遥感技术应用

然而，随着人们对砂岩型铀矿勘查的不断深入，面临的问题也越来越复杂。主要表现在如下几个方面：1）位于地表或近地表的矿点、矿床大都已被发现，勘查的目标已转入位于地下深处的经济效益高的地浸砂岩型铀矿床；2）砂岩型铀成矿的控矿因素问题研究越来越复杂。如深部含铀性高的地层提供铀源的可能性问题，气还原问题，以及地层的掀斜导致自流水机制形成的问题等。断裂构造在砂岩型铀矿成矿过程中的作用也越来越显示出来；3）铀成矿过程是随着成矿地球化学条件改变而改变的富集—破坏—再富集—再破坏的复杂滚动过程，不同地区、不同的砂岩盆地具有不同的成矿条件，因而随着找矿和研究工作的深入，铀的成矿模式也就更显示出多样化。
摘要：本文在总结遥感技术应用于铀矿地质领域的实践和遥感技术最新进展的基础上，提出后遥感应用技术，并对其技术内涵，研究内容，建立试验样区，研究意义等进行了探讨。
关键词：铀矿地质后遥感应用技术
0引言
进入21世纪，地球科学将沿着全新的方向发展，既面临以往任何时候都不富有的挑战性的复杂局面，又展示出前所未有的发展和突破机遇。当前世界地学的发展竞争已转化为发展战略、科学决策和科学管理上的竞争，谁在科学战略和科学决策上占优势，谁就占领了战略制高点。地学的发展要以重大科学问题为导向，以解决某一重要问题为目的，体现交叉学科，立足创新；发挥优势技术，发展交叉技能，培养复合型人才。用传统的技术手段解决地球科学问题的时代正在逐步被改变，取而代之的是进入了应用现代科学技术解决资源与环境问题的新时代。近十年来，信息技术在地学领域得到了广泛的应用。信息技术不仅已经遍及到地学各个领域工作的数据采集、处理、管理、成果输出等全过程，而且深入到解决跨学科、跨领域的信息共享、集成、综合分析等问题。
3．1铀资源数字勘查区构建技术
构建铀资源数字勘查区，是将勘查区内大量具不同来源、不同类型、不同分辨率的铀资源信息数字化，由传统的以文字和图表为载体的信息，变为以数字为载体的信息，并在地理信息系统平台上，进行信息整合和二次开发，建立一个具有信息管理，信息集成，信息多维可视化显示和分析，以及综合应用等功能的铀资源信息系统。构建时，重点把地表信息与深部信息有机结合，以建立铀资源勘查区完整的空间信息模型。同时，在信息源上，也突出遥感信息，地面高光谱信息和钻孔信息在铀资源信息系统中的优势和特色，从而为铀资源的快速勘查与评价提供丰富强大的信息支持和技术支持。构建技术主要包括GIS技术，数据库技术以及虚拟现实技术等。
通过遥感技术来解决实际铀矿地质问题，尤其是解决寻找深部矿床问题远比用遥感技术来解决气象、农业、林业、城市规划、环境监测等领域的实际问题要困难得多。原因在于，铀矿地质领域大多数问题都是长期地质历史发展演化的产物，任何人都没有经历过；涉及的问题主要在地下，且变化周期长，相对来说，无动态性；而气象、农业、林业、城市规划、环境监测等领域的大多数人们反复经历过，涉及的问题主要是在地表，且变化周期短，动态性明显。这就决定了在铀矿地质领域，遥感信息在大多数情况下只能间接地被使用，且具有较多的不确定性。上述领域则可直接利用遥感信息来解决问题，而且信息确定性较大。所以，在铀资源勘查领域应用遥感技术，既具有某些优势，又有明显的不足，更需要其他技术方法来验证，才能较好地解决找矿问题。
3.4铀成矿过程与作用的仿真模拟技术
应用ห้องสมุดไป่ตู้真模拟技术对地质过程（包括构造变动、沉积演化）和铀成矿作用进行仿真模拟，替代传统的用物理、化学方法所进行的构造模拟和成矿实验。提供铀成矿过程和作用的仿真模拟结果，丰富和提高对铀成矿理论的认识。
3.5虚拟找矿和虚拟勘探技术
