):431-438.
[2]耿新霞,杨建民,张玉君,等.遥感技术在地质找矿中的应用及发展前景[J].地质找矿论丛,2008,23(2):89-93.
[3]丁建华,肖克炎.遥感技术在我国矿产资源预测评价中的应用[J].地球物理学进展,2006,2.