高光谱遥感技术在基岩区区域地质调查填图中的应用

高光谱遥感以其超高的光谱维数据优势,使对地物的精细识别和区分能力较传统多光谱遥感数据有质的提升.以HyMap高光谱数据和高分五号高光谱数据为数据源,选择中国西部基岩区区域开展了高光谱遥感岩性-构造解译工作.通过图像增强处理后,对研究区地层单元、岩体/脉、构造等进行了遥感地质解译.对比已有的地质调查结果,发现高光谱遥感数...     

柳园-方山口地区航空高光谱遥感固体矿产探测及找矿效果

高光谱遥感技术找矿应用是当前遥感地质领域研究的前缘和热点,国内外都在积极进行探索。本文依托国土资源部航空物探遥感中心高光谱遥感地质找矿项目,利用核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室拥有的国内唯一一台CASI/SASI/TASI航空高光谱成像系统,在甘肃北山柳园-方山口地区,共采集了3500km2的高空间分辨率的高光谱遥感数据。经数据预处理,光谱重建和蚀变矿物填图,开展了航空高光谱遥感固体矿产的探测研究。从航空高光谱遥感的新角度,研究了柳园-方山口地区的区域成矿背景,构建了研究区成矿构造格架(非构造格架),提出黑石山-花牛山深大断裂带为柳园-方山口地区的区域控矿断裂,其呈EW向区段为该区最佳找矿地段的新认识。探讨了固体矿产高光谱遥感矿床定位模型的建模思路、方法,构建了研究区金属矿产的矿床定位系列模型。强调模式找矿是高光谱遥感找矿的有效途径,在研究区开展了模式找矿的示范应用,发现了7处找矿靶区,取得了明显的找矿效果。实践表明,高光谱遥感技术在地质找矿中有其独特的优势,主要是可快速、大面积地提取蚀变矿物,特别是航空高光谱遥感技术,由于可以获得高空间分辨率(可达亚米级)的高光谱遥感数据,从而可以识别规模小的近矿围岩蚀变,找矿实际上就是找近矿围岩蚀变,从这层意义上讲,航空高光谱遥感技术具有直接找矿的效果。航空高光谱遥感的快速、大面积地提取蚀变矿物的技术优势是迄今为止其他地质勘查方法无法替代的。因此,在地质找矿中应充分发挥高光谱遥感技术的重要作用。     

新疆吉木萨尔地区油气渗漏与盐碱化相关性的航空高光谱遥感探测研究

笔者在新疆吉木萨尔地区开展航空高光谱遥感油气探测示范研究的过程中,发现油气渗漏地区往往有盐碱化现象。据此,利用航空高光谱成像系统在该区取得的可见光-近红外和短波红外遥感数据,采用自主开发的波段分类填图方法,对吉木萨尔农田、荒地和戈壁地区的油气渗漏异常信息进行了提取,经野外验证和化学分析,圈定了7处油气渗漏异常区。同时,构建了盐碱化的高光谱识别模型,利用该模型进行了盐碱化信息填图,并对吉木萨尔同一覆盖区的盐碱化异常进行了提取,圈定了盐碱化异常区。通过对油气渗漏异常区与盐碱化异常区的叠置聚焦分析,发现二者空间位置有高度的重合性。笔者认为这一高光谱遥感探测发现,不仅具有探索的理论意义,而且具有实用价值。其实用价值主要体现在高光谱遥感油气探测中,通过烃碱信息的相互印证,可以减少油气信息的漏判,提高油气渗漏信息识别的准确性。同时,在缺少航空高光谱遥感数据的情况下,还可以利用卫星多光谱遥感数据源,通过提取盐碱化异常和圈定盐碱化异常区的途径,帮助缩小找油气的目标区,为油气资源的调查、评价和选区提供新的信息和依据。上述研究同时表明,自然界的盐碱化可能并非全是由"干旱蒸发"形成,很可能还存在与油气有关的盐碱化,在油气勘查中如何区分这两种类型的盐碱化,特别是应用高光谱遥感技术将二者区分开来,是值得深入探讨的科学问题。     

航空高光谱遥感固体矿产预测方法与示范应用

高光谱遥感是当前遥感地质领域应用的前沿和热点,目前国内外都在积极进行探索。高光谱遥感技术的发展为遥感的直接找矿带来了新的希望,航空高光谱遥感技术由于可以获得高空间分辨率(可达亚米级)的高光谱遥感数据,能够识别规模小的近矿围岩蚀变,从而具有直接找矿的效果。直接找矿的核心是对矿产的预测,预测效果是矿产勘查取得突破的关键环节。本文利用核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室的CASI/SASI/TASI(可见光-近红外,短波红外,热红外)航空高光谱成像系统,在甘肃北山柳园—方山口和新疆雪米斯坦地区获取的航空高光谱遥感数据,对固体矿产预测技术进行了研究,建立了基于航空高光谱遥感的成矿环境分析法、矿床定位模型识别法和含矿构造追踪法等预测方法,并对每种方法进行了应用示范,共发现7处金属矿化地段,取得了明显的找矿效果。该项成果不仅为研究区的进一步找矿提供了新的有利地区,而且建立的预测方法,将会助力于高光谱遥感技术在其它地区的推广应用。     