虚拟找矿和虚拟勘探技术是虚拟现实技术在铀资源勘查中的具体应用。通过建立的完整信息模型和三维显示的虚拟铀资源勘查区，人们不仅在野外，而且可以在室内，以至在任何地方都可按地理坐标了解勘查区任何一处的地学信息、铀矿信息、铀资源经济信息。通过虚拟现实系统进行虚拟找矿和虚拟勘探。未来在铀资源数字勘查区的支持下的虚拟找矿和虚拟勘探技术，将可能深刻改变铀资源勘查的现有生产方式，实现长期以来地质工作者“室内找矿”的梦想。
1后遥感应用技术的提出
在过去20年，遥感技术已在铀矿地质领域有了较广泛的应用。它的应用不仅使铀矿地质理论研究的方法技术得到了进步，而且使铀矿地质工作效率得到了较大的提高和一些地区找矿工作的突破。最初，铀矿遥感地质工作者主要把MSS、TM等遥感信息应用到南方硬岩的铀矿勘查工作，通过信息处理、解译，使遥感信息在识别铀矿成矿地质环境、岩体类型、断裂构造、矿化蚀变等方面有了良好的应用，特别是在植被覆盖率低的情况下，使用效果更佳。随着铀矿勘查的深入及勘查环境的变化，刘德长等（1993）又利用铀矿具有放射性这一明显的特点，将遥感的光谱信息（TM，MSS）与放射性能谱信息进行集成，开拓了光-能谱集成技术，利用信息的优势互补效应，较好地解决了植被覆盖区遥感技术应用效果不足的问题，从而拓展了遥感技术在铀资源勘查应用的新途径[2]。90年代以来，随着我国铀矿地质工作的主攻方向转向寻找地浸砂岩型铀矿，遥感应用技术也成为了砂岩型铀矿勘查的一种重要技术手段。它以宏观的视野和揭示隐含信息等优势在研究与铀成矿有关的径流-排泄区、目标层识别、铀成矿地质环境、铀矿断裂控矿等方面发挥了重要作用。李卫红（1996）、董文明（1997）、703航测队（1998，2001）、黄贤芳等（1999），王怀武（2000），刘建军（2000）、祝民强（2002）等利用MSS、TM、SPOT、SAR等遥感信息以及γ能谱信息先后对新疆伊犁盆地、准噶尔盆地，内蒙古二连盆地、鄂尔多斯盆地等北方砂岩盆地的铀成矿条件、铀矿远景预测进行了较深入地研究[3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]。原核工业遥感地质领导小组及其办公室（1997）也对全国包括砂岩型铀矿床在内的各种铀矿床的遥感影像特征进行了全面研究，编撰了“中国铀矿床遥感影像特征图集”。近年来，随着GIS技术、GPS技术的发展，遥感应用技术与它们结合紧密，为遥感应用技术在砂岩型铀矿勘查和成矿远景预测方面提供了新的技术支持和注入了新的活力[12,13]。刘德长等(2002)在数字地球的框架下，把现代信息技术引入铀矿勘查领域，提出建立铀资源数字勘查区的技术构想[14]，并为之进行了新的探索。
1．光-能谱（MR）集成技术
2．多光谱遥感（Multispectrum）、雷达（SAR）和放射性伽玛能谱（Radioactivity）信息（MSR）集成技术
3．高光谱（Hyperspectrum）、雷达和放射性伽玛能谱（HSR）集成技术
4．遥感信息与其他地学信息归一化集成技术
由于地球科学的复杂性，当前人们对遥感信息以及其他地学信息的成因机理研究还不是很深入，对信息之间的内在联系研究得不够。影响了对集成之后的综合信息所代表的含义理解，从而限制了研究人员对信息的解译程度。因此，需要对与铀矿勘查密切相关的各种信息（如遥感、航空放射性r能谱信息、磁力、重力信息、地表化探、浅层地震等）的形成机理、与深部铀矿体的联系以及它们之间可能存在的某种关系进行研究。通过研究，一方面可以为遥感与传统地学信息的集成技术提供专业理论依据；另一方面可以为三维条件下对多源地学信息的关系分析提供技术支持。
