河流水体悬浮泥沙遥感研究进展与展望

河流悬浮泥沙动态监测对河道变迁、水利工程安全运行、生态和环境保护等都具有重要的应用价值,利用遥感技术可对大区域河流水体悬浮泥沙进行实时监测。与海洋和湖泊等大面积水体相比,当前对河流悬浮泥沙遥感关注较少,且已有研究主要关注入海河流河口区域。为充分发挥不同时间、空间和光谱分辨率多源卫星遥感资料优势,实现更广泛区域、不同级别河流的悬浮泥沙输运遥感监测,对国内外已发表的关于河流悬浮泥沙卫星遥感的数据源和模型进行了系统归纳,总结出河流悬浮泥沙卫星遥感研究中面临河流遥感反射率高精度提取、悬浮泥沙浓度高精度遥感和基于二维表层悬浮泥沙浓度遥感的三维通量遥感等挑战和难点;在此基础上,从去除邻近效应大气校正、考虑悬浮泥沙粒径分布的浓度遥感和悬浮泥沙输运通量三维遥感3个方面对河流悬浮泥沙遥感监测的未来发展进行了展望。     

遥感技术在地质遗迹调查评价中的应用——以陕西华县莲花寺滑坡为例

针对地质遗迹资源调查依靠野外考察效率低、成本高及容易造成资源遗漏问题,将高空间分辨率卫星遥感技术引入地质灾害遗迹调查评价。基于IKONOS多光谱数据进行自然彩色变换,采用乘积法变换与全色数据进行融合,将遥感数据与DEM数据叠加生成三维遥感影像图,在遥感解译和野外调查的基础上,对莲花寺高速远程滑坡的形态特征、堆积体结构、成灾范围、成因机理及动力学过程进行研究,为陕西华县莲花寺滑坡地质遗迹评价提供直接的依据。研究结果表明:高空间分辨率卫星遥感技术应用于地质灾害遗迹调查评价,相对于传统野外考察等手段具有无比的优势。陕西华县莲花寺高速远程滑坡类型、特征、规模具有国际性对比意义,属国际罕见的滑坡灾害遗迹点,其稀有性对于研究高速远程滑坡这类特殊地质景观具有重要的现实意义,具有极高的科考研究和科普教育价值。     

基于高分辨率卫星遥感技术的风化层厚度制图方法

区域尺度风化层厚度是制约民用和军事地质工程施工、陆域军事交通能力重要因素之一。传统方法通常都需要大量的野外踏勘和实地采样,效率较低,在人迹罕至、人不能至的地区无法完成。因此,利用高分辨率遥感技术开展区域尺度风化层厚度制图研究具有非常重要的意义。在野外调查的基础上,利用国产高分二号卫星数据,采用人机交互目视解译方法获取研究区岩性、土地覆盖类型分布图,并基于ASTER GDEM数据获取地形地貌图像;然后,以坡度、岩性、土地覆盖类型为影响因子,基于云模型理论和方法综合评估获取研究区的风化层厚度图,制图结果与野外验证数据吻合度较好,精度可达81.69%。     

基于遥感技术的海岸线提取及应用研究综述

海岸带是海陆交互作用的特殊地带,也是经济最发达,人口最密集,资源环境矛盾最突出的区域。国内外学者利用遥感技术开展海岸线变迁的研究已经相当成熟,本文从海岸带概念、遥感卫星基本知识、遥感数据获取、遥感解译方法和遥感技术在海岸带地质环境研究中的应用等方面论述了已经取得的成果和进展,并对今后基于遥感的海岸带地质环境工作进行了展望。     

遥感技术在黄土高原区地质灾害详细调查中的应用

黄土高原区地质灾害频发,危害严重,在延安市宝塔区地质灾害详细调查试点中,选用高分辨率的Spot5和快鸟卫星(QuickBird)数据,进行了地质灾害解译与信息提取,获取了丰富的地质环境条件和地质灾害以及承载体信息,为开展地质灾害野外调查提供了基础资料,发挥了遥感技术的先导作用。笔者从遥感调查的内容、数据选择和处理、解译技术方法、地质灾害信息提取、解译及解译效果等方面论述了遥感技术在宝塔区地质灾害详细调查中的应用,认为该技术方法和本次所取得的经验可以在黄土高原区地质灾害详细调查中推广和应用。     

