航空遥感技术在地理学中的应用与发展

随着现代科技的发展及经济建设的需要,航空遥感技术应用的范围越来越广泛。我所近几年对航空遥感技术,初步进行了多方面的试验研究。现就航空遥感技术在地理学中的应用问题,结合我们在工作中的经验谈一些体会。 一、航空遥感的特点 遥感技术之所以能够探测到各种地面目标,是以地面目标本身具有不同的电磁波辐射或反射特性为根据的。不同地物波谱特性的差异便成为遥感的重要理论基础。根据各种物体不同波长的反射率差异而产生的在彩红外或多光谱相片上色调的变化,便能准确地将各种不同的地物区分开来。即可以通过图像对各种地物进行研究分析,从而得到大量地面实况信息。 我所自1979年建立遥感室以来,已进行过多方面的试验研究。从工作实践中,我们认为航空遥感技术在应用方面具有以下特点: 1.信息量大。航空象片记录了地表景观的全部     

火山区突发性地热异常热红外传输机理研究

实验研究证实，在火山喷发前兆期，火山区有明显的突发性地热异常现象。火山区的突发性地热异常特征与火山区的地质构造、火山成因、规模、类型等多种因素有关。火山区突发性地表热异常是热红外遥感监测、预测火山活动的重要标志。从传导、对流等多方面分析了异常区地表升温机制，并在地物体有效辐射的基础上给出了热红外辐射的大气传输方程。热红外辐射在传输过程中受到地表非漫射性等系统噪声和随机噪声的干扰，为热红外遥感监测、预测火山活动提供了理论依据。     

克克齐—东道乌素铜矿地质、地球物理特征及找矿靶区预测

克克齐—东道乌素矿区铜矿体分别产于石炭系中统本巴图组二岩段及上统阿木山组二岩段的海相火山碎屑沉积岩中,地表以铁帽的形式存在。明显的激电异常反映是本区寻找赋存在海相火山碎屑岩地层中铜矿体的有利标志。海相火山岩型是该铜矿的特定类型,岩石见有蚀变褐铁矿化、硅化、高岭土化、绿泥石化。阐述了铜矿床所处的区域地质背景、矿区和矿床（体）地质特征、地球物理特征。     

不同辐射校正水平下植被指数特征对比分析

基于不同辐射校正水平的遥感数据,分别利用遥感影像的灰度值(DN)、表观反射率(TOA)与地表反射率(Surface)提取研究区NDVI,采用定量遥感和回归分析方法从空间和时间两个方面对不同辐射水平下提取的NDVI变化特征进行了详细的对比分析,定量评价了大气对于提取的植被指数的影响。结果表明:在空间特征上,根据灰度值、表观反射率与地表反射率提取的NDVI基本都可以用来反映植被信息变化特征,相应的NDVI值呈逐渐增加趋势;根据地表反射率反演的NDVI曲线差异明显。在时间特征上,NDVI整体呈现显著上升的趋势,其中基于地表反射率的NDVI与年际之间线性关系最好,且NDVI最高。     

磁法勘探在河北省西北部矿集区找矿预测中的应用

磁法勘探是地球物理勘探方法之一。岩、矿石具有不同磁性,可以产生不同磁场,形成相应的磁异常。利用物探仪器发现和研究这些磁异常,进而寻找磁性地质体和研究地质构造。其作用主要为勘查与磁性有关的矿产(铁矿)、配合地质调查进行地质填图、研究地质构造和大地构造等方面的问题。根据磁异常的定性及定量解释成果,布置钻探工程,以确定磁性体的空间分布。本次磁法勘探使用仪器为加拿大生产的GEM—35型钾光泵磁力仪。     

内蒙古乌拉特中旗小佑山东多金属矿地质特征及找矿远景

根据工作区所处地质背景、地质构造、区域地球化学特征以及矿床地质特征,对小佑山东银多金属矿成矿条件、成矿规律进行分析研究,建立了该工作区的区域地球化学找矿模型,认为在矿(化)体及围岩两侧具有明显的绢云母化、绿泥石化及硅化,尤其具有硅化越强伴随矿化越强、品位越高的特点。采用地质物化探综合手段,对该区已发现的化探异常进行查证,有望实现新的找矿突破。     

