论地质遥感解译的应用及其方法

摘 要:地质遥感的任务是通过遥感影像的解译确定一个地区的岩石性质和地质构造,分析构造运动的状况,为地质填图、矿产资源的探查、工程地质和水文地质调查等服务。岩性和地质构造的识别却是遥感地质解译的基础,也只有在了解了遥感的解译基础后,才可以进行更深一步的工程研究。

关键词:岩性识别 解译 地质构造 遥感影像 构造运动

中图分类号:P62文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)03(a)-0040-01

遥感技术是当今国际上异常活跃,发展日新月异的高新科技领域,是构筑“数字地球”不可或缺的强大核心技术,现已发展到推广应用阶段,在众多的专业领域得到广泛应用,已成为自然资源调查、地质科学研究的全新技术方法。目前,遥感数字图像处理越来越得到地质学研究人员的重视,而在构造地质学的研究中,遥感数字图像处理技术更是显示出其优越性,尤其是在动态构造运动的监测方面取得了诸多效果。遥感技术在地质灾害的调查评价中的应用已经比较成熟,在断层构造信息的提取上也有着较好的应用和发展。

1 岩性的识别

在遥感影像上识别岩石的类型必须首先了解不同岩石的反射光谱差别,以及所引起的影像色调的差异。同时,由于岩石的形成,在内外应力的共同作用下,组合成不同形状,这也是岩性识别岩石类型的重要标志。首先,岩石的反射光谱特征与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关,也就是物理上的识别。例如,由石英等浅色调矿物为主组成的岩石具有较高的光谱反射率,在可见光遥感影像上表现为浅色调,铁镁质等深色矿物组成的岩石,总体反射率较低,在影像上表现为深色调。

其次,岩石光谱反射率受组成岩石的矿物颗粒大小和表面糙度的影响。矿物颗粒较细,表面比较平滑的岩石,具有较高的反射率。反之,光谱反射率较低。岩石表面湿度对反射率也有影响。一般来说,岩石表面较湿时,颜色变深,反射率降低。了解了这些特性,对岩性的解译就大有帮助了。

其中,不同的岩石又有着不同的识别方法:

1.1 沉积岩的影像特征及其识别

沉积岩本身没有特殊的反射光谱特征,因此单凭光谱特征及其表现,在遥感影像上是较难分别的。沉积岩最大的特点是具成层性。胶结良好的沉积岩,出露充分时,可在较大范围内呈条带状延伸。在高分辨率的遥感影像上可以显示出岩层的走向和倾向。坚硬的沉积岩,常形成与岩层走向一致的山脊,而松软的沉积岩则形成条带状谷地。

沉积岩由于抗蚀程度的差异和产状的不同,常形成不同的地貌特点。坚硬的沉积岩如石英砂岩等常形成正地形,较松软的泥岩和页岩常形成负地形。水平的坚硬沉积岩常成方山地形、台地地形或长垣状地形。在遥感影像上,碎屑岩一般呈较典型的条带状空间特征,边界比较清晰,形成的山岭、谷地也较清晰。砂岩层面平整,厚度稳定,以条纹或条带夹条纹特征为主,一般形成和缓的垅岗地形,较坚硬的砂岩形成块状山,且水系较稀。粘土岩和粉砂质页岩,水系比较发育,一般不形成山岭,总体反射率较低,在遥感影像上色调较深。砾石反射率较低,在影像上多呈团块状、斑状等不均匀色调,层理不明显,经风化剥蚀的砾岩,表面粗糙。

沉积岩的解译应着重标志性岩层的建立,这种标志性岩层应在一定范围内广泛出露且影像特征明显,界线清楚,易于识别。利用标志性岩层与其它地层的关系,可以间接地判断那些不易直接判别的岩层。

1.2 岩浆岩的影像特征及其识别

岩浆岩与沉积岩在遥感影像上反映出形状结构上的差别明显。前者多呈团块状和短的脉状。岩浆岩的解译,首先要注意区分酸性岩、中性岩和基性岩。

酸性岩岩浆以花岗岩为代表。花岗岩在影像上的色调较浅,易于围岩区别开,平面形态常呈圆形、椭圆形和多边形,所形成的地形主要有两类,一类是悬崖峭壁山地,一类是馒头状山体和浑圆状丘陵。

基性岩的色调最深,大多侵入岩体,容易风化剥蚀成负地形。喷出的基性玄武岩则比较坚硬,经侵蚀形成方山和台地。雷州半岛、海南岛等地有大片玄武岩覆盖,台地上水系不发育,遥感影像上,在大片暗色色调背景上呈花斑状色块,周围边界清晰。

1.3 变质岩的识别

由岩浆岩变质而来的正变质岩和由沉积岩变质而来的负变质岩,都保持了原始岩类的特征。因而遥感影像也分别与原始母岩的特征相似。只是由于经受过变质,使得影像特征更为复杂。

2 地质构造的识别

遥感对地质构造的识别有特殊的意义,在实地调查中,测点不可能过密,因而不能窥其全貌。但遥感影像从几百米、几千米的空中或几百千米的空间获取的信息,利于从客观上把握区域构造总体特征。尤其是当岩石出露条件好时,还可从高分辨遥感影像上量测其产状要素,特别是人迹罕至的地区,更显得重要。

从遥感影像上识别地质构造,主要有三方面的内容:识别构造类型,有条件时测量其产状要素;判断构造运动的性质。

遥感图像处理是遥感技术的核心内容之一。随着遥感图像处理技术的应用日益广泛和深化,遥感信息提取也日益成为一个热门研究领域。遥感在构造地质学中的应用是遥感地学应用的比较成功的领域之一,但是目前对遥感构造信息的提取多依靠人工做目视解译,这无疑浪费了大量的人力物力。近年来,部分遥感领域学者提出了许多方法如主成分分析法、比值法、人工神经网络法,以及借助地理信息系统软件分类方法等,这对遥感构造地质学的发展无疑起了巨大的推动作用。遥感图像中线性构造和环形构造信息的提取是遥感构造信息提取的主要内容,也是本文研究的重点。许多地区的地质条件较为复杂,区域面积较大,仅通过传统的野外地质调查,势必使野外工作的任务繁重艰辛;而传统的目视解译法由于工作量巨大,在实际工作中会耗费大量的人力物力。此时,遥感技术的应用会带给我们前所未有的便利,它的价值是不可估量的。

3 构造运动中的应用

通过对遥感影像的解译,我们不仅能对岩性和地质构造作出判断,而且还能对一个地区的近代和现代地壳运动特征作出分析,特别是新构造运动主要表现为升降运动,并会引起老断裂的复活和新断裂的产生时。同时它也能在地貌、水系等特征上表现出来。

构造运动可诱发岩浆活动、变质作用、地震等内动力地质作用,可导致陆壳和洋壳的增生和消亡、海陆轮廓的变迁,并深刻地影响外动力地质作用的结果。

结语:随着遥感影像处理技术的日趋成熟,我们能够对地壳运动特征构造做出合理而准确的分析,我们可以进行矿产勘查、考古等,同时构造运动又是一把双刃剑,会诱发许多自然灾害,所以通过遥感进行构造运动的分析在现今以人为本的世界里变得极为重要。

参考文献

[1]梅安新、彭望琭等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社.

[2]陈华慧编.遥感地质学[M].北京:地质出版社,1984年.

[3]周成虎等著.遥感影象地学理解与分析[M],北京:科学出版社,2001年。

①作者简介:翟永林(1969,10—),工程师,毕业于辽宁工程技术大学地质工程专业,现内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司从事矿山地质工作。

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