正是由于在矿产资源和农业、林业、气象、城市规划、环境监测等方面的广泛应用和广阔的市场潜力，很多发达国家和部分发展中国家都在争先恐后发展遥感技术，使得遥感技术本身也在不断地发展，主要体现在三个方面：一是高空间分辨率的商业卫星及其影像；二是雷达卫星及其影像；三是高光谱卫星及其影像。高光谱分辨率遥感是未来遥感发展的方向，它既能对目标成像又可以测量目标物光谱特性，得到图谱合一的信息，从而把人们的形象思维与抽象思维结合起来。人们可以通过高光谱遥感数据对矿物、岩石的类型、农作物、森林的种类、环境中各种污染物质的成份进行遥感定量分析和识别。
2后遥感应用技术的技术内涵
后遥感应用技术是一种遥感信息深化应用的技术，其含义是指将遥感技术与传统地学方法相结合，与现代信息技术相结合的一种信息综合应用技术。其内容涵盖信息处理、信息解译、信息分析、信息表述和信息应用等一整套方法技术系统。针对铀资源勘查，后遥感应用技术是指，在信息源上集遥感信息、航放信息、地球物理信息、地球化学信息、地质信息等多源地学信息为一体，在技术方法上集图像处理技术、GIS技术、GPS技术、数据库技术、三维可视化技术、多媒体技术、仿真模拟技术、虚拟现实技术及传统地学研究方法为一体的信息深化应用技术。它的目的是最大限度地利用铀资源勘查的信息资源，目标是建立铀资源数字勘查区，构建一个三维显示的虚拟勘查区，以实现对铀资源的虚拟勘查。整个技术构成见图1。
遥感技术是一种重要的现代信息技术，也是实现“数字地球”关键技术之一[1]。自遥感技术进入民用以来，其在地球科学研究中已有广泛的应用。在地球科学面临全新的挑战和机遇的今天，遥感技术将以什么样的姿态展现在地球科学应用研究中是每一位把遥感技术应用于地球科学的工作者都应该考虑的问题。本文将从铀矿地质工作者的实践出发，提出了后遥感应用技术，并阐述对其的一些思考。
遥感技术本身的发展必将带来遥感技术在国民经济建设中前所未有的广泛的应用。它的进步与发展使可利用的遥感信息的类型迅速增多，不仅使问题解决的深度不断加深，而且使问题解决的广度不断扩大，可以适用从公里级的气象领域到米级的虚拟城市以及微观的植被生物量的估计等应用领域。因此，在众多信息技术快速发展的今天，遥感技术的作用也逐步发生了改变，不再成为某些专业领域的独用的技术资源，而作为各行各业均能使用的技术资源。从这个角度说，遥感技术和众多技术相比，体现出来的主要是信息的获取技术，而不是信息处理、提取、以至解决问题的技术，尤其是对象地质学这样的复杂学科。从众多信息技术各自的特点角度看，遥感技术本身的发展给各应用领域的研究带来巨大的技术支持，对地质学领域的矿产勘查有重要的推动作用。铀矿地质学作为复杂地质学中的一个分支，象地质学一样，复杂性和人类未经历的特性是其固有特性，任何单一地质学研究技术、方法也只能部分或从某个角度揭示和反映这种特性。因此，多数矿床勘查的突破和地质学复杂问题的解决远非单一学科知识和单一技术所能凑效。无论从学科知识，还是技术、方法角度上说，单一学科知识和单一技术、方法在解决如今摆在人们面前的复杂的综合问题时都显然力不从心。而如今，和遥感技术一样快速发展的与信息处理、存贮、管理、分析、表达等功能密切相关的计算机技术、GIS技术、三维可视化技术、仿真模拟技术、虚拟现实技术等现代信息技术为地质学解决日益复杂的问题提供了更多的技术和方法支持。因此，从应用角度上说，在铀矿地质研究领域，发挥遥感这一技术的优势，结合传统地学方法与现代信息技术，发展交叉技术，从多学科、广视角来解决铀资源勘查的问题是提高找矿效果的重要途径。基于上述思考，我们提出后遥感应用技术。