基于植被指数的太原市绿地景观格局及其热环境效应

以中国重要的能源工业城市太原市为研究区,借助RS、GIS等手段,以太原市1986年、1995年、2001年三个时相的TM/ETM数据为基础,应用景观生态学的理论和方法,选择归一化植被指数(NDVI)和地表辐射温度分别作为城市绿地和热环境效应的反映指标,分析城市化过程中绿地景观格局及其与热环境的变化特征;探讨城市绿地景观格局的变化与城市热环境效应的相关关系;以寻求提高城市绿地生态效益的有效途径,为日后的城市园林绿地建设提供一些借鉴.研究表明:1986-2001年间,NDVI值较大的植被覆盖情况较好的绿地逐年减少,取代以NDVI值较小的植被覆盖差的硬质半硬质景观;景观水平上,绿地景观破碎化程度加剧,各景观要素混杂程度提高;景观的多样性增加,但这样的多样性是以大量的人工干扰为前提的;各景观类型的优势度降低,分布趋于均匀.反映城市绿地景观的NDVI与反映热效应的地表辐射温度LST两者之间存在较大的负相关关系,景观格局的热环境效应随着景观破碎化程度的加剧、景观优势度降低和多样性的增加而加强,城市绿地景观的空间分布格局对其热环境效应也有着重要的影响,其中混合格局的降温效果最为明显.     

依列克德地区找矿特征分析

根据依列克德地区1∶5万土壤测量结果,矿区土壤异常面积较大,异常值较高,各元素异常套合程度高,浓集中心较明显,且具明显分带性.根据异常的元素组合特点和分布特征认为,该异常形成至少有两期以上热液活动,反映为:As、Sb、Ag、Pb等中低温元素,到Cu、Zn、Mo、等中高温元素组合特征.推测额尔古纳河组、满克头鄂博组、塔木兰沟组地层为多金属元素的富集提供了物质来源,而中酸性火山岩浆热液为元素的富集创造了条件.多金属元素的富集主要是构造和岩浆活动引起.地表绿泥绿帘石化、黄铁矿化、云英岩化、绢英岩化等蚀变强烈,成矿地质条件有利.     

广西浦北五皇山国家地质公园花岗岩景观特征及其形成演化

五皇山地质公园,以浦北岩体为物质基础,是大容山―十万大山花岗岩带和S型花岗岩的典型观测点。园区内发育着石蛋、山岳、台地、峡谷、水文遗迹5大类花岗岩景观,它们有序、集中分布于各个相对独立花岗岩山岳的不同地带,表现出明显的垂直分异特征,共同构成一个以石蛋群为核心,山岳、台地、潭池群和瀑布群为重要补充,形态典型、雄伟、优美、珍稀的南方亚热带花岗岩景观群及石蛋景观群。在分析公园区域地质背景及花岗岩岩体特征的基础上,探讨了公园花岗岩岩体和景观的形成演化过程,认为:1)中三叠世期间,该区域产生了大规模的岩浆活动,历经岩浆侵位、分异、冷凝结晶后,逐渐形成一个时间上连续的、建造上完整的巨型花岗岩岩基——浦北岩体;其后,经历隆升剥蚀出露于地表并成山。2)第四纪至今,受湿热气候、地表流水及原生和后生节理十分发育的花岗岩岩体的共同控制,由山顶→山腰→山脚,它们各自汇聚各种形式地表流水的能力逐渐增强,对应由山顶→山腰→山脚的流水侵蚀程度逐渐增强,而各自的风化作用却逐渐减弱;历经漫长地质历史时期的纵向―横向差异侵蚀、冲蚀和风化作用,逐渐形成公园境内形态典型的南方亚热带花岗岩景观群。     