煤矿区沉降与遥感监测方法探讨

以晋城市煤矿区沉降研究为例,介绍了应用遥感图像调查与数字高程模型相结合的方法进行煤矿区沉降研究及监测。监测结果表明,沉降区主要集中在该区域的西北部,沉降区面积较大,沉降原因是大矿开采3#煤层,导致地面沉降,只有2处沉降由小煤矿开采9#煤层引起。经验证,具体位置虽有差异,但沉降区基本与实际吻合。依据当前合成孔径雷达干涉测量技术的发展,对煤矿区遥感综合监测方法进行了讨论。     

光谱遥感找矿理论、技术与应用

遥感找矿已由获取空间几何信息为主的间接探测发展到以获取成分信息为主的更为直接的光谱探测。主要发展的探测技术是高分辨超多道机载光谱扫描仪或成象光谱仪。应用中国科学院上海技术物理研究所研制的红外细分光谱扫描仪(2.0—2.5μm)在新疆北部黄金资源探测的研究,由已知区的试验研究进入未知区的应用推广,发现了新的金成矿带、区和点,显示出光谱遥感是地质找矿的有效新技术。     

航空高光谱遥感油气探测技术研究及应用效果

利用航空高光谱遥感技术探测油气已是一项近年来逐渐推广的新技术,也是当前遥感地质领域研究的前缘和热点。由于地表干扰因素复杂,信息真假识别困难,遥感探测油气的效果不甚理想。本文依托中国地质调查局油气资源调查中心的"油气资源选区调查"项目,利用CASI/SAAI/TASI航空成像系统,在新疆准噶尔盆地和伊犁盆地示范区获得的高空间分辨率高光谱遥感数据,开展了航空高光谱遥感的油气探测示范研究。笔者通过构建油气渗漏异常的光谱识别模型,借助油气渗漏异常的光谱曲线与干扰因素光谱曲线的对比和烃与蚀变矿物丰度值的消长关系,解决了油气渗漏异常信息提取中干扰因素的排除难题。同时,开发了适合油气信息提取的波段分类方法,并强调将油气地质知识,贯穿于信息提取的全过程,改变了以往只按已有程序处理,结合野外实际不够的倾向,从而有效地提升了航空高光谱油气探测的效果。经示范应用表明,航空高光谱遥感在油气探测中可以快速、大面积地提取油气信息,区分含油地层和非含油地层;提取油页岩和含油煤层,直观其展布特征和控制要素,分析其不同地段的含油丰度;提取油气渗漏异常,尤其是第四系覆盖区地质人员不易发现,而对油气勘查有重要价值的弱渗漏异常信息,圈定油气渗漏异常区。上述这些探测效果,正是油气资源调查、选区和评价需要掌握的重要信息。高光谱遥感探测油气的技术优势,是其它油气勘查手段无法替代的。因此,在油气资源调查和勘查中应充分发挥高光谱遥感的重要作用。     

面向地学应用的高光谱遥感器指标体系设计

高光谱成像技术在地物精确分类上的巨大优势, 使其成为地学遥感领域的热点与主要技术手段.为确定适合地学应用的高光谱遥感器的指标体系, 分析了地学应用的需求, 以及高光谱传感器各指标之间的"约束"关系, 包括空间分辨率、光谱分辨率、幅宽以及信噪比等.提出了高分辨率与宽幅高光谱遥感器的指标体系, 利用宽幅高光谱数据与高分辨率高光谱数据, 可同时满足大范围调查以及重点区域详查的地学应用需求, 为未来地学应用高光谱遥感器的体系化发展提供了参考和支持.      

生物多样性遥感研究进展

随着遥感技术和新型传感器的发展,遥感已成为目前区域或全球生物多样性研究的重要方法。综述了目前国内外生物多样性遥感研究的最新进展;分析了遥感生物多样性研究的主要理论基础,包括光谱变异假说、生产力假说和种—面积关系理论等;总结了利用高空间和高光谱分辨率遥感数据直接监测生物物种及其多样性的进展与局限性;基于遥感反演的不同环境变量进行生物多样性模拟和预测是目前最常用的方法,对其进行了较详细的分析,并介绍了相关模型的发展。最后,总结了该方法在我国的应用局限,指出增进学科合作、将遥感方法与生态学理论和模型相结合、重视地面验证数据的使用将是生物多样性遥感研究的发展趋势。     