多源遥感数据在新疆卡拉麦里地区岩矿识别中的应用

遥感技术广泛应用于地质基础调查、矿产资源勘探、环境评估和地质灾害调查等方面。它已从多光谱发展到高光谱阶段,Landsat- 8是目前最具有代表性和最常用的多光谱数据,ASTER具有高的分辨率和多波段特征,资源一号02D(ZY1- 02D)卫星是我国2019年发射的高光谱业务卫星。为了更好地了解多源遥感数据在岩矿识别中的作用,在新疆东天山卡拉麦里地区进行了相关研究。结果表明：Landsat- 8 OLI的PCA变换结果清晰识别了研究区不同的岩性和地层;使用Landsat- 8 OLI、ASTER和ZY1- 02D高光谱数据,分别采取不同的图像端元提取方法,在进行光谱分析的基础上,利用光谱角填图（SAM）即可得到研究区的主要矿物分类图件。通过野外验证,应用GIS技术进行集成和分析,修正相关图件后,便得到了精准的矿物分类综合图。研究表明：多源遥感数据的集成在岩矿识别方面效果良好、前景巨大。     

多源遥感数据在新疆卡拉麦里地区岩矿识别中的应用

遥感技术广泛应用于地质基础调查、矿产资源勘探、环境评估和地质灾害调查等方面。它已从多光谱发展到高光谱阶段,Landsat-8是目前最具有代表性和最常用的多光谱数据,ASTER具有高的分辨率和多波段特征,资源一号02D(ZY1-02D)卫星是我国2019年发射的高光谱业务卫星。为了更好地了解多源遥感数据在岩矿识别中的作用,在新疆东天山卡拉麦里地区进行了相关研究。结果表明：Landsat-8 OLI的PCA变换结果清晰识别了研究区不同的岩性和地层;使用Landsat-8 OLI、ASTER和ZY1-02D高光谱数据,分别采取不同的图像端元提取方法,在进行光谱分析的基础上,利用光谱角填图（SAM）即可得到研究区的主要矿物分类图件。通过野外验证,应用GIS技术进行集成和分析,修正相关图件后,便得到了精准的矿物分类综合图。研究表明：多源遥感数据的集成在岩矿识别方面效果良好、前景巨大。     

我国三稀矿产资源遥感调查综述

遥感技术具有宏观、经济、快速、准确等技术优势,特别是近年来高空间分辨率、高光谱、雷达等遥感技术的发展十分迅速,为三稀矿产资源调查提供了一种全新的技术手段。遥感技术应用于三稀矿产资源调查尚处于起步阶段,目前主要在稀土矿产资源调查中应用较多,在稀有稀散金属调查中应用非常欠缺,主要应用方向包括地质找矿、矿产资源开采现状调查、环境监测等。通过分析三稀矿产资源的成矿规律,建立相应的遥感找矿模型,可以缩小找矿靶区,为三稀矿产资源的找矿调查提供快捷有效的技术支撑;此外,高空间分辨率遥感数据可以提取矿山的地表开采信息,通过与矿权信息的叠加分析,实时动态地监测三稀矿产资源的开采现状,为矿政管理提供依据;最后,遥感技术可以提取三稀矿山在开采过程中造成的地表环境变化信息,如植被破坏、土地压覆、水体污染、地质灾害等,获取环境变化的面积、强度等要素信息,为三稀矿产资源环境监测提供准确评估。今后应加强多源遥感数据在三稀矿产资源调查中的技术方法研究,建立不同类型三稀矿产资源的遥感找矿模型,并推进全国三稀矿产资源开采现状与环境监测的广度与力度,建立星-空-地一体化的三稀矿产资源调查体系。     

SPOT-6与无人机航测技术在第四纪地质及活动构造填图中的应用——以内蒙古1:50000呼勒斯太苏木等四幅填图试点为例

选择SPOT-6数据,对内蒙古呼勒斯太苏木等四幅图的SPOT-6遥感影像进行正射校正、配准及信息的数字增强处理后,根据不同地质体影像特征、野外实地调查,初步建立了填图区第四纪地层及新构造活动的解译标志,并结合野外地质调查,对研究区沉积物的成因类型和分布范围、地貌特征及分区、活动构造运动等进行了调查验证;利用2015年飞行的无人机航测数据,对区内新构造、活动构造进行了识别及活动性质的初步判断。研究结果表明,高精度遥感技术及无人机技术在平原区第四纪地质填图中具有独特优势,有助于快速识别第四纪沉积成因类型与相对时序及准确厘定区域主要活动断裂空间位置与活动特征,从而有效提升填图工作效率,并弥补地表调查的局限。      