河北承德上黄旗—南台子地区遥感地质特征及成矿预测

上黄旗——南台子地区位于河北省上黄旗岩浆岩带上,通过对该区的ETM+、ALOS图像处理及遥感地质特征解译,解译出线性构造约250余条,环形构造38个,韧状剪切带多处;利用主成分分析等方法进行了遥感蚀变色异常提取,发现铁化异常、含羟基矿物热液蚀变遥感色异常多处,根据这些信息,结合地质等在研究区内圈定了3个找矿预测区。     

高精度磁法与CSAMT在池州白虎山铜多金属矿勘查中的应用

安徽池州白虎山地区属长江中下游铁铜硫金成矿带、沿江铜金硫铁成矿亚带,位于贵池成矿区东南部铜铅锌金多金属成矿远景区。区内地质构造复杂,成矿条件良好,矿产主要与侵入岩有关。为进一步查明矿（化）体成因,在该区开展高精度磁测与CSAMT勘探工作,结果显示,磁异常区域主要为三处,主体侵入部位对应勘查区北部C2、C3磁异常,认为C2、C3磁异常南侧和C1异常化极后显现的各主要局部异常分布区域应为勘查区找矿远景部位,CSAMT测量结果反映勘查区垂向地质体分布特征,有效划分了蚀变带,与磁异常结果对应关系较好,在推断的蚀变带位置均显示明显的磁异常,可为勘查区找矿工作提供依据。     

放牧对退化草地近地面辐射的影响

随着环境变化,草原地表状态也会改变,尤其是近地面能量收支过程变化更明显。为深入理解半干旱草原地表辐射能量平衡过程对放牧的响应特征,利用内蒙古正镶白旗典型退化草原2020年生长季（6—10月）的辐射通量观测资料,对比分析了禁牧、放牧草地太阳总辐射、地表反射辐射、大气长波辐射、地表长波辐射、净辐射以及地表反照率的日变化和生长季变化规律的差异。结果表明：在生长季,太阳总辐射随着时间推进逐月递减;禁牧区的地表反射辐射总体小于放牧区;各月大气长波辐射日变化幅度很小,处于130—370 W·m^-2;禁牧、放牧条件下地表长波辐射存在明显的季节变化规律,但是二者之间的差异甚微。内蒙古典型退化草原生长季近地面辐射通量有显著单峰型日变化特征。禁牧、放牧草地地表反照率都呈现“U”型日变化规律。生长季放牧草地的反照率明显高于禁牧草地。在禁牧区,辐射分量（地表反射辐射、大气长波辐射）和植被指数（归一化差异植被指数）对净辐射的影响是正向极显著的;而地表反照率和另一辐射分量（地表长波辐射）对净辐射有显著的负向作用。在放牧区,地表反射辐射和大气长波辐射对净辐射有极显著的正向作用;而地表反照率和地表长波辐射对净辐射的作用则是负向显著的。植被状况是影响内蒙古典型退化草原近地表辐射能量收支过程的首要因子。     

沙漠绿洲不同下垫面夏季能量收支对比分析

利用"绿洲系统能量与水分循环过程观测试验"2005年在甘肃金塔不同下垫面的观测资料,对绿洲、戈壁和沙漠不同下垫面夏季辐射和地表能量收支及闭合特征进行了全面的时空对比分析,结果表明:(1)不同下垫面太阳向下短波辐射没有明显差距,地面短波向上辐射差别较大,大气长波向下辐射变化较小,地表长波辐射差异显著.另外,地表吸收辐射戈壁沙漠日变化较绿洲显著.(2)沙漠与戈壁各通量特征相似,而与绿洲上的有很大差异.(3)能量通量测量存在明显的不确定性:影响能量通量不闭合的原因,主要是超声和土壤热通量的测量误差.     

