遥感地质学读书笔记

《遥感地质学》读书笔记

遥感，泛指从遥远处感知，泛指各种非接触的、远距离的探测技术 .是指使用某种遥感器，不直接接触被研究的目标，感测目标的特征信息（一般是电磁波的反射或者发射信息），经过传输、处理，从中提取人们感兴趣的信息。遥感技术为人类观测地球表层系统的岩石圈、大气圈、水圈、生物圈以及各圈层之间的动态变化、相互作用、相互关系提供了全面、系统、快速、准确的信息获取手段，它的应用领域越来越广泛，为地学研究、地质工程等做出了重大的贡献。本学期所学《遥感地质学》主要掌握了以下几个方面的内容：遥感的基本原理，遥感数据，遥感成像原理与遥感图像特征，遥感图像处理，遥感数字图像目视解译与制图，地质解译标志的建立以及遥感地质图像的判读等等。

1.概述

遥感地质学是在地质与成矿理论指导下,研究如何应用遥感技术进行地质与矿产资源调查研究的学科。是遥感技术与地球科学结合的一门边缘学科。它的研究对象是地球表面和表层地质体(岩石、构造…)，研究目的是有效识别地质体的物性与运动状态，服务区域地质调查、地质构造研究、矿产资源勘查、环境与灾害地质监测等工作。有人说遥感资料是别人赠送给地质学者的礼物，人们可利用地表各种特征信息--影像特征与地质体、地质现象的直接关系和内在的相关关系进行地质研究，还可用外推法、对比法等逻辑推理方法，与物探资料结合的方法推测地球深部情况，通过地质分析及与地、物、化等多源地学信息综合分析，进行成矿预测，扩大矿产远景区段。遥感地质学具体研究内容主要有:

1.各类地质体的电磁辐射(反射、吸收、发射)特征及其测试、分析与应用；

2.遥感图像的地质解译与编图；

3.遥感数字资料的地学信息提取原理与方法；

4.遥感技术在地质各个领域的具体应用和实效评价。

遥感地质，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综合分析，判断一定地区内的地质情况。其工作原理，就是利用传感器拍摄物体的不同波段图像，再用电子计算机进行图像处理和判读。由侧重点的不同，效果也不完全相同。如可见光波段的图象，对于分析判读具有明显特征的地质体、植被情况、地形差异等可取得很好效果；而红外摄像和热幅射计测量，对于找

水、探测地质构造能取得较好效果，还可用于寻找硫化物矿床、煤矿和放射性矿床等具有较高幅射的矿床；微波遥测技术，用微波具有较强的穿透力，能穿透原始森林和一定厚度的第四纪地层，显现隐伏的地质构造，当采用特殊技术配合时，甚至可判读近地表岩层和土层的某些金属含量。

1.1地质遥感使用的方法及地质解译的原则

地学遥感使用的方法，涉及地物波谱测试方法、数理统计相关分析的方法、模拟试验的方法、模式识别与视觉效应的方法，以及地学（地质、地理、地貌、地图学）的有关研究分析方法等。遥感器能获取到的只是成像瞬间，成像地区地表的自然与社会环境的二维（平面）的综合信息。这些信息中，只有一部分对地质解译有用。对地质解译有用、无用的信息相互联系又相互干扰。如地表坡残积物和植被与当地母岩有联系，可以据此来分析母岩性质；同时坡残积物和植被又掩盖基岩，干扰了对岩性信息的识别。因而所有解释都存在不确定性与多解性。为提高地质解译的质量，解译人员的地学知识与工作经验，正确遵从一些解译原则，合理地运用遥感地学的分析主方法就显得非常重要了。地质解译的原则：①从已知到未知；②先易后难，从标志最清楚地段到较模糊地段；③先整体后局部；

④先目视预解译到其他方法；⑤先从构造解译入手；⑥图像解译与野外调查相结合。

2.遥感地质分析方法

2.1遥感资料的相关分析法

在一定区域内各种景观要素间是相互依存，相互制约的。往往是一事物的存在反映其它事物的存在；一种现象可指示另一种现象的存在。地质解译时，可以根据地质规律的认识，用相关分析法进行解译。如美国内华达州金场地区寻找多金属矿，就是通过地质研究，确定该区矿化主要与内生作用的热液蚀变有关，而热液蚀变岩石又与未蚀变的岩石地物反射波谱不同，利用比值法等图像增强处理，来识别区域蚀变，从而用它作为寻找多金属矿的重要标志。

2.2交叉分析法

遥感地学研究为了取长补短，常常需要多种技术方法交叉使用。如光学图像处理，目视解译，计算机数字图像增强等交叉进行。在建立区域典型的岩性－地层解译标志时，也需要预解译，野外验证，再解译，反复补充修订，使建立的解译标志更有代表性，用它来指导解译。在利用数字图像增强处理时，也是经过预处理，野外地物波谱测试分析，验证，再修改增强处理方案，从中选定最有效的处理方法。

2.3环境本底法

所谓本底，就是某种地学信息的区域正常特征或正常背景值。如区域地球化学中某种元素的背景值。如某种岩性（如花岗岩）的平均反射波谱等等。这些通过归纳总结，实测，统计分析得来的正常特征和正常背景值就是正常值。只有在这个基础上，才能区分出异常来。有了地貌异常，色彩异常，波谱异常和某些成矿元素的异常，才能指导各种地质分析和研究。所以环境本底的建立非常重要，也要非常慎重。

2.4信息复合法

信息复合是指同一区域内遥感信息之间，或遥感与非遥感（如地质）信息之间的复合。复合时通过资料的空间配准与内容复合，产生一组新的空间信息或一组新的合成图像。目的是为了突出有用的地质信息，减免和抑制无用信息，改善图像质量，提高解译和研究的能力。