机载高光谱遥感在内陆水体或海湾水质监测中的研究与应用现状

与传统卫星遥感相比,机载高光谱遥感具有高时空分辨率、机动灵活等优势,可解决传统水质监测方法中存在的短板问题。机载高光谱遥感反演方法可以更全面地反映水质的时空分布变化,能够更好地捕捉地物光谱特征以提取更多的水质参数,适用于内陆水体或海湾的水质监测和水体污染的应急遥感监测。文章简述了机载高光谱遥感的特点,阐述了机载高光谱遥感水质监测的原理、监测对象和方法,综合介绍了有人机载和无人机载高光谱遥感在内陆水体或海湾水质监测中的研究与应用现状,剖析了机载高光谱遥感在水质监测中的问题,并对未来的发展趋势进行了展望。     

高光谱遥感定量反演成矿元素含量的研究进展

随着遥感技术的不断发展,高光谱遥感也相应取得了较大的进步,而其应用于找矿方面也越来越广阔。在有土壤覆盖物的多金属矿区,遥感土壤地球化学方法也相应地取得了较大的发展。多金属矿区土壤覆盖物的重金属元素含量测量是判断矿区成矿元素地球化学异常的标志,同时为找矿预测打下基础。使用遥感手段定量化的提取矿区表层覆盖物（土壤）中地球化学信息是找矿预测的必经之路。文章从理论、技术及定量化反演方法三个方面对高光谱遥感应用于土壤地球化学研究取得的新进展进行归纳和总结,并展望遥感土壤地球化学的应用前景。     

高分辨率遥感数据处理及其铀矿地质应用

高光谱和高空间分辨率遥感技术在铀矿地质勘查中具有重要作用,遥感数据挖掘与知识发现、新方法研究则是各种铀成矿要素光谱信息和空间特征识别的关键技术手段。本文基于曲波变换技术,开发了卫星高光谱数据（Hyperion）和高空间分辨率（SPOT5）的影像融合方法,融合影像在数据噪声消除、信息增强与信息提取方面应用效果显著;利用离散小波变换技术,高精度提取了主要铀成矿要素的光谱参数,建立了典型四价和六价铀矿物的光谱识别谱系。另外,通过钻孔岩心和探槽工程的高光谱编录、地质编录和物探编录,建立了典型蚀变带的物谱关系模型,重点分析了赤铁矿化蚀变（Fe3＋）光谱特征与铀含量之间的相关关系。上述遥感数据处理新技术新方法在桃山地区铀矿地质勘查中取得了理想效果。     

基于四旋翼无人机的宁夏羊场湾煤矿采煤沉陷量监测

小型无人机遥感技术具有成本低、操作灵活便利等优点,在地质调查中的作用愈来愈重要。采煤地表沉陷量变形监测是掌控采煤地表岩移变形规律和治理塌陷的关键性工作。重点探索四旋翼无人机遥感技术监测在羊场湾煤矿Y120212工作面采煤沉陷量的监测研究,通过野外踏勘与控制点布设、无人机航线规划与执行、4D产品制作的工作程序和监测方法,探索无人机遥感技术监测在矿山地质塌陷监测的应用。研究结果表明,通过对无人机遥感技术生成的DSM处理,经过多期地面高程的对比,得到Y120212工作面最大沉陷量达6.5m。结合分析、对比,无人机遥感技术可以实现采煤塌陷区地表沉陷变形监测,进而形成和发展了煤矿地面塌陷新的监测技术。     

遥感技术在煤炭地质中的应用现状及前景

介绍了遥感技术在煤炭资源调查和评价、煤矿区地质灾害调查和评估、生态环境及污染调查评价和监测以及煤矿三维可视化仿真规划系统建设方面的应用研究现状及所取得的主要成果，并结合遥感技术的发展方向，展望了其在煤炭地质中的应用前景。     

高分五号航天高光谱遥感技术在甘肃龙首山铀矿找矿中的应用

为深入研究和探讨高分五号(GF-5)航天高光谱遥感技术在铀矿地质找矿中的应用效果和潜力,基于龙首山成矿带航天高光谱数据,开展高光谱数据处理和蚀变信息提取工作,创新实现了GF-5高光谱波段修复,通过构建标准光谱库和诊断光谱,运用MNF算法、PPI算法,结合SAM光谱角填图技术,完成蚀变矿物端元提取和光谱匹配,实现研究区钠长石、方解石、石英、绿泥石、赤铁矿和高岭土蚀变矿物的提取,综合区域铀矿成矿地质背景,通过开展地面波谱测量和野外调查,在验证蚀变准确度的基础上,剖析航天高光谱蚀变信息和成矿规律,构建了区域找矿定位模型,圈定找矿预测区3处,取得了较好的找矿效果,为国产GF-5高光谱遥感在地质找矿中的应用提供了参考。     