城市化进程下北京平原渗流场与地面沉降发展演化模拟

北京地面沉降已有60多年的历史,其发生发展与半个多世纪城市的快速扩张密不可分。从整个北京平原地下水系统出发,梳理多年时间序列(1950-2015年)的城市发展规模、人口、水资源及开采动态等数据,结合遥感技术解译不同年代北京平原的不透水面变化,分析其对降雨入渗补给量的影响;构建整个北京平原含水层-弱透水层三维结构系统,借助PMWIN软件建立区域尺度的地下水流-地面沉降耦合模型,利用长期水位及沉降观测数据对模型进行识别验证;开展长时间序列的北京平原地下水水头场与地面沉降演化模拟,研究快速城市化进程下北京平原多层含水层系统渗流场演变与地面沉降响应特征。研究表明:长时间尺度区域地下水流场-地面沉降演化模拟基本再现了地面沉降形成和发展演化的过程;北京地下水开采历史与地面沉降发展历史具有一致性,而不同沉降区地面沉降发展受地下水开采和城市发展双重控制,是二者综合作用的结果。     

基于GF2号与Landsat8数据融合的遥感图像地质解译——以1:5万瓦房店市幅为例

随着遥感卫星的分辨率越来越高,遥感技术在地质填图工作中的应用也愈发广泛,尽管遥感技术在地质学的应用仍有很多不足,但仅仅对于地质填图工作来说,已经可以节约部分野外工作量,通过遥感地质解译可区分岩性差异较大的地质体,并绘制其界线,减少不必要的野外调查,将地质工作者的精力放在更复杂的地学问题上。高分2号卫星属于中高分变率卫星,全色波段08 m,其数据质量高、数据获取方便、重访周期短等优点逐渐吸引地质工作者的注意。目前,使用高分2号卫星进行遥感地质解译的文献相对较少,本文具有一定的示范作用。本次以1∶5万标准图幅瓦房店市幅为例,使用GF2号数据与Landsat8数据融合和主成分分析后做假彩色合成影像,解译出地质单元21个,线性断裂构造61条,使用真彩色合成与DEM叠加建立地表三维模型来确定断裂期次与交切关系,最终将遥感地质解译结果与野外实地调查工作成果相对比,以分析地质解译精度,经测算两者平均吻合率达80%,达到1∶5万区域地质调需要,为瓦房店市幅1∶5万区域地质调查工作提供参考依据,填补瓦房店地区地质单元遥感影像特征的空白。     

承德坝上高原如意河流域地表基质调查与编图探索

地表基质调查与编图是当前自然资源调查监测体系中的全新领域,但如何开展还缺乏统一的行动指南。在总结地球关键带理论和地表基质调查研究现状的基础上,充分借鉴区域地质、工程地质、第四纪地质、水文地质、环境地质等调查与编图表达方式,以承德坝上高原如意河流域为研究区,探索建立了基于地球关键带理论的地表基质调查与图件编制方法。基于野外调查结果,将如意河流域划分为玄武岩、安山岩、凝灰岩、流纹岩、冲洪积砂砾石、残坡积砂砾石、风积沙、湖积淤泥和沼积淤泥等9种地表基质类型,研究了不同类型地表基质的分布特征、调查和监测指标,编制了风积沙厚度空间分布图、地表基质与地表覆盖层耦合关系图和地表基质层图。地表基质厚度空间分布图可展布不同类型地表基质厚度的空间分布特征,地表基质与地表覆盖层耦合关系图可直观刻画地表基质的剖面结构特征和理化性质对地表覆盖生态要素的约束作用,地表基质图能系统地反映地表基质与地表覆盖层的结构、展布、特征和耦合关系。地表基质系列图件是岩-土-水-生等地球关键带多圈层交互作用在地质图上的反映。该研究可为在全国范围开展地表基质调查与编图提供参考。     

基于面向对象分类方法的查干湖地区生态环境变化遥感分析

利用遥感技术结合高精度GPS野外定位技术,应用面向对象分类方法,利用1988年和2004年两期遥感数据对生态敏感区域——查干湖自然保护区的生态环境进行了土地利用类型遥感提取、GPS野外验证,结果表明,查干湖地区16年来水体面积减少了139.36 km^2,盐碱地增加了106.83 km^2,碱斑面积增加了107.21 km^2,环境恶化现象严重。初步分析了环境变化的原因并提出了治理建议,探讨了基于多特征的面向对象分类方法的具体应用。     