土屋-延东斑岩铜矿田区域多元成矿信息分析

新疆土屋-延东斑岩铜矿田是近年来在我国发现的超大型铜矿之一。作为超大型铜矿,进一步认识其成矿地质背景、成矿地质特征及成矿规律为该区寻找和研究该类型矿床具有一定的指导意义。在阐述该矿田区域地质特征,并探讨和分析成矿地质信息、物化探信息和遥感信息等多元成矿信息的基础上,结合分析结果和野外地质调查依据,提出该研究区区域成矿特征的几点认识:(1)土屋-延东斑岩铜矿田经历过拉张、汇聚、碰撞-固结、陆内堆积和弛张作用等形成过程,其成矿主要与汇聚阶段的俯冲-碰撞作用有关;(2)大型基底构造(区域性深大断裂)及其衍生的线型次级构造或火山机构有重要的控制作用;(3)与矿田在时间和空间上有成因联系的区域型地质建造(早石炭世的陆源碎屑建造和晚石炭世的复理石及基-中-酸性火山岩建造)以及大规模的花岗岩链派生的浅成侵入岩对成矿有利;(4)具有表示区域性地质特征(区域性深大断裂、板块边缘岛弧等)的重力梯度带,重、磁场等值线形态的扭曲或线性的重、磁异常带反映与成矿有关的岩浆活动,是找矿远景区;(5)大规模高背景区域地球化学异常区的存在(以Cu为主、伴有Ag、Au、Mo、Cr、Ni、Co、Zn、W、Pb元素组合的高背景和异常区)提供成矿物质背景信息;(6)遥感信息能够一定程度上反映古火山机构、浅隐伏侵入岩体及区域构造格局等控矿因素特征。基于多元信息分析的成矿特征认识对该区进一步寻找和研究该类型矿床有参考价值和理论意义。     

敦煌雅丹国家地质公园地质资源调查及地学意义

敦煌雅丹国家地质公园集雅丹和沙漠湖泊地貌类型于一体,是极端干旱区大型地貌景观类地质公园的典型代表。公园内地质遗迹资源典型,保存系统、完整,类型多样,可分为地质剖面、地质构造、地貌景观、水体景观和环境地质遗迹景观5大类。以雅丹和鸣沙山月牙泉等为代表的地貌景观与享誉国内外的古丝绸之路遗迹、敦煌文化等人文历史资源相结合,是敦煌雅丹国家地质公园的优势。敦煌雅丹与其他区域的雅丹地貌相比,除具有一定的相似性外,还具有类型多、密度大、走向变化明显形态丰富、反映了多个形成演化阶段等独特性。实施地质资源调查对保护地质遗迹、开展地质科学研究和普及地学等科学知识都有重要意义。同时,对提升景区品位,进而带动敦煌旅游业的发展都将起到积极的推动作用。     

黄土高原半干旱区陆面温度和能量的气候特征分析

利用黄土高原半干旱区“定西陆面过程综合观测试验站”2004年11月至2005年10月的各种陆面物理量综合资料,比较系统地研究了黄土高原半干旱区土壤温度、降水量、地表反照率、地表辐射分量和能量平衡分量的年变化和日变化特征及其影响机制。结果显示,黄土高原陆面过程特征与其他地区有很大不同。土壤温度变化向下传播速度约为2.5~3.5 h/10cm;地表反照率随土壤湿度的增大而减小,两者的相关系数达到了0.5338;而地表反照率随降雪量增大而增大,与降雪量的相关系数为0.6645;长波辐射年最大值出现的时间比总辐射迟1个月左右,年平均日变化中地表和大气对太阳辐射加热大约需要1个小时的响应时间; 潜热通量夏季是冬季的5倍多,感热通量有了两个比较明显的峰值,潜热通量、感热通量和土壤热通量的日峰值比净辐射滞后30 min~1 h。     