2.5历史对比法

历史对比是利用遥感图像资料的时间信息，把不同时间的同一地区或同名地物，进行多时间的对比，作动态分析。如对黄河、长江口三角洲的发育特点和分析，对陕北黄土高原水土侵蚀的分析，对某城市的发展动态分析，对洪水灾害（如1992年对太湖地区洪水的SAR图像对比分析）等。从历史对比中归纳总结出其发展动态与规律，指导规划与治理工作。

2.6系列制图法

用它来表示研究地区的地学分析各种成果。这也是地质工作中非常常用的方法。如区域地质调查，区域成矿研究，地史古地理分析都常用的方法。系列制图有三个基本条件：①必须以同一遥感信息源为制图的基础；②有统一的制图规范与分类原则；③按一定逻辑顺序依次派生出各种专题图件。如构造解译时，用增强处理的遥感图像，编制出同一地区的线性构造、环状构造等解译图件。然后再派生出不同走向方法的线性构造图及线性构造等密度图，线性构造交（叉）点等密度图来。

2.7地理信息系统

它是管理空间数据的计算机系统，是近年来遥感技术发展很快的一种技术方法。地理信息系统为地学遥感提供辅助信息，有助地质遥感数据分类和应用，提高地质分析的质量与速度。

2.8 其它地质学分析方法

地质解译时还会用到地质学的一些基本分析方法。如根据交切关系来判定断裂、岩脉、矿脉的新老关系，用构造地质学知识来判明遥感图像上断裂的两盘相对运动等。

3. 遥感地质技术方法

遥感地质技术方法共分四个阶段(图1)，它们分别是收集遥感及非遥感资料阶段；图像处理与目视译阶段；野外检查与验证阶段；室内效正、详译。成果提交阶段。

(图1)

3.1 资料收集阶段

包括不同时相的航天、航空遥感资料，岩石矿物的波谱资料及地质、物化探、矿产和地形资料。其中，岩石矿物的波谱测试资料应与区域地质调查设计阶段的野外踏勘工作同步进行。在植被发育的地区还应对植被波谱进行测试。野外测试的时间和角度要充分考虑航天遥感数据的时间和角度，测试获得的反射率及反射亮度值，是进行图像处理、提取各岩矿信息和进行遥感解译的依据，在遥感解译中起着物性参数的作用。

3.2 图像处理与目视初译阶段

图像处理通过数字化、数学运算、变换模拟、比值等功能处理，在新生图像中对目标获得清晰、易于提取的信息。因此，要求经过处理的图像色彩醒目、明暗适度、色调鲜明，层次协调、饱合度丰满、纹形清晰，使之成为容易识别和提取的遥感信息。

通常认为图像的颜色(灰度)、阴影、形状和纹形结构(简称色、影、形、纹)，是从图像中识别地物的四大要素和主要标志。颜色或灰度是不同波谱段电磁辐射作用于肉眼引起的除图形之外的视觉特性；纹形结构是通过颜色或灰度的空间变化与时问重复反映地物结构表面粗糙度的重要标志。因此，增强纹形结构的图像处理方法已经成为分析和提取遥感信息的主要手段。而在TM数据各波段中，TM123主要反映的是亮度，TM4反映绿度，TM57为湿度，TM6为热度，只要合理地调整TM 各波段的比值，就可以得到我们需要的容易提

取的遥感地质信息。在此基础上，综合分析航空遥感资料、地质、矿物、物化探和地形资料，结合岩石矿物波谱资料建立解译标志，进行目视初译。

3.3 野外检查与验证阶段

遥感图像经过目视初译之后，必须进行野外检查和验证。其检查和验证可以从两个方面进行。一是在工作区范围内选取数条代表性的路线进行较详细的验证。这种代表性路线要涵盖工作区的各种地物，包括各种地质体、典型的植被区等。在验证过程中，进一步修正和完善初译时的解译标志。另一种是对重点地段进行验证，如重大地质体的边界，重要线性构造查证等。检查和验证可以与地质路线调查同步进行，或是在地质调查工作全面开展之前单独进行。但总的来说，这种检查和验证工作都应在较短的时间内完成，以便尽快提交成果供地质调查工作作用。

3.4 提交成果阶段

在检查、验证地基础上，修订遥感解译标志，并对所有地质体、地质要素进行全面校核，达到详译的要求，提交解译成果，其成果主要包括：

1) 遥感综合解译图一张和数张专题性遥感地质解译图。综合地质解译图是选择不同波段或不同比值叠加的最佳遥感图像制作的地质解译图件。专题遥感解译图是针对某个特殊或特别要求的地质体如：蚀变带、煤系地层、矿化体、白云岩带、千枚岩带等等进行信息的特别加强而形成的遥感图像制作的地质解译图。

2) 遥感地质解译的详译解译标志表。

3) 遥感地质解译说明或报告。

另外，在有条件的情况下，建立遥感地质数据库，便于遥感地质信息的数字化管理。

4 结束语

由于遥感技术具有获取信息迅速、不受交通和空间的限制，探测范围广，遥感信息丰富、影像逼真、视野广阔，可动态监测，可进行计算机处理增强图像信息内容以及可全天候在室内对遥感图像进行反复研究和分析及经济成本低等优点，使它成为地学调查和研究的最佳手段。遥感技术越来越受到各国的普遍重视，世界遥感技术面临着突飞猛进的发展，新的传感器将使遥感技术应用的领域进一步拓宽，监测精度不断提高，新的遥感处理软件将使科技人员的工作效率大大提高，各种综合使用各种遥感资料变成可能，人们对遥感技术的重视加密后进一步提高，遥感技术将得到更加广泛的应用，遥感技术的发展也将为地质学的研究开拓更加宽广的领域。