新疆地区西昆仑和田玉遥感信息提取与找矿远景区圈定

新疆地区和田玉主要产在西昆仑至阿尔金一带,这些地区属于高海拔和严寒地区,难以直接开展地质调查工作。当前遥感技术已在热液型矿床的找矿工作中取得重要进展。和田玉矿床属于热液型矿床,地表会留下明显的矿物蚀变信息,通过遥感信息技术寻找和田玉矿床在理论上是可行的。本次研究在西昆仑康西瓦地区,使用哨兵二号、ASTER等多光谱数据和高分5号高光谱数据提取与和田玉矿化有关的蚀变信息,构建了一个以蚀变信息为主的遥感找矿找矿模型,圈定了多处和田玉遥感找矿远景区,并对找矿远景区进行了野外验证。在选取的多个和田玉遥感找矿远景区内,发现了和田玉矿的典型蚀变类型,即蛇纹石化与透闪石化,以及多处出露地表的大理岩和多处正在开采的玉石矿。野外验证结果表明,本次研究采用的和田玉遥感勘查技术是有效的。     

利用光学卫星遥感数据监测抚顺地区煤矿开采引起的地貌变化

抚顺市是中国重要的采煤城市之一,100多年的煤矿开采已经使抚顺地区的地貌特征发生了重大变化。由于长期的露天开采,抚顺西露天矿形成了一个海拔约为-300m的深坑;煤矿的地下开采造成了大面积的地表沉陷;与此同时,煤矸石的露天堆积形成了3个排土场。本研究利用多时相的美国Landsat MSS（Multispectral Scanner）,TM（Thematic Mapper）,ETM⁺（Enhanced Thematic Mapper Plus）,以及日本ASTER（Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer）卫星遥感数据分析过去近30年来抚顺地区煤矿开采所引起的地貌变化。多时相卫星遥感图像的对比分析显示,由于地面沉陷引起的地表积水面积在近5年（2001～2006年）内出现明显增大的趋势,增加了1.73km。同期的ASTER DEM数据对比分析还发现,西露天矿的开采深度在不断增加,最大增加量为55m,与此同时出现的新增排土场造成地面高程增加量最大为25m。这一研究表明利用遥感技术可以定量监测人类矿产开发活动所引起的地貌特征变化及其过程。     

遥感技术在煤炭资源开发状况监督管理中的应用研究

利用高分辨率遥感图象可以快速查明煤炭资源开发状况以及煤炭资源开发的合法性（界内开采、界外开采、越界开采）等,对煤矿安全生产及维护矿业秩序具有重要意义。以我国中部某煤炭开采密集区为试验区,选择不同分辨率的遥感数据,从矿山铺助设施、道路、矿堆、矸石的特征出发,进行矿山开采状况遥感解译;以地理信息系统技术（GIS）为支撑实现采矿权数据、规划数据图层与遥感专题数据的叠加分析和相关分析,判断非法与越界矿山,评价矿产资源开发与保护规划执行情况。     

普朗斑岩型铜矿区矿化蚀变特征矿物填图及找矿潜力分析：来自资源一号02D遥感卫星的证据

随着近年来取得重要找矿突破的普朗斑岩型铜矿的规模化开采，进一步摸清首采区外围资源潜力任务紧迫。遥感技术尤其是国产卫星资源一号02D星等高光谱卫星成功发射，为我国高海拔艰苦地区快速精准识别与矿化相关的蚀变矿物提供了可能。针对以往对植被覆盖区高光谱矿物识别有效性方法探索不足，本文选取普朗铜矿区为研究，采用资源一号02D高光谱遥感数据，使用比值植被指数划分植被覆盖区及非植被覆盖区。基于实测波谱，分层次构建了植被覆盖区及非植被覆盖区与普朗铜矿矿化密切相关的绢云母、绿泥石、绿帘石蚀变特征矿物波谱曲线，并采用匹配滤波方法开展了蚀变矿物填图示范应用。野外验证表明：该方法可有效探测普朗斑岩型铜矿外围尤其是首采区东侧植被覆盖区绢云母等蚀变特征矿物分布信息，结果显示普朗首采区东侧具有较大找矿潜力。     

高光谱遥感卫星技术及其地质应用

在收集国内外高光谱技术发展、地质应用与研究实例资料的基础上,主要介绍了国内外高光谱地质应用的现状及其主要进展,并简要介绍了高光谱地质应用的主要技术。结合地质应用成功的实例,分析了高光谱遥感卫星技术在矿物识别与填图、岩性填图、矿产资源勘探、矿业环境监测、油气渗漏监测等地学方面的应用优势与前景,同时指出了目前高光谱遥感卫星技术地质应用存在的主要问题与发展趋势。