纵向岭谷区地表格局的生态效应及其区域分异

中国西南纵向高耸山岭与深切河谷并列排布的特殊地表格局对该区自然环境与生态地理区域分异的效应明显。利用纵向岭谷区1:5 万DEM数据、建站以来至2010 的气象观测数据、水文观测资料、MOD13 与MOD17 的NDVI与NPP产品以及1:100 万植被类型数据等,选取地表大气水汽含量、降水量、干湿指数、地表径流等水分指标,平均气温、年积温等温度指标以及太阳总辐射等热量指标,基于ANUSPLIN样条函数、GIS空间分析、小波分析、景观格局分析等方法,分析该区水热格局、生态系统结构与功能的地域分异特征及其主控因子,揭示地表格局对生态地理要素区域分异的效应。结果表明：受地表格局的影响,纵向岭谷区的水分、温度与热量都表现出明显的沿纬线方向间断式差异和经线方向连续式延伸的分布特征,纵向山系与河谷对地表主要自然物质和能量输送具有南北向通道作用和扩散效应以及东西向阻隔作用和屏障效应;特殊地表格局对植被景观多样性、生态系统结构与功能的空间格局产生重要影响,是植被景观多样性与生态系统空间分布的主要控制因子;小波方差分析反映了环境因子以及NDVI、NPP的空间各向异性,而小波一致性分析揭示了NDVI与NPP空间分布的控制因子,及其控制程度的定量关系。纵向岭谷特殊地表格局是该区生态地理区域分异的主要影响因素,在地带性规律与以“通道—阻隔”作用为主要特征的非地带性规律共同作用下,形成了纵向岭谷区生态地理区域系统的特殊空间特征。     

夜间灯光遥感数据应用综述和展望

在遥感应用研究中,夜间灯光遥感作为发展活跃的一个重要分支,近年来受到越来越多来自自然科学领域和社会经济领域的关注。与传统的光学遥感卫星获取地物辐射信息不同,夜间灯光遥感是获取夜间无云条件下地表发射的可见光-近红外电磁波信息。相比于普通的遥感卫星影像,夜间灯光遥感所使用的夜间灯光影像记录的地表灯光强度信息更直接反映人类活动差异,因而被广泛应用于城市化进程研究、不透水面提取、社会经济指标空间化估算、重大事件评估、生态环境评估等领域。目前,虽然基于夜间灯光数据的应用研究成果正在不断积累,但对成果的系统性总结、整理的研究目前存在着覆盖面不全、时效性不强等不足。基于此,论文通过对近几十年来有关夜间灯光数据的研究成果的详细梳理,从数据处理与技术方法、应用研究等方面进行归纳总结。最后,文章从多源数据融合、应用领域拓展和短周期地表灯光监测3个方面指出了未来的研究热点。     

基于地理探测器下的川西高原地表温度空间格局及影响因子分析——以西昌市为例

以西昌市为例，选取2010年和2015年 Landsat系列遥感影像，在“3S”技术的支持下，采用监督分类中的最大似然法，并结合Google Earth高分辨率影像和GPS野外实地验证数据获取西昌市2010年和2015年土地利用信息；再利用大气校正法反演获得西昌市2010年和2015年地表温度，并对反演结果中的高温异常区进行实地调研验证；最后，采用地理探测器定量分析了坡度、总辐射、坡向、海拔、年均降水量、年均气温、植被类型、土壤类型以及土地利用类型9个影响因子对地表温度影响的解释力。结果表明：（1）地表温度空间分布存在显著差异。（2）影响因子对地表温度的影响存在差异，其中海拔和年均气温对地表温度的影响较大，而总辐射影响最小。（3）不存在单一因素或是单一性质的因素影响地表温度。不同影响因子之间存在交互作用，对地表温度的影响是相互增强或非线性增强的。（4）部分影响因子对地表温度具有显著性差异影响，并且地表温度均值最大时，对应着影响因子不同的范围或类型。     

霍林河地区遥感影像线性构造解译

以ETM+数据为信息源,最大限度地提取了有关地层、构造、矿产等信息,利用目视综合解译法进行遥感线性地质构造信息的提取,解译了断裂具体位置和活动特征,有效地部署了野外构造地质调查工作,增强了构造地质现象的预见性,提高了地质矿产填图的速度、质量,深化了对区域构造地质的认识,按照解译性质实地进行了验证,证明了遥感线性构造解译在基础地质学应用研究方面的重大作用。