Landsat8卫星数据在安徽黄山汤口-寨西地热资源调查中的应用

遥感大数据分析与应用正成为地球信息科学领域重要的研究内容。利用热红外遥感技术进行地热异常信息的提取可以为地热资源勘查评价提供重要的依据。Landsat系列卫星数据拥有长时间的数据积累和较高的空间分辨率,是地表热环境时空序列大数据分析的重要数据。最新一代的Landsat8 卫星热红外数据在延续了较高分辨率的同时,敏感性更强,更加适合于对地表热环境空间分布进行精确分析。本文以安徽黄山汤口-寨西工作区为研究区,分别选用2016年12月9日Landsat8 的热红外遥感数据和2009年12月6日Landsat5 TM 数据,采用大气校正方法进行地表温度的反演和对比分析,通过密度分割分析提取地热异常信息,并综合遥感地质解译信息、气象、地形等数据,对工作区地热资源有利区进行了预测。结果表明：两个时相地表温度反演结果的空间分布基本一致,利用Landsat8 热红外数据的地表温度反演结果可以有效地获取地热异常信息,所圈定的地热异常较为合理,与工作区内主要的断裂构造分布一致,且和物探勘查和钻孔实验结果相对应,可以为地热资源勘查大数据分析提供重要的数据源。     

地表基质分类及调查初步研究

地表基质分类研究是开展地表基质调查的基础,而厘清地表基质的科学内涵、时空展布特征、支撑服务目标及调查精度等是开展调查的前提条件。文章充分借鉴区域地质、水文地质、工程地质、第四纪地质、环境地质等学科分类和图件表达方式,综合岩石、砾石、沙、土壤等的物质组成、成因类型、地貌形态和粒度质地等,初步将地表基质的类型划分为四个层级,并提出了地表基质层的物质组成、成因属性和研究深度范围,指出了未来开展地表基质调查和编图的主要方向,结果为地表基质统一分类体系构建和全国范围开展的地表基质调查提供了参考依据。     

遥感技术在云南省昭通地区煤炭资源调查评价中的应用

以卫星遥感技术为主要手段,通过遥感地质解译和野外调查验证,结合常规地质资料综合分析,对云南昭通地区煤层的聚集、赋存规律进行了总结,最终圈定了12个含煤远景区,为该区进一步开展煤炭资源勘查提供了靶区。本次在高山峡谷区成功应用遥感技术进行煤炭资源调查评价,为今后在类似地区开展煤炭资源调查评价提供了宝贵的技术参考。     

基于GeoEye-1卫星数据的矿山开发环境问题研究

利用卫星遥感技术对矿产资源开发利用及其引发的矿山地质环境问题进行分析, 可以及时、准确地为科学管理与决策提供依据。以山西娄烦多金属矿区为例, 通过遥感数据的处理与提取, 分析调查区相关环境问题, 提出加强和改进矿山环境现状的对策建议。      

基于Landsat 8 OLI__TIRS数据的找地下水靶区预测研究

遥感技术因为它独特的优点(宏观性、综合性、动态性、快速性)而广泛利用于地下水资源调查[1],能更准确掌握调查区域地下水形成、贮存,运动特征、水质、水量的变化规律,节省野外勘察费的大量人力、物力,为地下水资源的规划、开发和合理利用提供充足的水文地质依据[2]。以Landsat 8 OLI__TIRS的多光谱数据和热红外数据为信息源,通过各种遥感图像增强处理和波段运算,获取了与地下水富集带有关的两个重要水文要素信息——线性构造特征和地表温度信息,最终在综合分析这些信息基础上圈定出找地下水靶区,并对圈定结果与区域水文地质图进行对比验证,结果证明,利用遥感技术在缺水区进行地下水勘查,能够为快速、有效地寻找地下水资源提供技术依据,减少地下水勘查中物力和人力的大量耗费,为实际地面调查和物探工作提供依据。     

泉州湾海岸线变迁遥感监测研究

基于Landsat MSS/TM、SPOT5、World View-1卫星数据,运用计算机技术对卫星遥感数据进行分析处理,经几何纠正、配准、彩色合成、融合图像处理等方法,分析研究泉州湾海岸岸相特征,通过提取相应时期海岸线,研究泉州湾海岸23年(1988~2011年)的变化特征。研究表明,泉州湾海岸线变迁主要受人为活动影响,海岸线变迁最大的是泥质海岸带,砂质和基岩等海岸带的变化较小,集中于湾内西北岸,南北两岸则相对稳定。     

基于遥感技术的三峡库区屏障带划分研究——以重庆市万州区为例

采用遥感技术和GIS空间分析相结合的方法,利用三期Landsat TM影像数据对重庆市万州区的地表亮温、地表湿度以及山脊线等特征对比分析,模拟其变化趋势和范围,通过多层数据叠加分析,划定出该区域的生态环境屏障带。结果表明,研究区中三峡水利工程对其生态环境影响有扩大的趋势;结合自然等综合因素,划定生态屏障带约为484.44 km2。研究结果有助于库区生态环境评价以及土地利用规划编制。